一、前言
二、抗震消能減震系統介紹
1、主要消能減震系統介紹
目前在項目中所用到阻尼器主要有這幾種，它們是根據使用的控制機制進行分類的。定義了以下三個主要類別（請參閱表1）：被動、主動、半主動和混合以及隔震系統。
被動系統具有恒定的屬性，而主動，半主動和混合系統會根據負載需求更改其屬性，并且在大多數情況下，需要外部能源才能正常工作 。隔震系統被認為獨立于其他兩個類別，因為主要功能是將建筑在隔震層上下分成兩部分不同結構響應。
表1 阻尼器的分類
| 位移型系統 | 速度型系統 | 混合系統 | 運動型系統 |
| 金屬阻尼器 | 粘滯阻尼器 | 摩擦擺 | 質量調諧阻尼器 |
| 自回復系統 | 粘彈性阻尼器 | 液體調諧阻尼器 | |
表3 主要分布式阻尼器對比
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主要阻尼器示意圖：
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2、阻尼器的布置
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三、消能減震的策略
1、結構動力響應特點
讓我們來看一下不同結構高度下地震響應。第一棟4層房子，結構T1=0.7s，第二棟12層，結構T1=1.5s 第三棟24層，結構T1=4s
我們對上面三棟結構分別輸入同一條場地時程波，大家會看到一個'奇怪“的結果，就是最高的建筑反而受到”激勵“最小。為什么呢？
我們由時域到頻域在看一下，看看我們計算地震力都非常熟悉的加速度反應譜
在看看位移譜，不同高度建筑位移所帶來的反映是如何在位移譜體現的:
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前面概念性介紹不同結構在地震下響應，我們了解不同結構的動力特性及其響應，才能更好的有針對性的設計消能減震系統。
2、消能減震的策略
1）剛性結構（T<1s)
如果業主不愿意投資基礎隔震方案，只要結構系統非常靈活（即低高度，但鋼框架、木框架等），阻尼器可能會有一定效果。然而，附加阻尼通常最多為+1%到+3%。因此，設計荷載仍很可能遠大于規范規定值，比“標準等級”結構更昂貴。
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隔震系統的有效性目標應為4.0至5.0秒的模態周期。在罕遇地震作用下，隔震位移應控制在500mm以下，阻尼器可以用于減小隔震系統的位移響應。
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2）普通結構（1s<T<3s)
結構的第二模態周期很可能在1.0秒左右。雖然質量參與的百分比可能很小，但由于反應可能是3到4倍，因此效果可能是顯著的。請注意，選定的阻尼方案也會抑制此模式。
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3）柔性結構（T>3s)
目前在高層、超高層抗震設計中采用阻尼器系統一般以被動系統為主，比較常采用的是
1、以BRB、剪切型為代表的金屬型阻尼器，代表案例有重慶來福士項目
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2、以粘滯阻尼器為代表
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下表可以看出結構475年中震比風洞試驗結果大50%以上。
2）徐家匯中心項目
上海徐家匯中心T2塔樓建筑高370m，為目前浦西最高塔樓，結構體系采用框架+核心筒+2道腰桁架。結構利用設備層的腰桁架布置了約100多根粘滯阻尼器，實現結構韌性設計。設置阻尼器后框架梁、柱的損傷都較小，絕大部分仍處于彈性狀態未發生破壞；連梁損傷得到明顯改善，中區破壞嚴重的連梁數量減少，高區連梁損傷程度減小；底部剪力墻混凝土受壓、中區剪力墻鋼筋受拉有所改善；達到通過設置阻尼器能改善結構損傷韌性設計目標的要求。
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@藍科
3、隔震案例
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可以說日本把隔震技術發揮比較極致，不僅僅多層用，高層也用，不僅僅基礎隔震，層間隔震應用也多。
Nakanoshima Festival Tower (Osaka)
Shiodome Sumitomo Building
層間隔震會影響電梯上下運行，隔震層下面的電梯井道要按照最大地震變形考慮預留井道的寬度。
4、組合減隔震技術
高層結構中除了上面比較常見消能減震技術外，現在也越來越多采用組合減隔震技術。 位移型與速度型結合就是一個不錯的選擇，如采用粘滯阻尼器+BRB,粘滯阻尼器+剪切型金屬阻尼器，根據結構地震下變形特點，沿結構高度采用不同阻尼器系統。
1）重慶來福士廣場的空中連橋
@ARUP
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2）舊金山181Fremont tower ，高244m，總建筑面積68263m2。抗側系統采用外圍采用框架+支撐，核心筒采用抗彎框架的雙重抗側力體系。由ARUP設計第一棟韌性鉑金建筑，在大斜撐上首次采用BRB+粘滯阻尼器組合。
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5、其他有特點的阻尼器
1) Yonge building 位于多倫多市中心63層住宅，在連肢墻上的連梁采用粘彈性阻尼器，用于提供附加阻尼以及地震下“fuse'耗能。
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2）日本消能減震技術也是百花齊放，我在Arup在日本高層抗震設計實例（一）中也列舉了一些日本采用消能減震的實例。
2000-kN damper installed in the tallest building in Japan Abeno Harukas 300
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Swatch building—ARUP開發了自重式阻尼器（SMD），采用質量阻尼器（樓板）和高阻尼隔震系統
愛馬仕大樓—ARUP開發Rocking阻尼系統，詳見Arup在日本高層抗震設計實例（一）
參考資料：
1. Buildings Can Be Designed to Withstand Earthquakes
（https://www.nytimes.com/interactive/2019/06/03/us/earthquake-preparedness-usa-japan.html）
2. The Damped Outrigger - Design and Implementation Rob J. Smith
3. Damping technologies for tall buildings theory design guidance and case studies CTBUH
4. ARUP Journal
5. ARUP 公眾號
