太古時代廣場項目消能減震設計

趙東濱

（哈爾濱市建筑設計院，黑龍江 哈爾濱150010）

1 工程概況

太古時代廣場項目位于哈爾濱市道外區南勛街，建筑性質為商業綜合體、住宅。工程項目由大底盤連體地下室及主樓1#樓、2# 樓、3# 樓、4# 樓、5# 樓、6# 樓、裙房組成，總建筑面積213556 平方米，地下二層，地上31 層，建筑物高度為81.2～98.7米。

本項目位于建筑抗震設防烈度6 度區，其中主樓1#～6#樓采用部分框支剪力墻結構，轉換層位于地上四層（高位轉換），框支柱、剪力墻抗震等級為一級，框架梁、框支梁抗震等級為二級。工程設計中采用消能減震技術，將金屬消能阻尼器布設在剪力墻結構連梁部位，阻尼器能夠充分發揮耗能作用，有效控制結構的地震響應，全面提高結構的抗震性能。

2 減震設計依據及目標要求

本項目主樓減震設計依據2010 版《建筑抗震設計規范》GB50011-2010、《建筑消能減震技術規程》JGJ 297-2013 的要求，對結構進行消能減震設計與分析。減震建筑的要求為：（1）本項目主樓原結構按照6 度設計，風荷載為主要控制因素；安裝金屬消能阻尼器后，結構性能指標需滿足7 度抗震設防要求:在遭受多遇地震影響時，消能部件正常工作，建筑主體不受損壞或不需要修理可繼續使用；當遭受設防地震影響時，金屬消能阻尼器正常工作、無損壞，主體結構可能發生損壞，但經一般修理仍可繼續使用；當遭受罕遇地震影響時，主體結構不倒塌，其金屬消能阻尼器不應喪失功能。（2）減震設計依據預期的位移控制要求等參數，滿足7 度抗震設防的性能指標要求。（3）對含金屬消能阻尼器的結構進行整體分析，包含風荷載及各個不同地震工況下的時程分析。

3 金屬消能阻尼器參數

基于對高層剪力墻結構地震響應的特點，本項目主樓采用專門適用于高層剪力墻結構消能減震的金屬消能阻尼器，阻尼器安裝示意圖如下圖1 所示。

圖1 阻尼器安裝示意圖

阻尼器產品參數如下表。

序號 名稱 參數 1 阻尼器類型 金屬阻尼器A 金屬阻尼器B 金屬阻尼器C 2 屈服力（KN） 72 118 144 3 剛度（KN/m） 144000 236000 288000 4 屈服指數 0.05 0.05 0.05 5 設計最大位移（mm） 15.0 15.0 15.0 6 本構模型 雙線性 雙線性 雙線性

阻尼器安裝在剪力墻結構連梁中，根據連梁所受到的剪力來匹配不同型號的阻尼器，從而將連梁的變形、耗能變成可被設計人員控制，根據實際需要提升整體結構的抗震性能。這種布置方式最大限度發揮了阻尼器的耗能作用，根據作用力推拉給阻尼器施加往復荷載，模擬地震作用下連梁施加給阻尼器的荷載。

1#樓阻尼器在模型中的布置如圖2 所示。

4 結構計算分析及結果

本工程為鋼筋混凝土部分框支剪力墻結構，使用結構有限元分析軟件MIDAS GEN 建立減震與非減震結構模型，并進行計算分析。在MIDAS 中，使用墻單元模擬墻體，使用連接單元模擬連梁鋼滯變阻尼器，選用Centro 和TH4 兩條天然地震波和一條人造地震波，調幅值在7 度小震（35gal）、7 度中震（100gal）、7度大震（220gal）作用下進行地震計算分析。

1#樓各地震及風荷載工況作用結果如下：

（1）6 度多遇地震作用位移計算結果：

X 方向地震作用下的樓層最大位移1/4665（第18 層）

Y 方向地震作用下的樓層最大位移1/2912（第18 層）

Y 方向風荷載作用下的樓層最大位移1/1003（第16 層）（2）7 度多遇地震作用位移計算結果：

X 方向地震作用下的樓層最大位移1/2688（第26 層）1/2332（第18 層）

Y 方向地震作用下的樓層最大位移1/1493（第26 層）1/1465（第18 層）

Y 方向風荷載作用下的樓層最大位移1/1003（第16 層）

（3）7 度罕遇地震作用（時程分析）位移計算結果：

X 方向地震作用下的樓層最大位移1/424（第26層）1/357（第18 層）

圖2 阻尼器在模型中的布置圖

Y 方向地震作用下的樓層最大位移1/212（第26 層）1/208（第18 層）

5 結論

本項目將鋼滯變阻尼器布設在剪力墻結構連梁部位，阻尼器能夠充分發揮耗能作用，由于阻尼器屈服后，連梁剪力有了上限約束，結構混凝土構件得到有效保護，阻尼器能夠有效控制結構的地震響應，全面提高結構的抗震性能。與7 度設防傳統設計相比，每平方米建筑面積造價增加相對較少，施工簡便，工藝成熟可靠，可為同類工程設計借鑒參考。