劉宗成 ，韓建平

（1.蘭州理工大學(xué)甘肅省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730050；2.蘭州理工大學(xué)西部土木工程防災(zāi)減災(zāi)教育部工程研究中心，甘肅 蘭州 730050）

引言

在地震造成的巨大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失面前，全社會(huì)迫切需要提升結(jié)構(gòu)抗震及保障生命財(cái)產(chǎn)安全的能力［1］。通過(guò)在原結(jié)構(gòu)附加消能減震裝置，消能減震設(shè)計(jì)可在比傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)特定性能目標(biāo)［2］。在2011年日本東北大地震中經(jīng)受考驗(yàn)的消能減震結(jié)構(gòu)，也為結(jié)構(gòu)工程師采用消能減震技術(shù)增強(qiáng)了信心［3－4］。

現(xiàn)行消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，通常是先進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再選擇和布置消能減震裝置。由于主體結(jié)構(gòu)與附加消能減震裝置之間的耦合相關(guān)性，為實(shí)現(xiàn)預(yù)期性能目標(biāo)，需要進(jìn)行迭代計(jì)算。如潘鵬等［5］提出通過(guò)將消能減震裝置看作等代斜撐的方式進(jìn)行消能減震設(shè)計(jì)的流程，并研發(fā)EDStruDesign 程序輔助計(jì)算等效阻尼比及等效支撐參數(shù)；李鋼等［6］采用以結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)為主，消能器為強(qiáng)度補(bǔ)充的設(shè)計(jì)思想，提出了適用于現(xiàn)存結(jié)構(gòu)加固改造的設(shè)計(jì)流程，大大減少了以往設(shè)計(jì)方法中的迭代次數(shù)。如何進(jìn)一步簡(jiǎn)化消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，減少甚至避免設(shè)計(jì)過(guò)程中的迭代計(jì)算，對(duì)消能減震技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。

20 世紀(jì)90 年代，在航空航天領(lǐng)域，MESSAC 等［7］提出動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的控制-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)（Control-Structure Integrated Design，CSID）方法；在工程結(jié)構(gòu)減震控制領(lǐng)域，CIMELLARO 等［8～10］提出結(jié)構(gòu)體系和控制體系分步進(jìn)行設(shè)計(jì)的一體化設(shè)計(jì)方法：首先將結(jié)構(gòu)體系的參數(shù)視為不變量、使用LQR 算法對(duì)控制體系進(jìn)行設(shè)計(jì)以達(dá)到目標(biāo)位移，其次以減小控制能量為目標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)與控制體系重新進(jìn)行設(shè)計(jì)；周麗萍等［11］運(yùn)用協(xié)同優(yōu)化策略，使用魚群算法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)與控制體系進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)，結(jié)果表明經(jīng)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)的受控結(jié)構(gòu)體系性能優(yōu)于通過(guò)串行方法設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系；KIM 等［12］采用多目標(biāo)遺傳算法，考慮附加剛度、阻尼和調(diào)諧質(zhì)量阻尼器質(zhì)量等參數(shù)，提出斜交網(wǎng)格體系及控制裝置的一體化設(shè)計(jì)方法，研究表明：該方法對(duì)于高層斜交網(wǎng)格體系在風(fēng)荷載及地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)具有良好的控制效果；PARK 等［13］以裝配黏彈性阻尼器的一體化體系為研究對(duì)象，以減小全生命周期成本為目標(biāo)，使用遺傳算法對(duì)最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了搜索。研究表明：其提出的設(shè)計(jì)方法可在結(jié)構(gòu)全生命周期成本保持較低值的同時(shí)，提升結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能。

現(xiàn)有研究工作對(duì)主體結(jié)構(gòu)與附加消能減震裝置一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行了許多探索，但多采用智能算法，就工程設(shè)計(jì)而言較為復(fù)雜，不能便捷地得出附加消能減震裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)?；谖灰频目拐鹪O(shè)計(jì)方法將位移作為控制參數(shù)，側(cè)重于在相應(yīng)水準(zhǔn)地震作用下實(shí)現(xiàn)給定的目標(biāo)位移，不僅可以與以應(yīng)變?yōu)榛A(chǔ)的損傷極限狀態(tài)聯(lián)系到一起，還可以從宏觀上對(duì)結(jié)構(gòu)的整體響應(yīng)進(jìn)行合理控制［14］。因此，本文結(jié)合基于位移的消能減震設(shè)計(jì)方法和一體化設(shè)計(jì)方法，提出一種主體結(jié)構(gòu)與附加消能減震裝置的一體化設(shè)計(jì)方法?；谒x地震動(dòng)記錄的位移反應(yīng)譜，結(jié)合主體結(jié)構(gòu)信息及預(yù)期性能目標(biāo)，直接得出附加消能裝置及支撐參數(shù)，以圖避免消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的迭代計(jì)算。在設(shè)計(jì)流程中，引入無(wú)量綱成本指數(shù)，以成本指數(shù)最小為目標(biāo)函數(shù)，在可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性能的附加消能減震裝置參數(shù)中識(shí)別最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)。采用SAP2000 設(shè)計(jì)6層RC 框架結(jié)構(gòu)，基于特定性能目標(biāo)對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，對(duì)所提出方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探索。

1 基本理論

1.1 地震動(dòng)記錄選擇及位移反應(yīng)譜

位移反應(yīng)譜是基于位移的抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，該研究使用強(qiáng)震記錄選取程序GMS［15］，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息（II 類場(chǎng)地、設(shè)計(jì)地震分組第三組和水平地震影響系數(shù)最大值0.45（設(shè)防地震）），選取了7 條地震動(dòng)記錄見表1。所選地震動(dòng)記錄對(duì)應(yīng)的地震影響系數(shù)曲線及其平均值與規(guī)范中地震影響系數(shù)曲線的對(duì)比如圖1所示。

圖1 所選地震動(dòng)記錄地震影響系數(shù)曲線及其平均值與規(guī)范譜對(duì)比Fig.1 Seismic influence coefficient curves of selected ground motion records and the mean value comparing to the coded spectrum

表1 選取的地震動(dòng)記錄Table 1 Selected ground motion records

1.2 主體結(jié)構(gòu)-附加消能減震裝置數(shù)學(xué)模型

歐進(jìn)萍等［16］對(duì)裝配有速度相關(guān)型阻尼器的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)進(jìn)行了研究，并建立了阻尼器-支撐部件各參數(shù)之間的關(guān)系。圖2（a）所示單層單跨結(jié)構(gòu)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2（b）所示。

圖2 主體結(jié)構(gòu)與附加消能減震裝置示意圖Fig.2 Sketch of the main structure and the supplemental energy dissipation device

裝配黏滯阻尼器的結(jié)構(gòu)體系，其阻尼器-支撐部件的存儲(chǔ)模量k'(ωd)與損失模量c'(ωd)：

裝配黏彈性阻尼器的結(jié)構(gòu)體系，其阻尼器-支撐部件的存儲(chǔ)模量k'(ωd)與損失模量c'(ωd)：

式中：kb為支撐剛度；k'v與k″v分別為阻尼器存儲(chǔ)模量與損失模量，k'v=kv，k″v=cvω0。對(duì)于黏滯阻尼器，k'v= 0。

根據(jù)功-能關(guān)系，圖2所示模型滿足如下關(guān)系：

式中：k為一體化體系總抗側(cè)移剛度；ks為主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度；θ為阻尼器-支撐部件軸線與水平方向夾角。

根據(jù)阻尼比公式ξd=c/2mω，可得損失模量：

式中：ξd為阻尼比；k為剛度；m為質(zhì)量；f為放大系數(shù)。

1.3 附加消能減震裝置的附加阻尼比

一體化結(jié)構(gòu)體系的阻尼由主體結(jié)構(gòu)固有阻尼與附加消能減震裝置所提供的附加阻尼兩部分組成：

式中：ξs為主體結(jié)構(gòu)的固有阻尼比，該研究中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)取ξs= 5%；ξd為附加消能減震裝置所產(chǎn)生的附加阻尼比：

式中：Wj為消能裝置j在結(jié)構(gòu)預(yù)期位移下往復(fù)循環(huán)一周所消耗能量；Wk為結(jié)構(gòu)的模態(tài)應(yīng)變能；uj為消能裝置j沿其兩端之間的軸向位移；φi為結(jié)構(gòu)第i層第一階模態(tài)位移；φrj為消能裝置j兩端沿水平方向第一階模態(tài)位移之差。在已知阻尼比ξd和主體結(jié)構(gòu)特性時(shí)，可由式（8）反推出阻尼系數(shù)c。同時(shí)，此公式可以用來(lái)檢驗(yàn)MDOF體系和與其等效的SDOF體系之間阻尼比的一致性。

1.4 無(wú)量綱成本指數(shù)

為從經(jīng)濟(jì)性的角度實(shí)現(xiàn)最優(yōu)一體化設(shè)計(jì)，以相對(duì)成本比值為基礎(chǔ)，引入無(wú)量綱成本指數(shù)［17］，成本指數(shù)Ctot及相對(duì)成本指數(shù)-Ctot表達(dá)式如式（9）和式（10）所示。

式中：Cs和Cb分別為主體結(jié)構(gòu)增加單位抗側(cè)移剛度成本和附加消能減震裝置增加單位剛度成本；Cv為附加消能減震裝置增加單位黏滯系數(shù)成本。

CASTALDO 等［17］指出：相較主體結(jié)構(gòu)，附加消能減震裝置可通過(guò)增大支撐截面等方法來(lái)便捷地增加剛度，因此Cb/Cs常取0.5左右。一體化結(jié)構(gòu)體系的阻尼參數(shù)受阻尼器性能、地震動(dòng)特性和結(jié)構(gòu)特性等多方面因素影響，因此Cv/Cs變化范圍較大。見表2，本文Cb/Cs取定值0.4，Cv/Cs在0.2～60 范圍內(nèi)取值。Cb/Cs和Cv/Cs的取值可隨工程項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

表2 相對(duì)成本比Table 2 Relative cost ratio

2 RC框架結(jié)構(gòu)-消能減震體系一體化設(shè)計(jì)

一體化設(shè)計(jì)方法主要包含五步：

（1）獲得平均位移反應(yīng)譜

基于所選地震動(dòng)記錄，采用同一阻尼比，分別計(jì)算每條地震動(dòng)記錄對(duì)應(yīng)的位移反應(yīng)譜，并求其平均譜Sd,avg。依次改變阻尼比，求得不同阻尼比對(duì)應(yīng)的平均位移反應(yīng)譜曲線，如圖3所示。

圖3 平均位移反應(yīng)譜Fig.3 Average displacement response spectra

（2）確定阻尼比需求

基于平均位移反應(yīng)譜數(shù)據(jù)，擬合出以平均位移反應(yīng)譜Sd,avg、自振周期T和阻尼比ξ為坐標(biāo)軸的三維曲面（圖4）?；趫D4 或其所代表的矩陣，在已知結(jié)構(gòu)體系自振周期T與目標(biāo)位移utarget時(shí)，可確定結(jié)構(gòu)體系的阻尼比需求。

圖4 阻尼比需求曲面Fig.4 Damping ratio demand surface

當(dāng)結(jié)構(gòu)體系阻尼比已知時(shí)，有阻尼圓頻率與周期分別為：

（3）計(jì)算體系存儲(chǔ)模量和損失模量

根據(jù)公式（5）和公式（6）計(jì)算阻尼器-支撐部件的存儲(chǔ)模量k'(ωd)和損失模量c'(ωd)。

（4）確定附加消能減震裝置設(shè)計(jì)參數(shù)

在已知存儲(chǔ)模量、損失模量時(shí)，根據(jù)公式（1）和（2）可推導(dǎo)出黏滯阻尼器-支撐部件的支撐剛度kb和阻尼系數(shù)cv：

根據(jù)公式（3）和（4），可推導(dǎo)出黏彈性阻尼器-支撐部件的阻尼器剛度kv、阻尼系數(shù)cv及支撐剛度kb滿足關(guān)系：

以采用黏滯阻尼器和體系目標(biāo)位移utarget=5cm 為例，對(duì)附加消能減震裝置設(shè)計(jì)參數(shù)kb和cv進(jìn)行評(píng)估，如圖5（a）和圖5（b）所示。

圖5 參數(shù)kb和cv變化示意圖Fig.5 Diagrammatic sketch of the parameters kband cv

如圖5（a）和圖5（b）所示，在主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度占一體化結(jié)構(gòu)體系總剛度比例ks/k不變的情況下，隨著體系周期增大，附加消能減震裝置的剛度與阻尼需求均呈下降趨勢(shì)。而在附加消能減震裝置所提供的剛度與阻尼一定的情況下，隨著體系周期減小，ks/k逐漸增大，即一體化結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)移剛度更多由主體結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)。

（5）最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)別

根據(jù)公式（11）～公式（14），通過(guò)不斷變化一體化結(jié)構(gòu)體系周期T和ks/k，可獲得每個(gè)目標(biāo)位移utarget對(duì)應(yīng)的kb和cv參數(shù)矩陣。以相對(duì)成本指數(shù)-Ctot最小為目標(biāo)函數(shù)，在眾多可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)位移的設(shè)計(jì)參數(shù)矩陣中進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)ks/k,optimum、kb,optimum及cv,optimum的識(shí)別。以表2 工況3 為例，對(duì)最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別并將結(jié)果可視化，如圖6所示。

圖6 ks/k、kb和cv的最優(yōu)值Fig.6 Optimal values of ks/k，kb and cv

由圖6（a）可知：在目標(biāo)位移不變、結(jié)構(gòu)周期較小時(shí)，主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度對(duì)一體化結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)移剛度貢獻(xiàn)更大。隨著結(jié)構(gòu)周期增大，ks/k比值不斷減小，即主體結(jié)構(gòu)對(duì)一體化結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)移剛度的貢獻(xiàn)占比減小。處于以ks/k= 1為邊界的區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)，無(wú)需額外消能減震裝置即可實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)。由圖6（b）和圖6（c）可知：周期T不變時(shí)，隨著目標(biāo)位移減小，附加消能減震裝置支撐剛度kb與阻尼系數(shù)cv增大。目標(biāo)位移不變時(shí)，附加消能減震裝置支撐剛度kb與阻尼系數(shù)cv隨結(jié)構(gòu)周期增大總體上呈先降后升的趨勢(shì)。

至此，一體化結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)參數(shù)ks/k、kb和cv均已獲得，設(shè)計(jì)流程結(jié)束。

3 數(shù)值算例

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息

為研究所提出一體化設(shè)計(jì)方法在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中的可行性，本文使用SAP2000設(shè)計(jì)一棟6層RC框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)構(gòu)設(shè)防烈度為8度，抗震等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，場(chǎng)地類型為II類，結(jié)構(gòu)阻尼比取5%。結(jié)構(gòu)共6層，層高3.6 m?？蚣苤孛娉叽缇鶠?00 mm×600 mm，結(jié)構(gòu)平面布置圖及梁截面尺寸如圖7所示，板厚120 mm。梁柱混凝土等級(jí)均為C35，縱筋均為HRB335級(jí)。

圖7 6層RC框架結(jié)構(gòu)平面布置圖Fig.7 Plane layout of the 6-story RC framed structure

3.2 SDOF體系一體化設(shè)計(jì)

使用位移反應(yīng)譜進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，首先需要將體系等效為SDOF 體系。此處采用體系質(zhì)量、自振周期、抗側(cè)移剛度及阻尼比相同的方式進(jìn)行等效。

黏滯阻尼器是一種典型的被動(dòng)減震裝置，在合理布置的情況下?lián)碛休^為理想的減震效果［18］。本文以黏滯阻尼器為例，對(duì)使用SAP2000所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的等效單自由度體系進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。提取所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)基本信息：m=4.52×106kg，自振周期T1= 0.97 s，自振頻率ω1= 6.44 rad/s。據(jù)圖4可知：自振周期T1對(duì)應(yīng)的體系最大位移平均值u=5.36 cm（ξ= 5%）。

假定一體化結(jié)構(gòu)體系目標(biāo)位移utarget=4 cm，相對(duì)成本比值取表2 中工況3（Cb/Cs= 0.4，Cv/Cs= 5），則一體化結(jié)構(gòu)體系總抗側(cè)移剛度k= 41.47 ×m。在圖6（a）所對(duì)應(yīng)矩陣中查找或?qū)D6（a）在目標(biāo)位移utarget=4 cm處進(jìn)行切片（圖8），可得ks/k最優(yōu)值ks/k= 0.982。則主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度：

圖8 最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)及相對(duì)成本比值Fig.8 Optimal design parameters and relative cost ratio

同理將圖6（b）和圖6（c）在目標(biāo)位移utarget=4 cm 處進(jìn)行切片（圖8），可得附加消能減震裝置剛度kb和阻尼系數(shù)cv最優(yōu)值：

據(jù)圖3 可知：目標(biāo)位移utarget=4 cm 時(shí)，總阻尼比需求ξ= 13.2%( )ξs= 5%,ξd= 8.2% ，一體化結(jié)構(gòu)體系的阻尼頻率ωd= 6.38 rad/s。附加消能減震裝置的損失模量與存儲(chǔ)模量分別為：

結(jié)合所得參數(shù)，使用MATLAB對(duì)一體化結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析。在選取的7條地震動(dòng)記錄作用下，體系最大位移平均值為3.92 cm，實(shí)現(xiàn)了性能目標(biāo)。

3.3 MDOF體系一體化設(shè)計(jì)

HWANG 等［19］研究表明：在結(jié)構(gòu)振動(dòng)以第一階振型為主時(shí)，等效SDOF 體系與MDOF 體系在動(dòng)力響應(yīng)上吻合較好，且隨著阻尼比的增加，體系的高階振型響應(yīng)將被抑制。因此在等效SDOF體系實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)的基礎(chǔ)上，將一體化設(shè)計(jì)方法向MDOF體系拓展。

對(duì)6 層MDOF 體系進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，體系自振周期T1=0.97 s，層質(zhì)量mi= 7.53× 105kg。目標(biāo)位移仍取utarget=4 cm，相對(duì)成本比值仍取工況3（Cb/Cs= 0.4，Cv/Cs= 5），消能-支撐部件軸線與水平方向夾角θ=30.96°。體系在時(shí)域中運(yùn)動(dòng)方程：

式中：ui為第i層與地面之間的相對(duì)位移。

設(shè)主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度沿高度不變，已知質(zhì)量矩陣［M］和結(jié)構(gòu)第一階振型圓頻率ω1，通過(guò)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征方程，可知體系層抗側(cè)移剛度ki= 5.377 × 108N/m和第一階振型向量=[ 0.24,0.47,0.67,0.83,0.94,1.00 ]，第一階振型參與系數(shù)γ1：

在將一體化設(shè)計(jì)方法擴(kuò)展到MDOF體系時(shí)，目標(biāo)位移utarget應(yīng)除以MDOF體系的第一階振型參與系數(shù)γ1。則等效SDOF體系的目標(biāo)位移utarget/γ1= 4/1.258 = 3.18 cm。

根據(jù)圖4 及圖6 對(duì)應(yīng)矩陣，可得：ξ1= 22.3%，ks/k= 0.96，cv,optimum= 0.68 ×mN · s/m，kb,optimum= 6.58 ×mN/m，ω1,d= 6.28 rad/s。

根據(jù)ks與k最優(yōu)比值，有：

附加消能減震裝置存儲(chǔ)模量矩陣：

根據(jù)式（1），附加消能減震裝置的剛度矩陣[Kb]：

上式中比值已知，則：

對(duì)于結(jié)構(gòu)固有阻尼，構(gòu)建在前兩階振型中實(shí)現(xiàn)5%阻尼比的Rayleigh 阻尼矩陣，經(jīng)計(jì)算，β= 0.042 5，α=β(ω1ω2)= 1.084 8。

附加消能減震裝置的損失模量[C'v]：

則總阻尼矩陣為：

結(jié)合所得附加消能減震裝置參數(shù)，使用選取的7條地震動(dòng)記錄對(duì)一體化結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，體系最大位移平均值為3.02 cm，低于等效SDOF體系目標(biāo)位移3.18 cm，實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)。

應(yīng)用模態(tài)應(yīng)變能方法，通過(guò)式（8）求得一體化結(jié)構(gòu)體系第一階等效阻尼比：

根據(jù)式（7），ξ1=ξs,1+ξd,1= 23.7%，結(jié)構(gòu)第一階等效阻尼比與阻尼比需求22.3%基本吻合。

3.4 一體化設(shè)計(jì)方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

前述辦公樓在未附加消能裝置時(shí)，其頂層最大位移平均值為6.23 cm，見表3。根據(jù)MDOF一體化設(shè)計(jì)所得參數(shù)，在SAP2000中為結(jié)構(gòu)布置黏滯阻尼器。將黏滯阻尼器布置在結(jié)構(gòu)的③號(hào)和⑤號(hào)兩個(gè)軸線上，如圖9所示。見表3，對(duì)一體化結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行動(dòng)力分析，體系最大位移平均值為4.07 cm，較未裝阻尼器時(shí)降低34.7%，基本實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)utarget= 4 cm。

圖9 ③號(hào)、⑤號(hào)軸線消能支撐布置示意圖Fig.9 Arrangement of energy dissipation bracings along the axis ③and⑤

表3 體系最大位移Table 3 Maximum displacement values of the structure cm

4 結(jié)論

（1）該研究提出的一體化設(shè)計(jì)方法避免了消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的迭代過(guò)程，基于所選地震動(dòng)記錄的位移反應(yīng)譜，結(jié)合主體結(jié)構(gòu)信息及期望目標(biāo)性能，即可直接得出附加消能減震裝置設(shè)計(jì)參數(shù)。

（2）針對(duì)預(yù)期性能目標(biāo)，對(duì)附加消能減震裝置支撐剛度與粘滯系數(shù)進(jìn)行評(píng)估并進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。在已知結(jié)構(gòu)自振周期的情況下，可直觀展現(xiàn)附加消能減震裝置可選參數(shù)范圍及變化趨勢(shì)。

（3）從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，在所有可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性能的附加消能減震裝置設(shè)計(jì)參數(shù)中，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)的識(shí)別。

（4）采用SAP2000設(shè)計(jì)RC 框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)預(yù)期性能目標(biāo)對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。根據(jù)所得附加消能減震裝置設(shè)計(jì)參數(shù)布置阻尼器并進(jìn)行動(dòng)力分析，結(jié)果表明：一體化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系基本實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)，可為工程實(shí)際提供有價(jià)值的參考。

為進(jìn)一步向在工程實(shí)際中應(yīng)用一體化設(shè)計(jì)方法提供便利，完善基于主體結(jié)構(gòu)基本信息、場(chǎng)地特征信息及預(yù)期性能目標(biāo)輸入的一體化設(shè)計(jì)參數(shù)查詢小程序是必要的。阻尼器空間分布對(duì)一體化設(shè)計(jì)體系位移響應(yīng)的影響也有必要開展進(jìn)一步的研究。