上世紀(jì)八十年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外興起了各種減震及控震技術(shù)，其基本思想是在工程結(jié)構(gòu)的特定部位裝設(shè)某種裝置（如隔震墊等），或某種機(jī)構(gòu)（如耗能器、耗能支撐、耗能節(jié)點(diǎn)、耗能剪力墻等），或某種子結(jié)構(gòu)（如調(diào)頻質(zhì)量等），或施加外力（外部能量輸入），以調(diào)整或改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性使工程結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)（加速度、速度、位移）得到合理控制，確保結(jié)構(gòu)本身及建筑物中的人、儀器、設(shè)備、裝飾等的安全和正常使用。
1耗能減震技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
與傳統(tǒng)的抗震技術(shù)相比，耗能減震技術(shù)具有很多有點(diǎn)，從安全性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)合理性等方面考慮如下：
（1）安全性：與傳統(tǒng)的抗震技術(shù)相比，耗能減震結(jié)構(gòu)體系專門(mén)設(shè)置了非承重的耗能構(gòu)件或耗能裝置，在地震作用下率先消耗地震能量，并迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，具有極大的耗能能力。此外，由于耗能構(gòu)件僅在結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的過(guò)程中起到耗能作用，并不承擔(dān)結(jié)構(gòu)的承載作用，因此對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性和承載能力不構(gòu)成任何的威脅或影響，是一種安全可靠的結(jié)構(gòu)減震體系。
?。?）經(jīng)濟(jì)性：耗能減震結(jié)構(gòu)體系是通過(guò)“柔性耗能”的途徑來(lái)消耗輸入結(jié)構(gòu)中的地震能量，以達(dá)到減少結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的目的。根據(jù)國(guó)內(nèi)外一些工程應(yīng)用資料總結(jié)，與采用傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系相比，采用耗能減震結(jié)構(gòu)體系可節(jié)約結(jié)構(gòu)造價(jià)5%～10%；對(duì)比傳統(tǒng)抗震加固方法，若將耗能減震用于舊有建筑結(jié)構(gòu)的耐震性能改造加固中，可節(jié)省造價(jià)10%～60%。
2支承方案的對(duì)比分析
基于減小結(jié)構(gòu)溫度作用效應(yīng)和減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的考慮，采用粘滯阻尼支撐代替（或部分代替）純鋼支撐。由于粘滯阻尼器是速度型的耗能減震裝置，在溫度荷載作用下，不對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生等效抗側(cè)剛度，但在地震荷載作用下，能提高附加阻尼力，產(chǎn)生耗能減震的作用，減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。常州鳳凰谷大劇院鋼結(jié)構(gòu)門(mén)廳從支撐布置位置對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及溫度荷載影響等方面，對(duì)全鋼支撐、全部阻尼支撐和混合支撐三種方案與純框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，以確定支撐布置方案。
2.1周期比
由于結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則，導(dǎo)致純框架結(jié)構(gòu)的周期比T3/T1及T3/T2均大于0.9。全部阻尼器支撐由于不提高結(jié)構(gòu)的靜力剛度，因此其靜力周期比與純框架結(jié)構(gòu)相同，而全鋼支撐及混合支撐由于鋼支撐的存在，能提高抗側(cè)剛度且提高抗扭剛度，減小了結(jié)構(gòu)的周期比，T3/T1及T3/T2均較小，其中以全鋼支撐最佳。即鋼支撐能減小結(jié)構(gòu)的周期比，而阻尼器支撐不影響結(jié)構(gòu)的周期比。
2.2基地剪力
從基底剪力看，鋼支撐的設(shè)置會(huì)增大結(jié)構(gòu)的基底剪力，而粘滯阻尼器會(huì)減小結(jié)構(gòu)的基底剪力，因此全部粘滯阻尼器支撐結(jié)構(gòu)的基底剪力最小，而全鋼支撐的基底剪力最大。混合支撐中鋼支撐的存在會(huì)增大結(jié)構(gòu)的基底剪力，而粘滯阻尼器能通過(guò)耗能作用減小結(jié)構(gòu)的基底剪力，對(duì)于混合支撐的基底剪力與純框架較為接近，即鋼支撐的增大作用與粘滯阻尼器的減小作用接近抵消。
2.3層間位移角
不論是全部鋼支撐、全部阻尼器支撐還是混合支撐，通過(guò)支撐體系的設(shè)置，相比純框架結(jié)構(gòu)，均能顯著減小層間位移角。鋼支撐通過(guò)提高抗側(cè)剛度減小位移反應(yīng)，粘滯阻尼器通過(guò)耗能耗散輸入結(jié)構(gòu)的地震能量從而減小位移反應(yīng)。對(duì)于本工程粘滯阻尼器減小位移反應(yīng)的效果要大于鋼支撐，因此四種結(jié)構(gòu)的層間位移角相互關(guān)系為：純框架大于全部鋼支撐，大于混合支撐，大于全部阻尼器支撐。
2.4扭轉(zhuǎn)位移
從扭轉(zhuǎn)位移比看，由于本工程的平面不規(guī)則，導(dǎo)致了純框架結(jié)構(gòu)下Y向的扭轉(zhuǎn)位移比較大，尤其是1層，扭轉(zhuǎn)位移比>1.2。對(duì)于本工程鋼支撐對(duì)扭轉(zhuǎn)位移比的控制比粘滯阻尼器效果理想，全鋼支撐結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)位移比均較小，均能控制在1.2以下。全部阻尼器支撐的1層扭轉(zhuǎn)位移比均大于純框架結(jié)構(gòu)，并且隨著地震作用的加大，扭轉(zhuǎn)位移比更大。
2.5等效附加阻尼
從等效附加阻尼比看，耗能支撐的設(shè)置在地震下會(huì)耗散輸入的地震能量，因此粘滯阻尼器的數(shù)目越多，耗能能力越大，此時(shí)等效附加阻尼比越大。
2.6溫度
鋼支撐的設(shè)置會(huì)顯著增大溫度荷載作用下支撐及柱的受力，并且隨著支撐設(shè)置的增多而增大。對(duì)于全鋼支撐模型，支撐及柱底的最大軸力較大，尤其是Y向。采用混合支撐后，此時(shí)相比全鋼支撐結(jié)構(gòu)，X向的支撐最大軸力、柱底最大軸力和梁最大軸力變化不大，均有所減小。對(duì)于Y向，相比全鋼支撐結(jié)構(gòu)，混合支撐設(shè)置能顯著降低支撐的最大軸力（52%）、柱底最大軸力（59%）和梁最大軸力（51%）。由此可見(jiàn)混合支撐相比全鋼支撐能顯著減小溫度作用的影響，尤其是Y向。
3支承方案的確定
通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，鋼支撐能有效提高抗側(cè)剛度減小位移反應(yīng)，并且能有效控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，控制扭轉(zhuǎn)位移比在1.2以內(nèi)，但同時(shí)存在增大結(jié)構(gòu)基底剪力，及增大溫度內(nèi)力的缺點(diǎn)。粘滯阻尼器支撐能較鋼支撐更有效地減小結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)，且能減小結(jié)構(gòu)的基底剪力，并且由于靜力下粘滯阻尼器不提高結(jié)構(gòu)剛度，此時(shí)粘滯阻尼器支撐不會(huì)增大溫度荷載影響，但粘滯阻尼器支撐的設(shè)置在扭轉(zhuǎn)控制上較不理想，其1層扭轉(zhuǎn)位移比會(huì)大于純框架結(jié)構(gòu)，超過(guò)1.2，同時(shí)扭轉(zhuǎn)位移比會(huì)并且隨著地震作用的加大，扭轉(zhuǎn)位移比更大。
1耗能減震技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
與傳統(tǒng)的抗震技術(shù)相比，耗能減震技術(shù)具有很多有點(diǎn)，從安全性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)合理性等方面考慮如下：
（1）安全性：與傳統(tǒng)的抗震技術(shù)相比，耗能減震結(jié)構(gòu)體系專門(mén)設(shè)置了非承重的耗能構(gòu)件或耗能裝置，在地震作用下率先消耗地震能量，并迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，具有極大的耗能能力。此外，由于耗能構(gòu)件僅在結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的過(guò)程中起到耗能作用，并不承擔(dān)結(jié)構(gòu)的承載作用，因此對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性和承載能力不構(gòu)成任何的威脅或影響，是一種安全可靠的結(jié)構(gòu)減震體系。
?。?）經(jīng)濟(jì)性：耗能減震結(jié)構(gòu)體系是通過(guò)“柔性耗能”的途徑來(lái)消耗輸入結(jié)構(gòu)中的地震能量，以達(dá)到減少結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的目的。根據(jù)國(guó)內(nèi)外一些工程應(yīng)用資料總結(jié)，與采用傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系相比，采用耗能減震結(jié)構(gòu)體系可節(jié)約結(jié)構(gòu)造價(jià)5%～10%；對(duì)比傳統(tǒng)抗震加固方法，若將耗能減震用于舊有建筑結(jié)構(gòu)的耐震性能改造加固中，可節(jié)省造價(jià)10%～60%。
2支承方案的對(duì)比分析
基于減小結(jié)構(gòu)溫度作用效應(yīng)和減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的考慮，采用粘滯阻尼支撐代替（或部分代替）純鋼支撐。由于粘滯阻尼器是速度型的耗能減震裝置，在溫度荷載作用下，不對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生等效抗側(cè)剛度，但在地震荷載作用下，能提高附加阻尼力，產(chǎn)生耗能減震的作用，減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。常州鳳凰谷大劇院鋼結(jié)構(gòu)門(mén)廳從支撐布置位置對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及溫度荷載影響等方面，對(duì)全鋼支撐、全部阻尼支撐和混合支撐三種方案與純框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，以確定支撐布置方案。
2.1周期比
由于結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則，導(dǎo)致純框架結(jié)構(gòu)的周期比T3/T1及T3/T2均大于0.9。全部阻尼器支撐由于不提高結(jié)構(gòu)的靜力剛度，因此其靜力周期比與純框架結(jié)構(gòu)相同，而全鋼支撐及混合支撐由于鋼支撐的存在，能提高抗側(cè)剛度且提高抗扭剛度，減小了結(jié)構(gòu)的周期比，T3/T1及T3/T2均較小，其中以全鋼支撐最佳。即鋼支撐能減小結(jié)構(gòu)的周期比，而阻尼器支撐不影響結(jié)構(gòu)的周期比。
2.2基地剪力
從基底剪力看，鋼支撐的設(shè)置會(huì)增大結(jié)構(gòu)的基底剪力，而粘滯阻尼器會(huì)減小結(jié)構(gòu)的基底剪力，因此全部粘滯阻尼器支撐結(jié)構(gòu)的基底剪力最小，而全鋼支撐的基底剪力最大。混合支撐中鋼支撐的存在會(huì)增大結(jié)構(gòu)的基底剪力，而粘滯阻尼器能通過(guò)耗能作用減小結(jié)構(gòu)的基底剪力，對(duì)于混合支撐的基底剪力與純框架較為接近，即鋼支撐的增大作用與粘滯阻尼器的減小作用接近抵消。
2.3層間位移角
不論是全部鋼支撐、全部阻尼器支撐還是混合支撐，通過(guò)支撐體系的設(shè)置，相比純框架結(jié)構(gòu)，均能顯著減小層間位移角。鋼支撐通過(guò)提高抗側(cè)剛度減小位移反應(yīng)，粘滯阻尼器通過(guò)耗能耗散輸入結(jié)構(gòu)的地震能量從而減小位移反應(yīng)。對(duì)于本工程粘滯阻尼器減小位移反應(yīng)的效果要大于鋼支撐，因此四種結(jié)構(gòu)的層間位移角相互關(guān)系為：純框架大于全部鋼支撐，大于混合支撐，大于全部阻尼器支撐。
2.4扭轉(zhuǎn)位移
從扭轉(zhuǎn)位移比看，由于本工程的平面不規(guī)則，導(dǎo)致了純框架結(jié)構(gòu)下Y向的扭轉(zhuǎn)位移比較大，尤其是1層，扭轉(zhuǎn)位移比>1.2。對(duì)于本工程鋼支撐對(duì)扭轉(zhuǎn)位移比的控制比粘滯阻尼器效果理想，全鋼支撐結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)位移比均較小，均能控制在1.2以下。全部阻尼器支撐的1層扭轉(zhuǎn)位移比均大于純框架結(jié)構(gòu)，并且隨著地震作用的加大，扭轉(zhuǎn)位移比更大。
2.5等效附加阻尼
從等效附加阻尼比看，耗能支撐的設(shè)置在地震下會(huì)耗散輸入的地震能量，因此粘滯阻尼器的數(shù)目越多，耗能能力越大，此時(shí)等效附加阻尼比越大。
2.6溫度
鋼支撐的設(shè)置會(huì)顯著增大溫度荷載作用下支撐及柱的受力，并且隨著支撐設(shè)置的增多而增大。對(duì)于全鋼支撐模型，支撐及柱底的最大軸力較大，尤其是Y向。采用混合支撐后，此時(shí)相比全鋼支撐結(jié)構(gòu)，X向的支撐最大軸力、柱底最大軸力和梁最大軸力變化不大，均有所減小。對(duì)于Y向，相比全鋼支撐結(jié)構(gòu)，混合支撐設(shè)置能顯著降低支撐的最大軸力（52%）、柱底最大軸力（59%）和梁最大軸力（51%）。由此可見(jiàn)混合支撐相比全鋼支撐能顯著減小溫度作用的影響，尤其是Y向。
3支承方案的確定
通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，鋼支撐能有效提高抗側(cè)剛度減小位移反應(yīng)，并且能有效控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，控制扭轉(zhuǎn)位移比在1.2以內(nèi)，但同時(shí)存在增大結(jié)構(gòu)基底剪力，及增大溫度內(nèi)力的缺點(diǎn)。粘滯阻尼器支撐能較鋼支撐更有效地減小結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)，且能減小結(jié)構(gòu)的基底剪力，并且由于靜力下粘滯阻尼器不提高結(jié)構(gòu)剛度，此時(shí)粘滯阻尼器支撐不會(huì)增大溫度荷載影響，但粘滯阻尼器支撐的設(shè)置在扭轉(zhuǎn)控制上較不理想，其1層扭轉(zhuǎn)位移比會(huì)大于純框架結(jié)構(gòu)，超過(guò)1.2，同時(shí)扭轉(zhuǎn)位移比會(huì)并且隨著地震作用的加大，扭轉(zhuǎn)位移比更大。
