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摘要：在结构设计中，消能减震作为降低结构地震效应的有效手段，已经得到普遍的应用。屈曲约束支撑作为性价比最高的消能器，也应用到了越来越多的项目中。本文以昆明某大型购物中心为案例，介绍消能减震器的选用、屈曲约束支撑的布置及设计方法，并总结设计过程经验，为今后结构的消能减震设计提供更多参考。
关键词：消能减震；结构设计；屈曲约束支撑；
引言
对于高烈度地区的大型购物中心，若采用纯框架结构，则无“二道防线”结构概念，且大震计算失真，实际震害后果严重。采用少墙框架-剪力墙结构，则少量墙吸收大部分地震能量而过早破坏，二道防线名存实亡。采用框架-剪力墙结构，则剪力墙布置对建筑功能灵活性影响较大。若采用带消能减震器的框架结构，不仅能提高结构的抗震性能，还能解决上述三种结构体系存在的问题。所以，如何进行消能器的选择和消能减震设计成为结构设计师必须思考的关键问题。
1 昆明某大型购物中心项目概况
1.1项目概况
昆明某大型购物中心项目总建筑面积14.7万平米，地上6层，地下4层，建筑高度35.5m，采用带屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构。场地抗震设防烈度8度，设计基本加速度0.2g，设计地震分组第三组，特征周期0.65s，场地类别Ⅲ类，项目属重点设防类，嵌固端位于地下室顶板。
2 项目消能减震设计
2.1消能器选择
在本项目中，因黏弹性阻尼器对橡胶材料及配方工艺要求高。与其他类型阻尼器相比，黏弹性阻尼器橡胶材料的防火性能略差，且性能易受温度变化的影响。黏滞阻尼器和屈曲约束支撑的横截面相对较大，不过商业项目空间也较大，因此屈曲约束支撑与黏滞阻尼器在商业项目应用较多。但相同吨位情况下，其造价比屈曲约束支撑高，此外，黏滞阻尼器对密封技术要求较高，需防止漏油现象。采用消能墙金属剪切型阻尼器，其支撑墙需与主体结构同步施工，会增加施工作量及难度。相比而言，屈曲约束支撑的应用更广泛。
本项目框架结构整体刚度偏小。此外，根据《云南省建筑消能减震设计与审查技术导则》，小震工况下位移角需比《建筑结构抗震设计规范》限值提高10%，故采用刚度大、承载力高的屈曲约束支撑更容易满足《云南省建筑消能减震设计与审查技术导则》的抗震性能目标。所以，本项目采用屈曲约束支撑的阻尼器。
2.2屈曲约束支撑布置
屈曲约束支撑的布置应遵循“均匀、分散、对称、周边”的原则。尤其要注重以下4点原则：1）水平布置宜使结构在两个主轴方向的动力特性相近；2）布置在层间相对位移或相对速度较大的楼层；3）竖向布置宜使结构沿高度向刚度均匀；4）布置不宜使结构出现薄弱构件或薄弱层。经计算分析，本项目在全楼层间位移较大处共设置314套屈曲约束支撑。结构平面布置图如图1
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图1
2.3 计算结果分析
1）周期及模态分析
结构的第一振动模态为X方向平动T1= 1.1379s；平动系数为1.0；第二振动模态为Y方向平动T2= 1.0484s，平动系数为0.99；第三振动模态为扭转T3= 0.9686s，扭转系数为0.65；周期比为0.8512。不仅满足规范要求，而且极大提高了结构的动力特性。
2）位移比分析
结构最大位移比，X方向为1.13，Y方向为1.25，可见采用屈曲约束支撑后，结构的位移比也满足规范要求。如图2
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3）位移角分析
结构的最大层间位移，X方向为1/616，Y方向为1/660，结构的位移也满足规范要求。如图3
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图3
4）罕遇地震工况下分析
罕遇地震工况下，采用5+2地震波时程分析结果平均值得出的结构弹塑性层间位移角：X方向为1/160，Y方向为1/154，满足云南当地规范的要求。取消屈曲约束支撑后的非减震结构的弹塑性层间位移角：X方向为1/117，Y方向为1/110，也满足规范要求。两者之前的最不利层间位移角比值，两个方向分别是0.73和0.71，均能满足云南当地对减震目标的要求。
2.4 设计经验总结
在大型购物中心项目消能减震设计过程中，除结构设计计算分析外，还有许多地方需要设计师或是业主的设计管理者注意的，具体如下：
1）注重前期收集项目当地对减震设计的要求，并分析对项目的影响；
2）注意结合项目特点，选择合适项目的消能减震器，避免所选用的减震产品带有专利或排他性而引起不必要的麻烦；
3）设计过程中应与建筑等其余专业紧密沟通，结合建筑平面进行消能减震器的合理化布置，最大限度不影响后续商业出租及运营；
4）在施工之前因重大招商需求进行调整，需报送审图公司进行二次沟通；
5）学会合理利用减震产品厂家的优势。相比于设计公司，厂家对减震产品及性能、特点等更为了解，在设计阶段引入厂家技术人员参与方案比较及设计评估，可以节省设计时间及效率。
3 结语
综上所述，对于高烈度地区的不规则框架结构，若能选择合适的消能减震器并进行合理的布置，能极大降低结构的地震效应，提升结构的抗震性能。但在设计过程中，消能器的选择和布置不单单只是结构专业的事，也要注意与其他专业的配合及结合项目开发运营等方面的需要，这样才能让消能减震设计发挥其最大的效用。
参考文献：
[1]赵韶美. 建筑结构消能减震技术应用与发展前景 [J] 防护工程2018，（36）