1.4.1 減震組合技術
減震組合技術[3]是指根據(jù)結構的變形特點以及結構抗震性能化設計要求，合理組合應用多種減震裝置，充分發(fā)揮各種減震裝置耗能效果，減小地震作用，改善結構的抗震性能，其分類如圖5所示。
減震與隔震組合技術[7]是指結構在采用隔震技術的基礎上，在隔震層內或隔震層外樓層布置減震裝置以進一步減小地震作用，改善結構抗震性能，其分類如圖10所示。
昆明滇池會展中心S2[12]建筑高度為250m，總建筑面積為13萬m2，其建筑外觀如圖13所示。
《云南省隔震減震建筑工程促進規(guī)定》〔云南省人民政府令202號〕要求“抗震設防烈度8度以上區(qū)域內單體建筑面積1 000m2以上的重點設防類、特殊設防類建筑工程應該采用隔震減震技術”，且“采用減震設計時，應使建筑抗震性能明顯提高，罕遇地震作用下減震結構與非減震結構的水平位移之比應小于0.75”。
昆明滇池會展中心S2位于8度(0.2g)高烈度地震區(qū)，應采用消能減震技術改善結構的抗震性能。為達到大震下25%的減震效果，創(chuàng)新地采用4種消能減震裝置：黏滯阻尼伸臂、黏滯阻尼墻、金屬耗能連梁、屈曲約束支撐，如圖15所示。其中，黏滯阻尼伸臂布置在22，33層；黏滯阻尼墻布置在26～40層；金屬耗能連梁X向布置在26～40層，Y向布置在6～19層、31～40層；屈曲約束支撐布置在22，33，42層。
項目中消能裝置數(shù)量及發(fā)揮耗能情況如表2所示。其中，黏滯阻尼伸臂和黏滯阻尼墻在小、中、大震作用下均發(fā)生耗能作用；金屬耗能連梁和屈曲約束支撐在小震作用下僅提供剛度，在中、大震作用下進入屈服耗能，保證結構在中、大震作用下的抗震性能；隨著地震烈度的增加，鋼連梁和屈曲約束支撐陸續(xù)參與耗能(圖16)，結構附加阻尼比隨之增大，有效地保證了結構的抗震性能。
上海博物館東館[13]建筑高度為45m，地下2層，地上6層，總建筑面積為10.4萬m2，平面尺寸為105m×182m，其建筑外觀如圖17所示。
項目具有以下特點：1)上海博物館東館為特大型博物館，設計使用年限為100年，地震作用需放大1.3～1.4倍；2)博物館館藏文物珍貴，應采用有效措施保護藏品在地震作用下不受損壞；3)博物館內部空間豐富，結構存在多處無柱大空間，豎向貫通柱較少，角部存在大跨度空間及大懸挑桁架。
為保證結構在地震作用下具備良好的抗震性能，考慮引入減震技術，形成“型鋼混凝土柱+鋼梁+黏滯阻尼墻+屈曲約束支撐”的組合減震結構體系，其中黏滯阻尼墻在小、中、大震作用下均發(fā)揮耗能作用，耗散地震能量，減小主體結構所受地震作用；屈曲約束支撐在小、中震作用下提供剛度，保證結構側向剛度需求，在大震下屈服耗能。通過黏滯阻尼墻與屈曲約束支撐的組合使用，保證結構具有足夠的整體剛度以及良好的耗能機制。消能減震方案結構典型平面布置如圖19所示。
2.2.3 減震效果
表3所示為抗震結構與減震結構對比分析結果，與“型鋼混凝土柱+鋼梁+鋼支撐”抗震結構體系相比，消能減震方案具有明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下方面。
設置黏滯阻尼墻和屈曲約束支撐后，基底剪力降低約20%。
(2)周期與阻尼比
消能減震方案周期較剛性方案有一定程度的增大，同時多遇地震結構阻尼比由4%提高到6.3%。
(3)結構耗能
消能減震方案的結構耗能能力顯著增強，且大震下減震裝置耗能約占一半，能有效減輕結構構件的損傷。圖20為小、中、大震情況下結構耗能情況。
喀什農商銀行總部大樓[14]一期建筑高度為86m，地下1層，地上19層，總建筑面積為3.5萬m2，裙房與主塔樓設縫脫開，其建筑外觀如圖21所示。項目主塔樓采用鋼筋混凝土框架-核心筒結構體系，如圖22所示。
喀什農商銀行總部大樓的結構設計特點：1)項目擬建地區(qū)抗震設防烈度為8度(0.3g)，屬于高烈度地震區(qū)，結構抗震性能要求高；2)建筑立面要求盡量通透，不能設置周邊剪力墻。
因此考慮采用隔震技術，同時在隔震層設置黏滯阻尼器，以減小上部結構的地震作用，保證上部結構具有良好的抗震性能，實現(xiàn)上部結構降一度的設計目標。
隔震層位于地下室底板以下，基礎頂板以上。隔震層共布置隔震支座34個(鉛芯橡膠支座(LRB)23個、天然橡膠支座(LNR)11個)，黏滯阻尼器(VFD)16個，布置如圖23，24所示。
(1)周期
有無隔震裝置的結構周期對比如表4所示，隔震方案通過設置隔震層，將結構周期延長2.5倍左右，進而有效降低了地震作用。
經過計算，設防地震下層剪力最大減震系數(shù)為0.34，層傾覆力矩最大減震系數(shù)為0.35，均小于《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011—2010)(2016年版)[15](簡稱抗震規(guī)范)規(guī)定的0.38(設置阻尼器)，按照抗震規(guī)范規(guī)定可按降一度進行設計。
(3)結構耗能
隔震層各部分在罕遇地震下能量耗散情況如圖25所示。罕遇地震作用下能量時程分析結果表明，隔震支座耗能占比63%，阻尼器耗能占比9%，隔震層總耗能占結構整體耗能的72%，大大減小了輸入到上部結構的地震能量。
西安絲路國際會議中心[16]建筑高度為60m，地下2層，地上3層，總建筑面積為20.7萬m2，其建筑外觀如圖26所示。
西安絲路國際會議中心的結構設計特點：1)項目位于8度(0.2g)高烈度地震區(qū)，結構抗震性能要求高；2)結構采用巨型鋼框架結構體系，建筑存在較多大跨、大懸挑空間，需采用有效措施保證巨型框架的抗震性能；3)結構跨度大，樓面荷載重，重力荷載對構件尺寸影響較大，同時整體結構高寬比很小(0.32)，因此導致上部結構水平剛度較大。
基于以上項目特點，采用地下室一層柱頂隔震方案。隔震層混合使用天然橡膠支座+鉛芯橡膠支座+滑板支座+黏滯阻尼器，上部結構實現(xiàn)降一度設計目標，大幅減小巨型框架所受地震作用。
隔震層共布置鉛芯橡膠支座(LRB)74個、天然橡膠支座(LNR)96個、滑板支座(SB)356個、黏滯阻尼器(VFD)32個，具體布置如圖29所示。
(1)周期
有無隔震裝置的結構周期對比如表5所示，隔震結構周期較非隔震結構延長了3.7～4.2倍，有利于結構遠離場地特征周期，減小地震作用。
經過計算，設防地震下層剪力最大減震系數(shù)為0.35，層傾覆力矩最大減震系數(shù)為0.35，均小于抗震規(guī)范規(guī)定的0.38(設置阻尼器)，按照抗震規(guī)范規(guī)定可按降一度進行設計。
(3)結構耗能
隔震層各部分在罕遇地震下能量耗散情況如圖30所示，罕遇地震作用下能量時程分析結果表明，輸入給隔震結構的地震能量大部分由隔震支座和阻尼器耗散，其中隔震支座耗能占比68%，阻尼器耗能占比17%，隔震層總耗能占結構整體耗能的85%，大大減小了輸入到上部結構的地震能量。
(2)減隔震技術已經成熟并廣泛應用于建筑結構(高層建筑、大跨度建筑等)中，可有效降低地震作用，改善結構的抗震性能。
(3)通過2個減震組合技術應用案例和2個減震與隔震組合技術應用案例可以看出，根據(jù)項目特點，合理地組合、運用減震與隔震技術，可進一步提高建筑的結構性能，實現(xiàn)“適用、經濟、綠色、美觀”的八字建筑方針。減隔震技術組合應用必將成為抗震設計發(fā)展的一種趨勢。
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[16] 吳宏磊，丁潔民，陳長嘉.西安絲路國際會議中心隔震技術應用研究[J].建筑結構學報，2020，41(2)：13-21.
1990年畢業(yè)于同濟大學結構工程系，獲工學博士學位。長期從事復雜結構的研究與設計咨詢工作，在超高層結構和大跨度鋼結構等復雜結構方面取得豐富研究成果，榮獲建設部科技進步一等獎，國家科技進步二等獎，上海市科技進步特等獎，教育部科技進步一等獎，中國建筑學會科技進步獎特等獎等，并參與編制了《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）、《空間結構設計規(guī)程》（DG/TJ 08-52-2004）等國家和上海市的有關設計規(guī)程。已完成高層、超高層、大跨度體育場館、會展中心、大型影劇院、高鐵交通樞紐等百余項工程項目，榮獲全國優(yōu)秀工程勘察設計行業(yè)建筑工程一等獎、二等獎，設計銀獎，全國優(yōu)秀建筑結構設計一等獎、二等獎等。2017年11月被結構工程師世界大會（SEWC）授予SEWC終身榮譽會員獎，2018年10月榮獲英國結構工程師學會（iStructE）金質獎章，2019年4月榮獲世界高層建筑與都市人居學會（CTBUH）杰出貢獻獎。
來源：建筑結構
