建筑结构丨盘点工程结构减隔震（振）领域的最新研究进展！

熊衍仁

任庆英

丁洁民

吴宏磊

吕西林

中国工程院院士，同济大学教授

报告主题：高层建筑减隔震研究应用

报告首先介绍了建筑结构组合消能减震的机理及实用新技术的特点，并介绍了其系统的试验研究与理论分析及工程应用情况；其次通过介绍新型组合基础隔震的振动台试验和机理分析、滑移隔震器的恢复力特性、在重大工程中的应用等情况介绍了新型组合基础隔震的机理与实用新技术；再次通过试验和工程应用实例介绍了阻尼器如何连接相邻建筑物进行振动控制并减少相邻结构的破坏；最后介绍了高层建筑结构TMD控制系统研究及应用、高层建筑结构NES控制系统研究。最后报告指出介绍的几种隔震和消能减震技术，可以为整体结构提供适当的阻尼和刚度，从而降低结构的地震反应，提高结构的整体抗震能力。为了提高结构的抗震能力（例如从原来的7度提高到8度，8度提高到9度），对现有结构进行加固时，采用隔震或消能减震技术是目前最好的选择，它可以在提高结构抗震安全性的前提下大大减少加固的工作量，从而得到较好的经济效益和很好的社会效益。

徐  建

中国工程院院士，中国机械工业集团有限公司首席专家

报告主题：工程振动控制前沿技术

报告通过自然界和工程界的实例，从研究背景、精密加工制造、精密光学观测、国防军工工程、新能源工程、大科学装置、多源振动控制、技术发展趋势八个方面介绍了工程振动的前沿技术。报告指出在振动控制技术领域，重点需要提升测试装置、检测技术、监测预警、大数据化等技术水平，高端振动控制装置的开发需要在超精密、强冲击、多维度、复合性等方面取得突破。振动控制技术是高端装备工程领域的重大技术需求，在理论突破、材料发展和技术创新等方面还存在着“重大短板”和“卡脖子难题”，需要更多的专家学者和工程技术人员助推该领域的发展，促进行业的技术进步！

任庆英

全国工程勘察设计大师，中国建设科技集团股份有限公司总工程师，中国勘察设计协会结构分会会长

报告主题：首都博物馆东馆隔振结构设计

首都博物馆东馆根据建筑功能及建筑形式，分为南北A,B两栋独立的结构单体，中间设置空中连桥，连桥两端采用滑动简支支座使得北侧与南侧单体完全脱开；B楼（市民共享大厅）拟采用钢-木混合排架结构，并沿幕墙布置柱间支撑。A楼（主楼）拟采用钢筋混凝土框架结构，屋面采用大跨度钢结构。报告详细介绍了首都博物馆东馆的工程概况、结构设计参数、结构体系、结构超限判别、小震反应谱分析、中大震性能分析、主楼隔震分析、主楼大震弹塑性分析(SAUSG-PI分析)、主楼大震弹塑性分析(采用YJK-EP分析）、主楼楼楼板温度应力情况。

郁银泉

全国工程勘察设计大师，中国建筑标准设计研究院副院长、总工程师

报告主题：建筑摩擦摆隔震支座应用中的热点问题

报告首先主要介绍了建筑摩擦摆隔震支座在构造、力学特征、施工等方面的特点及摩擦摆隔震技术的研究与应用情况；然后介绍了建筑摩擦摆隔震支座应用中的热点问题，最后指出寒冷地区建筑摩擦摆隔震支座可以使用，如果温度低于-25℃，补充试验即可；摩擦摆隔震支座静摩擦力不会随着静载时间的延长而发生明显变化，不会改变隔震效果；摩擦摆隔震结构设计扭转偏心可以不用考虑；摩擦摆隔震支座不能承受拉力，提离之后支座能够正常工作；振动台试验表明，摩擦摆支座隔震结构具有很好的减震效果。

丁洁民

全国工程勘察设计大师，同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司总工程师

报告主题：组合减隔震技术应用研究与实践

报告指出中国高烈度地震区分布广泛，且中国城市化发展迅速，必须采用有效的抗震措施，提高建筑的抗震性能以及使用品质；减隔震技术已经成熟，广泛地应用于建筑结构（高层建筑、大跨度建筑等）中，可有效降低地震作用，改善结构的抗震性能；减隔震技术的组合应用是一种发展趋势；通过工程案例应用可以看出，根据项目特点，合理地组合运用减震与隔震技术，可进一步提高建筑的结构性能，实现“适用、经济、绿色、美观”的八字建筑方针。

周建龙

全国工程勘察设计大师，华建集团华东建筑设计研究总院总工程师

报告主题：万科徐泾地铁上盖项目隔震设计与思考

地铁车辆段上盖物业开发已成为现阶段热点。对于下部车辆段框架结构、上部住宅剪力墙结构的上盖项目，采用层间隔震是一种合理的转换方式，一方面可以解决“全框支”的体系问题、降低地震力、减小车辆段竖向构件尺寸，另一方面可以显著提高结构的抗震性能。在计算时可采用等效线性化试算，对隔震层进行快速设计；隔震层设计应满足抗风验算要求，保证铅芯橡胶支座风荷载作用下不屈服。铅芯橡胶支座为体系提供较大附加阻尼比，地震时程计算时可考虑对地震波对应的反应谱进行阻尼比调整。对于隔震层以上结构高宽比较大的情况，可按照“大直径、少数量”的支座选取、布置原则，尽量在周边布置，以减小隔震层等效刚度、增加隔震层允许变形值、降低边缘支座短期极值拉应力、提高结构抗倾覆能力；下部柱网跨度较大且不规则时，可以采用竖向刚度较大的箱型转换，保证各支座受力较为均匀。可以参考《建筑隔震设计标准》，采用带隔震层的整体模型，按照设防烈度地震进行上部结构设计，楼层剪力采用反应谱法和时程计算结果的包络值。合理确定结构关键构件及不同构件的抗震性能目标；对车场既有构件可采用动力弹塑性验算复核是否达到要求。对隔震支座下支墩下方的箱型转换梁、箱型转换盖板、转换柱进行构件设计时，应考虑支座水平位移产生的附加弯矩。

周  云

广州大学副校长、教授

报告主题：《屈曲约束支撑应用技术规程》关键技术与设计方法阐释

报告首先介绍了防屈曲支撑工作原理、类型及工程应用及《屈曲约束支撑应用技术规程》编制情况。然后详细介绍了《屈曲约束支撑应用技术规程》关键技术与设计方法：1）通过区分承载型和耗能型屈曲约束支撑的功能及相关要求；2）明确耗能型、承载型屈曲约束支撑结构体系的不同；3）明确屈曲约束支撑产品性能要求；4）明确屈曲约束支撑约束单元的验算方法；5）明确屈曲约束支撑连接段的稳定验算方法；6）明确屈曲约束支撑需计算在双向地震作用下的性能及稳定性；7）明确屈曲约束支撑子结构梁柱的设计方法；8）明确屈曲约束支撑子结构梁柱的开合效应；9）明确与屈曲约束支撑连接的节点板设计方法及要求；10）明确承载型和耗能型屈曲约束支撑型式检验和抽样检验的试验要求；11）明确了屈曲约束支撑与主体结构的安装顺序。最后对屈曲约束支撑技术进行了展望。

束伟农

北京市建筑设计研究院有限公司总工程师

报告主题：隔震结构设计研究与应用

报告首先介绍了隔震的基本原理，然后通过非隔震结构和隔震结构工程案例对比介绍了隔震效果。其次介绍了隔震装置、隔震结构分类、隔震设计的优缺点、隔震技术推广应用面临的困难、隔震设计需要研究的问题、隔震计算内容。最后结合昆明长水国际机场航站楼、北京新机场航站楼、海口美兰国际机场二期扩建工程T2航站楼、北京地铁五路车辆段上盖开发项目这四个工程案例采用隔震的原因、隔震层位置选择、隔震方案选型、隔震装置布置、隔震装置连接构造、隔震计算等内容对隔震结构设计进行了详细的介绍。

吴小宾

中国建筑西南设计研究院有限公司总工程师

报告主题：复杂高层建筑结构的组合减隔震技术应用案例分享

结合某9度设防、近断层且体型复杂的高层医院建筑结构隔震设计实例，研究隔震技术对强地震输入、特别不规则和高预期抗震性能目标的复杂高层建筑结构的适应性及对应措施，提出发挥不同隔震器件或装置性能特点的组合隔震技术方法，结果表明组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形，减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应，结构构件损伤程度和范围大幅降低，屈服耗能机制更为合理，有效提升了建筑结构的抗震能力。

潘  鹏

清华大学教授

报告主题：碟簧-单摩擦摆三维隔震（振）装置

报告首先通过地铁振动、人体对振动的感受、三维隔震（振）介绍了碟簧-单摩擦摆三维隔震（振）装置的研究背景，然后介绍了新型三维隔震（振）装置、试验试件与加载装置，通过对试验结果、碟簧-单摩擦摆隔震（振）结构分析得出：碟簧-单摩擦摆三维隔震（振）装置的竖向性能不受水平位移影响，水平向性能不受竖向荷载影响，水平向隔震单元与竖向隔振单元可独立设计；三维隔震（振）装置滞回曲线饱满，竖向及水平加载工况下力学性能稳定；竖向隔振单元的叠合碟簧间添加PTFE膜，可减小碟簧间摩擦力对竖向刚度的影响；未添加PTFE膜时，小位移下的循环刚度为单调刚度的2.27倍；添加0.03mmPTFE膜后，此刚度比降至1.75；三维隔震（振）装置能有效发挥水平向隔震作用，混凝土结构模型各层的最大水平加速度反应和位移反应减幅均超过80%，且水平隔震效果不受隔振单元竖向刚度变化的影响；采用隔震（振）装置后，混凝土结构模型最大竖向加速度反应平均减小50%，三维隔震（振）装置有显著的竖向隔振效果；对于钢结构，进一步降低三维隔震（振）装置的竖向刚度也可以取得较好的隔振效果，加速度减幅超过35%。

周  颖

同济大学教授

报告主题：地铁上盖建筑之叠层厚橡胶支座研究进展

近年我国城市地铁建设激增，涌现了地铁上盖建筑，以实现城市土地的集约利用。而此类建筑在结构体系上存在着抗侧刚度不连续、竖向振动舒适度的突出问题，面向地震与地铁振动双控的工程需求，采用盖上隔震/振双控“软转换”为主要解决途径之一，其技术包括采用叠层橡胶支座、叠层厚橡胶支座和三向隔震/振支座等方案。本次报告主要交流在叠层厚橡胶支座试验和理论的研究进展，提出大直径、铅芯类、变参数和理论方法为进一步研发的方向，以期更好地服务于城市地铁上盖TOD项目。

杨志勇

广州建研数力建筑科技有限公司总经理

报告主题：减、隔震结构直接分析设计与三水准设防、三阶段设计

减震结构具有天然的非线性属性，精细分析才能实现正确的减震结构设计，例如错误地采用刚性楼板假定会夸大连梁剪切阻尼器的作用。现行规范的减震设计方法存在适用范围，例如附加阻尼比的计算公式以主体结构线弹性假定为前提，当主体结构出现较明显的弹塑性发展时将不再适用，否则会夸大阻尼器的减震效果，如下图所示：

吴重轮

北京盈建科软件股份有限公司研发工程师

报告主题：YJK在减隔震设计中的实践与应用

报告介绍了减隔震设计的基本方法，难点及应对措施，减隔震时程计算的方法和原理。展示了YJK新版减隔震时程计算模块的改进成果：新版程序将FNA法和直接积分法进行了集成，在FNA时程法增加了竖向地震的计算功能，对工况组合功能进行了完善，后处理结果更加丰富。报告最后展示了一个分析实例，实例分析了不同的有效刚度阻尼设置对时程计算结果的影响，分析结果表明：不合理的有效刚度阻尼设置会导致FNA时程分析和反应谱分析出现较大差异。针对这类情况，推荐采用直接积分法计算或者由直接积分法试算出单元有效刚度阻尼后，回代反应谱再进行FNA时程分析。

肖  川

北京构力科技有限公司结构软件事业部技术总监

报告主题：隔震结构计算问题研究和软件开发(PKPM-GZ)

隔震结构的设计与传统的“抗震”结构有明显的不同，采用“抗规”给出的水平向减震系数法设计时，将隔震结构分为上部结构、隔震层和下部结构分别设计。这种分离式的设计方法需要使用多个软件，建立若干个不同的计算模型，又常由不同单位分工计算，导致模型转换和荷载输入等大量繁琐工作。整体分析设计方法可以避免分离式设计产生的问题，但对程序的分析能力提出了更高要求。国外结构分析程序具有较强的非线性时程分析能力，但是不适合直接进行构件设计。PKPM-GZ继承了PKPM在设计方面的传统优势，同时增强非线性分析的能力，增加了考虑支座局部非线性的快速非线性时程分析方法、基于复模态分析的振型分解反应谱法，以及迭代确定支座等效刚度和等效阻尼的方法，同时支持水平向减震系数法和整体分析设计方法。PKPM-GZ还提供了自动包络设计验算的功能，且在设计常规隔震结构时，不需要进行软件之间的模型转换、内力导出、荷载输入等，既支持水平向减震系数方法，也支持整体设计方法，可以“一键”完成隔震结构上下部结构的计算。使得设计人员能够像使用SATWE设计传统抗震结构一样设计隔震结构。

管庆松

震安科技股份有限公司副总工程师

报告主题：消能减震结构小震弹性设计与中震不屈设计的对比探讨

从近年来的地震灾害、建筑抗震设防发展历史、相关的政策法规来看，对于一些重要的建筑结构，采用先进技术进行高标准设计，甚至抗震设防水准提高到中震不坏将是发展趋势。中震不屈设计较之小震弹性设计实际内力放大约1.9倍，中震弹性设计较之小震弹性设计实际内力放大约2.8倍。将传统抗震设计与减隔震设计有机结合，是实现中震设计的有效方法之一。使用不同类型的消能阻尼器进行减震设计均能实现中震设计目标。与传统小震弹性设计相比，中震不屈设计，消能减震框架结构的层间位移角限值可设为1/400~1/350，消能减震框架结构中的钢筋混凝土用量增加5%~20%，消能阻尼器用量增加30%~100%，消能减震框架结构中的位移型阻尼器耗能约地震总输入能的25%，速度型阻尼器耗能约占地震总输入能的45%以上。

丁洁民

周建龙

吴小宾

吴宏磊