1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}文 献 综 述1 结构抗震设计的思考1.1 传统框架结构的抗震设计目前，我国地震区的工业与民用建筑中，大多采用多层框架、框架-剪力墙及剪力墙结构体系。
地震作用具有较强的随机性和复杂性，要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态， 不发生破坏是很不实际的；既经济又安全的传统抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重，但不倒塌。
在传统的抗震设防的第二、三水准时，框架结构构件已进入弹塑性阶段，构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量，所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。
试验研究表明，强节点、强柱弱梁、强底层柱底和强剪弱弯的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移大，抗震性能较好。
用抗的方式耗散因为地震作用或者风载等附加在结构上的动能。
即通过加大结构构件截面尺寸，或者是提高材料强度来提高结构的抗震能力[1]。
但是加大结构构件截面尺寸的方式容易导致肥梁胖柱现象，且结构自重的增加又会导致结构地震作用的增加，如图1所示。
图1 增大梁柱截面面积另外，也可以在设计的时候，有意识的让结构中部分次要构件产生一定的塑性变形，来消耗输入结构的动能，但当发生罕遇地震时，结构也只是容许它出现部分的损伤，且不能使结构发生整体失稳而最终造成结构倒塌的情况[2,3]。
1.2 消能减震技术的应用尽管人们对地震、结构抗震不断深入，但是每次大地震后，人们又会有新的发现[4]。
另外随着国家经济水平的持续增长，人们对于建筑安全的要求日益提高，传统抗震方法的不足日益显现。
考虑到传统抗震是一种消极的、被动的抗震技术，结合近些年来技术的发展， 研究人员提出了消能减震技术，即通过附加消能减震装置与原结构组成一个新的结构系统，即减震结构，利用消能器的弹（塑）性耗能和阻尼耗能，从而提升结构主体的安全性的目的。
在以往的减震性能设计时，结构或建筑物的耗能基本上都是在塑性变形和非线性发展阶段的能量消耗。
但是这样的设计存在很大的弊端，因为它很有极大的风险会造成结构或建筑物出现整体失稳发最终发生倒塌破坏。
图2 建筑物毁坏相反，在结构或建筑物上布置专业的消能减震装置可以使结构或建筑物就减弱对地震的响应作用，并且极大的提升其耗能性能。
此外，由于耗能基本上都是在结构或建筑物发生塑性变形和非线性发展阶段之前，有助于结构或建筑物在发生地震作用时对振动效果的削弱，最终把发生大地震或者罕遇地震时出现结构失稳或者倒塌破坏的风险降到最低[5]。
至今为止，这种方法早已成为了结构中减震、增加耗能性能的关键技术之一。
在很多情况下，这种具有良好的耗能能力的减震装置能够大大提高建筑物提高安全等级，极大的增加了建筑的经济效益[6,7]。
综合这些优点来看，许多国家都较为认可此种耗能减震的技术方法。
1.3 黏滞阻尼器常见的消能阻尼器耗能装置有速度相关型阻尼器、位移相关型阻尼器及复合型阻尼器。
黏滞阻尼器(viscous fluid damper，简称VFD）是一种速度相关型阻尼器，因液体在运动过程中产生的阻尼力总是与结构速度方向相反，故结构在运动过程中使得阻尼器消耗能量，达到耗能减震的目的[8]。
VFD是通过利用在容器内的黏性液体，在动力荷载作用下来回流动消耗能量的阻尼器。
其利用阻尼器中流体的相对运动将动能以热能形式进行耗散，对外表现为阻尼器提供的阻尼力，从而减小结构振动[9]。
一般黏滞阻尼器在结构发生较小振幅时就可以耗能。
常见的黏滞阻尼器一般由完全密闭的缸体、活塞和粘性液体所组成，如图所示。
黏滞阻尼器钢制容器对加工工艺的要求非常高，否则质量较差的钢制容器在使用过程中可能会漏油。
黏滞阻尼器的价格较高，另外现场抽检比例高，试验费用高。
使用过程中，需要检查，发现黏滞阻尼器漏油的时候，需要及时更换。
但黏滞阻尼器不能为结构提供附加刚度，故不存在因附设阻尼器后改变结构自振周期而使结构遭受更大地震作用的问题；安装黏滞性耗能器的支撑的最大优点是不会在柱端弯矩最大时给柱附加轴力，同时其受激励频率和温度的影响也较小[10,11]。
这些优点使得附设黏滞阻尼器的减震结构具有较好的抗震性能，故黏滞阻尼器在高烈度区、消能减震结构及联合消能减震结构中应用十分广泛[12,13]。
基于以上，它在目前以及未来结构和建筑物的减震作用和耗能性能方面有着无比广阔的发展前景。
图3 黏滞阻尼器剖面图2 国内外研究现状国外对黏滞阻尼器系统在框架结构中的应用进行了大量的试验研。
Constantinou[14]等基于三层钢框架开展了安装黏滞阻尼器的减震试验，结果表明黏滞阻尼器对于结构不仅具有良好的减震作用，同时可以较大的降低结构的地震响应，进而提升结构的安全性能。
Reinhor[15]等基于对三层轻钢框架结构布置了黏滞阻尼器的试验，结果也表明黏滞阻尼器具有良好的消能减震性能。
Constantinou[16]等进行了缩尺单层结构的振动台试验，模型中布置了阻尼器装置。
Sigaher[17]等也基于缩尺单层模型，开展了振动台试验，Hwang[18]等进行缩尺试验，进行无控结构汇入设置阻尼器结构的对比振动台试验。
以上均可表明，黏滞阻尼器结构的减震性能良好, 可以在建筑结构建筑中进行广泛的应用。
国内也对阻尼器系统在框架结构中的应用进行了大量的理论和试验研究。
在2005年，闫锋和吕西林[19]等人采用黏滞阻尼器对多层装配式框架结构进行加固，对比无加固的传统结构，在地震作用下，加固结构的层间位移角和层间剪力都显著降低，可有效的增强结构的安全性能。
周云[20]等人使用软钢阻尼器、复合黏弹性阻尼器、黏弹性阻尼器以及黏滞阻尼器等对结构进行减震设计，比较了几种阻尼器的减震性能，结果表明黏滞阻尼器可在具有较好的性能。
巫振宏[21]比较了各类消能阻尼器的减震性能并对阻尼器不同的布置方法进行比较。
得出结论为摩擦和非线性粘滞消能器在框架结构中具有良好的减震效果，且随地震强度减小，其减震效果增强，而黏滞消能器在框架剪力墙和框架核心筒结构中更有优势。
张琴等[22]采用规范方法及阻尼器的耗能特性分析了阻尼器优化位置的方法，并为阻尼器参数及位置提供了可行实用的设计方案。
在2015年，杨家琦[23]等研究学者利用ABAQUS有限元软件对结构进行建模、研究和分析，对金属阻尼器、黏滞阻尼器和摩擦阻尼器的耗能分析和研究，然后进行了对比。
结果表明，金属阻尼器与摩擦阻尼器的消能减震效果基本相同，黏滞阻尼器阻尼效果最好。
惠云玲[24]等基于两层的混凝土建筑模型，针对性的研究薄弱层的加固效果，最终发现阻尼器对于薄弱层的减震效果极好，能大幅度减少两层建筑结构模型的地震响应，且对薄弱层的减震效果更佳。
参考文献[1] 刘晓东.浅谈提高砌体结构抗震能力的措施[J].城市建设理论研究,2011, 000(032):1-4.[2] 胡聿贤.地震工程学[M].北京: 地震出版社, 1998.[3] 欧进萍.结构振动控制[M].北京: 科学出版社, 2003.[4] Kazuhiko Kasai. JSSI Manual for Building Passive Control Technology Part-1 Manual Contents and Design/Analysis Methods.Canadian Experence-Proc 13WCEE, 2004.[5] 周云,周福霖.耗能减震体系的能量设计方法[J].世界地震工程, 1997, 13(4): 7-13.[6] 王大洋.黏滞消能器减震结构的研究与应用进展[J]. 工程震动与加固改造, 2006, 28(4): 22-31.[7] 周锡元.建筑结构的隔震、减振和振动控制[J].建筑结构学报, 2002, 23(2): 3-12.[8] 翁大根,张超,吕西林等.附加黏滞阻尼器减震结构实用设计方法研究[J].振动与冲击,2012,31 ( 21) :80-88．[9] 沈飞.某综合楼消能减震设计及弹塑性分析[J].建筑结构,2018,48(S2):369-373.[10] 周云.粘滞阻尼减震结构设计[M].武汉: 武汉理工大学出版社,2006．[11] 张志强,李爱群.建筑结构黏滞阻尼减震设计[M].北 京:中国建筑工业出版社,2012．[12] 杨惠东,宋新宇,徐起等.高烈度地震设防区高铁站房消能减震设计研究[J].四川建筑科学研究,2019,45( 3):36-40．[13] 兰树伟,周东华,双超.屈曲约束支撑与黏滞阻尼器联合减震设计研究[J].四川建筑科学研究,2018,44 ( 6):27-32．[14] M. C. Constantinou, M.D. Symans. Experimental study of seismic response of buildings with supplemental fluid dampers[J]. The Structural Design of Tallbuildings, 1993, vol.2, 93-132.[15] A. M. Reinhorn, Li C and M. C. Constantinou. Experimental 18.5 m，主体结构五层，采用三跨结构形式。
建筑耐火等级为二级，结构安全等级为二级，设计使用年限为50年；建筑场地类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为丙级。
建筑抗震设防类别为标准设防类（即丙类），抗震设防烈度为7度(基本地震加速度为 0.10 g)。
场地土类别为Ⅱ类。
天然地面以下岩土层类别分别为素填土、粘土、粉质粘土、粘土，相应厚度和物理力学性能指标已经通过地质勘查获得。
地下水埋深为7.5米左右，地下水对钢筋混凝土结构不具侵蚀性。
2 研究和解决的问题2.1 建筑设计部分在全面贯彻适用、安全、经济、美观的方针原则的指导下，针对本设计多采用的消能减震方法，可适当减少梁柱截面面积，因此本设计需要建立合理的抽象的结构计算模型才能解决，在建筑设计阶段就应提升所建立结构计算模型的创新性。
应综合考虑建设方、设计方、施工方和使用方的利益，尽量满足建设方的意愿和成本要求、细致考虑设计方和施工方各自的难度、尽量提升使用方的便利性，完成建筑平面功能划分，建筑材料选用及建筑尺寸确定，防水、防潮、节能与保温等具体构造及做法，建筑构造等内容，包括平面设计；剖面设计；建筑体型及立面设计；楼梯细部、外墙剖面的节点设计；绘制建筑施工图，包括各层平面图、屋顶平面图、立面图、剖面图、 详图若干、门窗明细表和设计说明。
2.2 结构设计部分本设计结构设计部分首先需要进行结构布置，选择构件截面尺寸及材料标号，之后进行PKPM计算，验算结构布置是否合理可行。
这之后以电算以及手算的方式对一榀横向框架、现浇楼面板、楼梯进行设计计算，并完成基础选型、平面布置，基础相应设计计算。
另外，在抗震设计方面本课题的特色问题在于该项目为采用先减震技术，初步决定采用黏滞阻尼器。
因此仅靠常用方法无法完全解决该项目设计问题，需要在有限元软件ETABS或SAP2000中对整体结构进行减震设计，具体要求为在时程分析中选择地震波，完成阻尼器的布置。
接着分析减震后及减震前的结构层剪力和结构位移角，验证减震效果，并验算位移角是否满足规范要求。
最后绘制阻尼器滞回曲线，给出阻尼器最大行程，达到3%附加阻尼比，相当于阻尼比由5%增加到8%的减震目标。
最终按照要求绘制施工图并编写计算说明书。
2.3 施工组织设计部分施工组织设计主要是要结合实际情况，对项目的各分部分项工程施工方案进行详细设计。
运用进度控制的基本理论知识，对项目从开工准备到竣工验收全过程进行系统的进度规划设计，使用横道图和网络图对进度计划进行分析，并根据实际情况提出具体的保证进度计划实施的措施。
质量和安全方面要制定相应的的技术、组织措施，针对施工项目中常见问题、重点问题进行规划。
最终完成单位工程施工组织设计，主要内容包括：施工准备、施工方案、进度计划、平面布置及技术措施。
3拟采用的研究手段（实现途径）（1）认真阅读设计任务书，了解工程概况，考虑到粘滞阻尼器的应用，会适当减少梁柱截面面积。
根据房屋建筑功能、需要及用途，参考对应规范及资料，拟定建筑设计方案，并利用 CAD、天正等软件工具进行设计、出图。
（2）严格按照相关规范说明、充分应用有关结构设计的依据和资料、参考国内外优秀代表作品，结合规范及教师指导，学习并利用PKPM软件进行相应的电算和手算。
并且认真学习有限元软件ETABS或SAP2000，对整体结构进行减震设计。
利用 CAD、天正、PKPM等软件工具进行出图，按要求编制计算书。
附设黏滞阻尼器结构设计的重点是黏滞阻尼器的布置位置、数量、阻尼器力学参数及其提供的附加阻尼比。
现设想附设黏滞阻尼器的钢筋混凝土框架结构的设计流程如下：①采用SAP2000软件，建立结构的有限元模型，加入黏滞阻尼器单元，选择合适的地震波，对结构进行多遇地震作用下的弹性时程分析，计算附加阻尼比；②如果计算得到的附加阻尼比数值与目标值3%出现较大差异，则需要调整方案，重新分析，直到计算得到的附加阻尼比数值与目标值3%一致为止;③当附加阻尼比数值达到目标值3%，对模型进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，验算模型的性能指标是否满足规范与导则要求，同时得到黏滞阻尼器的极限位移、极限力等参数。
（3）施工组织设计方面，仔细研究任务书与相应图纸，结合施工组织设计参考资料以及对应教师指导，根据各分部分项工程的工程量计算规则计算各分部分项工程的工程量，完成编制施工组织设计。
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