2021年5月12日，国务院常务会议通过了《建设工程抗震管理条例》，其中第十六条规定：位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广播电视等建筑应当按照国家有关规定采用隔震减震等技术，保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。国家鼓励在除前款规定以外的建筑工程中采用隔震减震等技术，提高抗震性能。自2021年9月1日本条例实施以来，各地的减震隔震项目项目逐渐增多。本文以某实际工程为例，介绍减震结构在Paco中的弹塑性时程分析。

　　如图所示减震钢结构，西侧为主楼，结构尺寸为95.7m×95.7m，东侧为副楼，结构尺寸为48.80m×95.70m。地主楼、副楼主体结构采用减震的钢框架结构体系，在楼电梯间、卫生间及建筑周边设置减震阻尼墙或消能支撑。抗震设防烈度为8度0.3g，设计地震分组为第二组，场地类别为II类，多遇地震特征周期为0.4s，罕遇地震为0.45s。下面以主楼为例，介绍该减震结构的罕遇地震下弹塑性时程分析情况。

　　屈曲约束支撑是通过钢材的轴向拉压来消耗能量的元件，由内芯和约束部件构成。屈曲约束支撑既可以避免普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷，又具有优良的耗能能力，充当主体结构中的“保险丝”，使得主体结构基本处于弹性范围内，可以全面提高传统的支撑框架在中震和大震下的抗震性能。对于有耗能需求的建筑，屈曲约束支撑的使用一方面需要有足够的层间变形，另一方面需要有布置空间。屈曲约束支撑的基本构造如图所示。支撑的中心是钢芯，钢芯在工作时仅承担拉、压力，截面形式一般有一字形、十字形、H形、工字形以及矩形等，常见的为十字形。为避免钢芯受压时整体屈曲，即在受拉和受压时都能达到屈服，钢芯被置于一个钢套管内，然后在套管内灌注混凝土或砂浆。在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或非常薄的空气层，允许钢芯在外包材料中伸缩。

　　黏滞消能器是根据流体运动，特别是当流体通过节流孔时会产生黏滞阻力的原理而制成的，是一种与刚度、速度相关型消能器。一般由油缸、活塞、活塞杆、衬套、介质、销头等部分组成，活塞可以在油缸内作往复运动，活塞上设有阻尼结构，油缸内装满流体阻尼介质。当外部激励（地震或风振）传递到结构中时，结构产生变形并带动消能器运动。在活塞两端形成压力差，介质从阻尼结构中通过，从而产生阻尼力并实现能量转变（机械能转化为热能），达到减小结构振动反应的目的。黏滞阻尼墙具有速度相关性，可在不改变结构刚度分布，具有耗能能力强、外形美观等诸多优点，在建筑工程领域得到广泛运用。

　　（2）高质量的网格划分，支持非协调网格。Paco内置了专业的四边形网格划分算法，该算法具有良好的通用性，可显著提高剪力墙和楼板的应力精度。此外，Paco支持非协调网格，进一步提升单元尺寸稳定性。

　　（5）支持显式及隐式弹塑性动力时程分析，多种计算方法可以兼顾用户对于计算效率，收敛性的要求。

　　Paco可直接导入设计软件的计算模型，并导入相关构件配筋信息。下图为导入后的Paco计算模型。

　　精确计算模型是进行设防地震时程反应的基础，因此，在设防地震弹塑性时程分析之前，首先进行了模态分析，用来校核模型转换的准确程度。下表为Paco模型和设计软件的质量和周期对比结果。

　　罕遇地震计算过程中结构固有阻尼比取0.03。采用RSN1164、RSN2900、L991三组地震波，其中RSN1164、RSN2900为天然波，L991为人工波。在罕遇地震作用下，地震波的水平两方向和竖地震波峰值加速度比为1:0.85:0.65，罕遇地震加速度峰值取510Gal。

　　下图是Paco给出的在罕遇地震时，X向和Y向地震作用下部分屈曲约束支撑的滞回曲线。

　　同时如图所示，屈曲约束支撑滞回曲线饱满，在罕遇地震下保持良好的耗能减震性能。

　　Paco软件可以给出钢支撑的损伤，并依据损伤给出性能水平。下图是Paco给出的与消能器相连的框架应变损伤分布，与消能器相连的框架梁总体处于无损坏和轻微损坏的状态，少量钢柱底部进入塑性，但钢柱总体仍具有较高承载能力。综合以上分析，说明与消能器相连的框架梁能够满足极限承载力要求。

　　下图是Paco给出的多工况包络损伤和性能水平图，可以看出，大部分钢支撑处于无损坏的状态，部分钢支撑进入轻微损坏和轻度破坏的性能状态，总体来说，钢支撑总体还具有较高的剩余承载力，满足既定的性能目标。

　　大震作用时屋盖支撑的损伤如下图所示，可以看出，屋盖钢支撑罕遇地震中保持弹性，屋盖支撑构件在罕遇地震作用下无损坏性能水平，由此保证了罕遇地震下屋盖钢结构重力荷载可以安全地传递给周边框架结构。

　　Paco给出的钢框架梁损伤状况如下图所示，可以看出，大部分钢梁处于无损坏的状态，部分钢梁进入轻微损坏和轻度破坏的性能状态，对应钢梁进入开始塑性状态但并未充分发展，此时可有效降低结构刚度，从而减小整体结构在罕遇地震下的地震剪力。少部分屋面钢梁塑性发展程度较大，但屋面梁的破坏对主体结构承载力影响较小。综合上述分析，总体来说，具有较高的剩余承载力，满足大震不倒的抗震设防要求。

　　钢框架柱损伤如下图所示，可以看出，整体结构大部分钢柱处于无损坏性能水平，少量出现损伤的钢柱的平均损伤因子保持在较低的水平，属于轻微损伤和轻度破坏。综合考虑各工况下的钢框柱的地震反应，未出现某层连续贯通的塑性铰，说明钢柱在大震下不会产生倒塌，满足“大震不倒”的抗震设防目标。

　　Paco可以给出混凝土的拉压损伤情况。下图是Paco给出的楼板混凝土受压损伤及性能水平图。可以看出，整体结构混凝土楼板的损伤保持在较低水平，大部分楼板处于无损状态，少量区域楼板处于轻度破坏的性能水平，说明楼板结构在大震下仍能保持整体性，确保地震时水平剪力的顺利传递。

　　利用Paco计算效率高的特点，额外计算了罕遇地震弹性时程分析的结果，与弹塑性结果对比如下。

　　（1）结构X向最大位移值为0.284m，结构Y向最大位移值为0.311m，X向最大层间位移角为1/116，Y向最大层间位移角为1/103。结构X向层间位移角及Y向层间位移角均未超出规范限值1/50。

　　（2）结构钢支撑总体处于无损坏和轻微损坏的性能状态；钢柱总体处于无损坏和轻微损坏的性能状态，在大震下还具有较高的剩余承载能力；大部分钢梁处于无损坏的状态，部分钢梁进入轻微损坏和轻度破坏的性能状态，对应钢梁进入开始塑性状态但并未充分发展，少数屋面梁进入塑性程度较大但不影响结构整体承载能力；屋盖钢结构支撑保持弹性，可确保屋盖重力荷载安全传递给四周框架；总体来看，整体结构未出现连续贯通的塑性铰，满足“大震不倒”的抗震设防目标。