减震结构设计

1)线弹性假定需成立。振型分解反应谱法的基础是振型叠加法。振型叠加法利用多自由度线弹性系统固有振型对质量和刚度的正交性，可以将时域空间n自由度联立方程求解问题转化为频域空间m个非耦合单自由度系统运动方程求解与叠加问题，以达到大幅度提高计算效率的目的，一般mn即可得到满意解，可以进一步节省计算时间。由于非线性系统的刚度随时间不断变化，因此无法直接应用振型叠加法、振型分解反应谱法。对于减震结构这种天然的非线性系统，需要等效线性化才能应用振型分解反应谱法，而这种等效线性化往往是粗糙的，可能对正确认识减震结构性能产生误差，甚至错误。2)振型叠加结果需令人满意。振型叠加通常有ABS（相对值求和）、SRSS（平方和开根号）、CQC（完全二次型）等方法。因ABS方法是会明显夸大结构比较大响应（），所以一般不会采用。SRSS方法被认为在结构振型不“密集”时结果是令人满意的，该方法假定各振型响应不耦联，例如规则高层结构某一水平方向首先一振型周期一般会明显大于其他周期，可“主控”结构响应，因此采用SRSS方法即可考虑各振型贡献，又不会让次要振型夸大结构比较大响应。CQC方法准确的叫法应是完全二次型振型叠加或振型耦联叠加，该方法考虑了振型耦联，被认为在结构振型“密集”时可以得到满意解。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中将CQC方法称为“扭转耦联振型分解法”，这种叫法存在局限性，容易让人产生误解。实际上高层结构产生扭转不一定导致“振型耦联”成分不可忽略，空间网壳结构密集振型的“振型耦联”也并非由结构扭转引起。另外再说明一点，CQC方法中的振型耦联项可正、可负，因此不同楼层、不同结构响应的SRSS结果与CQC结果哪个更大并不一定，不能简单地判断CQC方法“更保守”、或“更准确”。可以看出，无论采用何种振型叠加方法进行振型分解反应谱分析，都是一种求解结构比较大响应的近似统计方法（相对直接积分计算方法而言），这种近似方法的益处是可以大幅简化问题、显著提高计算效率，潜在问题是计算结果是否总能令人满意是存疑的，而且随着计算机算力的飞速发展，其“大幅简化问题、显著提高计算效率”是否必要也是值得探讨的。