振动工程学报

支座规格	支座承载力/kN	铅芯屈服力/kN	屈服前刚度/(kN·mm⁻¹)	屈服后刚度/(kN·mm⁻¹)
JZY1Q1020×326	7854	257	20.90	1.91
JZY1Q820×293	5027	163	16.81	1.53
JZY1Q620×218	2827	90	12.68	1.15

支座规格	支座承载力/kN	铅芯屈服力/kN	屈服前刚度/(kN·mm⁻¹)	屈服后刚度/(kN·mm⁻¹)
JZY1Q1020×326	7854	257	20.90	1.91
JZY1Q820×293	5027	163	16.81	1.53
JZY1Q620×218	2827	90	12.68	1.15

系统	多遇地震	设防地震	罕遇地震	极罕遇地震
隔震结构	22.97	100.00	97.22	100.00	288.64	100.00	524.74	100.00
BRB	19.50	84.88	37.27	38.34	114.87	39.82	212.51	40.50
NFVD	5.53	24.07	51.85	53.34	155.78	53.97	300.24	57.22
BRB+NFVD+BIS	6.70	29.18	40.12	41.27	127.28	44.10	243.88	46.48

系统	多遇地震	设防地震	罕遇地震	极罕遇地震
隔震结构	22.97	100.00	97.22	100.00	288.64	100.00	524.74	100.00
BRB	19.50	84.88	37.27	38.34	114.87	39.82	212.51	40.50
NFVD	5.53	24.07	51.85	53.34	155.78	53.97	300.24	57.22
BRB+NFVD+BIS	6.70	29.18	40.12	41.27	127.28	44.10	243.88	46.48

系统	多遇地震	设防地震	罕遇地震	极罕遇地震
隔震结构	12913	100.00	17635	100.00	26520	100.00	36081	100.00
BRB	18146	140.53	28713	162.82	31902	120.29	37367	103.56
NFVD	14510	112.37	21706	123.08	26529	100.03	33116	91.78
BRB+NFVD+BIS	16149	125.06	23019	130.53	28917	109.04	34396	95.33

系统	多遇地震	设防地震	罕遇地震	极罕遇地震
隔震结构	12913	100.00	17635	100.00	26520	100.00	36081	100.00
BRB	18146	140.53	28713	162.82	31902	120.29	37367	103.56
NFVD	14510	112.37	21706	123.08	26529	100.03	33116	91.78
BRB+NFVD+BIS	16149	125.06	23019	130.53	28917	109.04	34396	95.33

系统	近场脉冲波	近场非脉冲波	远场波	均值
预制装配式隔震建筑	50.05	89.09	60.13	66.42
BRB+NFVD+BIS预制	33.83	52.84	38.87	41.84

系统	近场脉冲波	近场非脉冲波	远场波	均值
预制装配式隔震建筑	50.05	89.09	60.13	66.42
BRB+NFVD+BIS预制	33.83	52.84	38.87	41.84

软件	层间位移/mm
SAP2000	49.5	54.2	59.2	63.4	66.9	69.4	70.7	71.7	72.2	72.2
OpenSees	50.8	56.3	61.9	66.6	70.6	73.4	74.9	76.0	76.5	76.6
误差	1.2	2.0	2.7	3.2	3.7	4.0	4.2	4.3	4.4	4.4

软件	层间位移/mm
SAP2000	49.5	54.2	59.2	63.4	66.9	69.4	70.7	71.7	72.2	72.2
OpenSees	50.8	56.3	61.9	66.6	70.6	73.4	74.9	76.0	76.5	76.6
误差	1.2	2.0	2.7	3.2	3.7	4.0	4.2	4.3	4.4	4.4

混合基础隔震预制装配式高层建筑抗震性能

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李春祥 , 桑增礼 , 曹黎媛 , 王振洲

振动工程学报 | 2025,38(9): 2172-2181

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振动工程学报 | 2025, 38(9): 2172-2181

混合基础隔震预制装配式高层建筑抗震性能

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李春祥, 桑增礼, 曹黎媛, 王振洲

作者信息

上海大学力学与工程科学学院，上海 200444

李春祥（1964—），男，博士，教授。E-mail：Li-chx@shu.edu.cn

通讯作者:

曹黎媛（1991—），女，博士，副教授。E-mail：caoly@shu.edu.cn

Seismic performance of prefabricated high-rise buildings with hybrid base isolated systems

Chunxiang LI, Zengli SANG, Liyuan CAO, Zhenzhou WANG

Affiliations

School of Mechanics and Engineering Sciences, Shanghai University, Shanghai 200444, China

出版时间: 2025-09-10 doi: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202310025

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摘要

收起

为探究多种耗能装置联合的混合基础隔震系统对预制装配式高层建筑的减隔震效果，提出了联合使用屈曲约束支撑（BRB）、非线性液体黏滞阻尼器（NFVD）和基础隔震系统（BIS）的混合基础隔震系统（BRB+NFVD+BIS）。定义了BRB屈服强度与隔震支座屈服强度比BIR和NFVD总阻尼系数α与隔震支座屈服强度比NIR两个参数。通过结构-混合基础隔震系统的动力弹塑性地震响应分析，揭示了BIR、NIR和NFVD参数对设置BRB+NFVD+BIS高层建筑抗震性能的影响规律，并建议了BIR、NIR和NFVD参数的取值范围。结果表明：与非隔震预制装配式高层建筑相比，BRB+NFVD+BIS系统可明显提升梁-柱节点抗震性能，减小上部结构层间位移角和楼层加速度；与隔震预制装配式高层结构相比，BRB+NFVD+BIS系统可明显减小隔震层位移，梁-柱节点抗震性能、上部结构层间位移角和楼层加速度彼此基本接近。因此，BRB+NFVD+BIS系统具有更好的隔震层位移控制能力。同时，结果表明BRB+NFVD+BIS系统具有更好的减隔震鲁棒性。

关键词

混合基础隔震 / 预制装配式建筑 / 屈曲约束支撑 / 非线性液体黏滞阻尼器 / BIR / NIR / 抗震性能

Abstract

收起

The present paper proposes an hybrid base isolation system referred to as BRB+NFVD+BIS, consisting of the buckling restrained braces (BRB), nonlinear fluid viscous dampers (NFVD), and base isolation system (BIS) to study both the damping and isolation effects of the hybrid base isolation system on prefabricated high-rise buildings. Defined are the ratios of both BRB yield strength to base isolation yield strength and the total damping index of NFVD to base isolation yield strength, respectively designate as BIR and NIR. Based on the dynamic elastic-plastic seismic response analysis of the corresponding systems, the effects of BIR, NIR, and NFVD parameters on the seismic performance of BRB+NFVD+BIS tall buildings have been revealed, and the ranges of BIR, NIR, and NFVD parameters are suggested. Results demonstrate that with respect to the non-isolated prefabricated high-rise buildings, the BRB+NFVD+BIS system can significantly enhance the seismic performance of beam-column connections, reduce both the inter-story drift ratios and floor accelerations of the superstructure. Compared with the base-isolated prefabricated high-rise structures, the BRB+NFVD+BIS system substantially reduces base isolation layer displacement while maintaining almost the same seismic performance to each other in terms of the beam-column connections, inter-story drift ratios, and floor accelerations Therefore, the BRB+NFVD+BIS system processes better displacement control ability of isolation layer. Simultaneously, the results show that the BRB+NFVD+BIS system has better robustness of both the seismic mitigation and isolation.

Key words

hybrid base isolation / prefabricated buildings / buckling restrained braces / nonlinear fluid viscous dampers / BIR / NIR / seismic performance

引用本文

李春祥, 桑增礼, 曹黎媛, 王振洲. 混合基础隔震预制装配式高层建筑抗震性能. 振动工程学报, 2025 , 38 (9) : 2172 -2181 . DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202310025

Chunxiang LI, Zengli SANG, Liyuan CAO, Zhenzhou WANG. Seismic performance of prefabricated high-rise buildings with hybrid base isolated systems[J]. Journal of Vibration Engineering, 2025 , 38 (9) : 2172 -2181 . DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202310025

正文

收起

预制装配式建筑由于施工质量高、实施方便快捷，可以减少投资和运营间的时间差距^[1]。在实施中，预制混凝土结构会遇到一个重要问题，即如何将预制梁构件更合理地连接到柱上。以往地震经验表明：在预制装配式建筑中，梁-柱节点对其抗震性能的影响不可忽视；在强烈地震作用下，预制装配式建筑由于其连接部位（预制节点核心区）的脆性破坏可能致使其失去承载能力，而这时其框架构件的塑性变形未充分发展，地震能量不能被有效的消耗^[2]。使用基础隔震技术可以提升预制节点核心区和预制装配式建筑整体抗震性能。基础隔震系统（BIS）的基本原理^[3]为：通过在上部结构和基础之间插入侧向柔性隔震层延长上部结构自振周期，从而降低传递到上部结构的地震能量，减小上部结构地震作用。因此，BIS降低了结构层间位移角和楼层加速度。显然，隔震策略的主要目标是通过减小转移到上部结构的地震作用实现更有效、更经济的抗震设计。近年来，结构减/隔震技术得到了广泛应用，国内外都相继出现了很多减隔震建筑^[4]。LI等^[5]研发出了一种由叠层橡胶支座和X型钢阻尼器组成的公路桥梁隔震系统，结果表明X型钢阻尼器能够有效抑制支座位移且对桥墩损伤较小。陈瑞生等^[6]对隔震层设置黏滞阻尼器的混合基础隔震系统进行了研究，结果表明黏滞阻尼器能有效减少隔震层位移。KHEDMATGOZAR等^[7]研究了由叠层橡胶支座和黏滞阻尼器混合组成的VD-LRBP系统，结果表明该系统可以有效提升桥梁的抗震性能。MOHEBBI等^[8]研究了设置液体黏滞阻尼器的基础隔震结构抗震性能，发现在远场和近场地震作用下混合隔震框架均能达到设计性能水准。

尽管已有许多减隔震建筑在地震作用下表现出良好减隔震性能，然而，在BIS设计中，仍然面临如下设计难题。隔震层设计需要经过繁琐迭代过程，因而效率低下；传统隔震技术可以减小主体结构地震反应，但同时也放大了隔震层位移，在大震作用下，若隔震层位移过大，则易于导致隔震支座破坏^[9]。此外，在隔震技术应用较多的一些国家往往把隔震技术和减震技术联合使用，以达到将隔震装置和减震装置优势相互结合的目的^[10-11]。然而，在这些研究中，基于单一类型耗能装置的混合BIS研究较多，但对于减隔震装置参数研究较少，并且基于多种耗能装置联合的混合BIS研究较少。近年来，随着经济的发展，在一些人口相对密集的经济发达地区，预制装配式高层建筑得到了飞速的发展。但对于布置减隔震装置的预制装配式高层建筑的抗震性能研究相对较少，因而减隔震技术在预制装配式高层建筑中的应用研究日益被关注。为此，本文联合使用多种耗能装置，开展混合基础隔震预制装配式高层建筑的抗震性能研究，主要包括基于混合消能装置基础隔震的高层建筑性能与基于混合消能装置基础隔震的预制装配式高层建筑性能研究，具体研究框架如图1所示。

1　BRB+NFVD+BIS系统

收起

BRB+NFVD+BIS系统由BRB、NFVD和BIS联合使用组成，在该混合基础隔震系统中，BRB、NFVD和BIS并联布置在隔震层，其物理模型如图2所示。如图2放大部分所示，BRB+NFVD+BIS系统由隔震支座、NFVD和BRB组成，当只布置NFVD时形成NFVD+BIS系统，只布置BRB时形成BRB+BIS系统，NFVD和BRB在隔震层的安装方式如图2所示。

2　BRB+NFVD+BIS系统参数研究

收起

2.1　结构模型

为研究BRB+NFVD+BIS系统的相关参数，本节首先研究高层钢筋混凝土框架建筑。建筑结构设计使用年限为50年，抗震设防类别为乙类，工程抗震设防烈度为8度，结构阻尼比为0.05，设计地震加速度为0.20g，场地特征周期为0.55 s，设计地震分组为第二组，建筑物场地土类别为二类，设防地震下地震影响系数

α m a x

=0.45。该建筑上部结构为10层，每层层高为3.6 m，采用基础隔震形式，在底层柱底布置隔震支座。框架结构混凝土等级为C30，纵筋采用HRB335，柱截面为900 mm×900 mm，柱配筋选用12Ф22，梁截面从上到下为300 mm×900 mm到250 mm×700 mm不等，楼板厚130 mm，结构底层平面图如图3所示，结构三维模型如图4所示。根据《建筑抗震设计规范》^[12]的相关要求和建议，隔震层隔震支座布置如图5所示。选用的基础隔震支座主要参数如表1所示，以BRB屈服强度和NFVD阻尼系数为变量来研究NIR和BIR的取值，并将NIR、BIR与阻尼指数共同作为变量来研究其对结构抗震性能的影响。

2.2　NFVD+BIS系统参数研究

在隔震层布置NFVD，形成NFVD+BIS系统，改变NFVD参数和NIR，对结构进行非线性动力分析，并以隔震层位移、结构最大层间位移和结构顶层位移为评价指标，将三者量化为与NIR和NFVD阻尼指数

α

相关的函数，三维结果如图6~8所示，并绘出等高线如图9~11所示。

图6给出了隔震层位移随NIR和

α

的变化趋势。随着NIR的增大，隔震层位移逐渐减小。这是因为当NIR增大时，NFVD在隔震层的出力增大，耗能能力增加。

α

越小，隔震层位移随着NIR减小的趋势越明显；为充分发挥NFVD减小隔震层位移的作用，建议选择

α

<0.4。图7给出了结构最大层间位移随NIR和

α

的变化趋势。由图7可知，当

α

较小时，随着NIR的增大，上部结构最大层间位移逐渐增大，且增大趋势比较明显，但随着

α

的增大，这种趋势逐渐减小。这是因为当

α

逐渐增大时，NFVD在隔震层的耗能能力越来越强，传递给上部结构的地震能量变得很小。图8给出了结构顶层位移随NIR和

α

的变化趋势。当

α

较大时，结构顶层位移随着NIR的增大而减小，且当

α

减小到一定值时，结构顶层位移随着NIR的增大先减小后增大。但无论

α

取何值，结构顶层位移达到的极小值峰值相差不大。

图9~11分别给出了隔震层位移等高线、结构最大层间位移等高线和结构顶层位移等高线。经计算得：非隔震结构的最大层间位移为19.4 mm，顶层位移为132.1 mm；隔震结构的最大层间位移为5.86 mm，顶层位移为135.0 mm，隔震层位移为97.2 mm。由图9可以看出，97.2 mm等高线位置不在图中，表明与隔震结构相比，布置NFVD对减小隔震层位移无不利影响。由图10可知，5.86 mm等高线位置和19.4 mm等高线位置均不在图中，说明与隔震结构相比，适当调整NIR和参数

α

虽可适当减小结构最大层间位移，但几乎与隔震结构层间位移相同。由图11可以看出，132.1 mm等高线位置和135.01 mm等高线位置在图中，如图11中红色虚线所示，意味着当NIR和参数

α

取值不当时，布置NFVD的隔震结构顶层位移甚至超过未布置NFVD的隔震结构顶层位移。

对比图9~11可以发现，当

α

很小且NIR很大时，隔震层位移会减小到很小，但此时结构最大层间位移和顶层位移会变得很大，并且隔震层位移相邻等高线间距很宽，说明此时隔震层位移减小速率很缓慢，此时通过调整参数减小隔震层位移的效果较差；而结构最大层间位移和顶层位移相邻等高线间距很窄，表明此时对参数

α

和NIR进行较小的调整都会对最大层间位移和顶层位移产生很大的影响，因此，选择合适的NIR和

α

是必要的。通过仔细分析图9~11，当

α

>0.2时，可避免对上部结构产生很大的不利影响。在

α

>0.2时，随着NIR的增大，隔震层位移变化趋势为先迅速下降，然后趋于平缓；结构最大层间位移变化趋势为先趋于平缓，然后迅速上升。以隔震层位移刚达到下降平缓段和结构最大层间位移未明显增加为准则，NIR的取值范围为0.5~1.0，此时结构顶层位移也刚好处在最小峰值阶段。

综上所述，

α

和NIR的取值范围分别为0.2~0.4和0.5~1.0，分别如图9~11中的红色方框所示。

2.3　BRB+BIS系统参数研究

在隔震层布置BRB，通过改变BIR和结构进行非线性动力分析，对隔震层位移、结构最大层间位移和结构顶层位移进行评估，比较结果如图12~14所示。图12给出了布置BRB后隔震层位移与结构最大层间位移随BIR的变化趋势。图12中，

μ i

为隔震层位移，

μ f

为结构最大层间位移，

μ i n

为未布置BRB时隔震层位移，

μ f i

为未布置BRB时结构最大层间位移，

μ f o

为非隔震结构最大层间位移。图13给出了布置BRB后隔震层位移与上部结构最大位移（相对隔震层顶部）随BIR的变化趋势。图13中，

μ s

为结构最大位移，

μ s n

为未布置BRB时隔震结构上部结构最大位移，

μ s o

为非隔震结构上部结构最大位移。图14为布置BRB后隔震层位移与最大顶层位移（相对地面）随BIR的变化趋势。图14中，

μ m

为结构最大顶层位移，

μ m n

为未布置BRB时隔震结构最大顶层位移，

μ m o

为非隔震结构最大顶层位移。由图12~14可知，随着BIR的增大，隔震层位移先迅速减小并趋于平缓；结构最大层间位移逐渐增大，并逐渐接近未设置BRB时结构最大层间位移；结构最大顶层位移呈现先减小后增大的趋势，而上部结构最大位移逐渐增大。重要的是，当BIR在0.20~1.00范围内时，BRB在有效减小隔震层位移的同时又保证结构不产生过大位移。

2.4　BRB+NFVD+BIS系统参数对结构的影响

前文分别对NFVD+BIS系统和BRB+BIS系统进行非线性动力分析，得出了合理的NIR、

α

和BIR取值范围。本节在隔震层同时布置NFVD和BRB而形成BRB+NFVD+BIS系统，具体方法：首先优选NIR=0.92、

α

=0.2和BIR=0.92，计算布置NFVD+BIS系统与BRB+BIS系统的隔震层位移；然后在隔震层同时布置BRB和NFVD，并将BIR和NIR减半，均取为0.46，研究混合系统在不同地震水准下隔震层位移变化行为，隔震层位移和基底剪力分别如表2和3所示。根据规范要求^[12]，在罕遇地震作用下，隔震层支座位移不应大于支座直径的0.55倍和各层橡胶厚度之和的3.0倍这二者之中的较小值。经计算其限值为275 mm，满足要求。隔震支座的最大压应力为7.17 MPa，小于限值24 MPa，罕遇地震作用下支座承受的拉应力均小于1 MPa，满足规范要求。由设防地震情况可知，当BIR+NIR=0.92时，BRB+NFVD+BIS系统对隔震层位移的限制效果与单一布置方案的效果相近。多遇地震作用下，布置BRB会减弱隔震层位移限制效果，但布置NFVD和BRB+NFVD+BIS系统下仍有很好的效果。在罕遇和极罕遇地震作用下，铅芯橡胶支座选用250%剪应变对应的参数。对比发现，在罕遇和极罕遇地震作用下，NFVD会减弱隔震层位移限制效果，但BRB和BRB+NFVD+BIS系统效果依然很好。

综上，当地震强度较小时，NFVD对隔震层位移的限制效果较好；当地震强度较大时，BRB对隔震层位移的限制效果较好；而BRB+NFVD+BIS系统在四种地震水准下均对隔震层位移有较好的限制效果，表明BRB+NFVD+BIS系统具有较好的鲁棒性，并且在大幅减小隔震层位移的同时，基本不会增大结构基底剪力。

3　BRB+NFVD+BIS预制装配式高层建筑抗震性能

收起

3.1　预制装配式高层建筑结构模型

将BRB+NFVD+BIS系统应用于预制装配式高层建筑，其底层平面图如图15所示，三维有限元模型如图16所示，隔震支座布置如图17所示。

3.2　预制建筑梁-柱节点经验旋转弹簧模型

对预制梁-柱节点建模，本文采用ADIBI等^[13-15]提出的经验旋转弹簧模型，考虑预制建筑在梁端开裂，梁-柱相交部分为刚性区域。通过在柱边与梁端交接处添加零长度单元来模拟预制接头，预制梁-柱主体部分采用NonlinearBeamColumn单元建模。简化模型如图18所示，A、B、C三个节点被模拟成预制节点，点D、E、F为其他节点，其中，点B为内部节点，点A和C为外部节点。为验证ADIBI等^[13-15]提出的经验旋转弹簧模型的准确性，本文对试验和模拟的梁-柱节点响应进行了比较。具体方法为：根据BAHRAMI等^[16]的试验，建立对应的有限元模型，如图19所示；在柱顶部施加位移控制荷载Δd，对应试验施加到柱高比4.5%的往复循环荷载，如图20所示；试验与数值模拟结果对比如图21所示。由图21可知，试验结果和数值模拟结果比较吻合，表明ADIBI等^[13-15]提出的经验旋转弹簧模型可以很好地模拟预制节点滞回性能。

3.3　BRB+NFVD+BIS预制建筑抗震性能

本节研究BRB+NFVD+BIS预制装配式高层建筑在近场非脉冲、近场脉冲和远场三种地震作用下的抗震性能，地震波加速度反应谱与目标谱（规范谱）对比如图22所示。对预制装配式非隔震建筑、预制装配式隔震建筑和BRB+NFVD+BIS预制装配式建筑的抗震性能进行比较。图23给出了三种建筑在不同地震波作用下结构层间位移角、楼层绝对加速度和右下外角柱剪力的对比图。图23中，预制代表预制装配式非隔震建筑，预制隔震代表预制装配式隔震建筑，BRB+NFVD+BIS代表BRB+NFVD+BIS预制装配式建筑；均值分别代表近场非脉冲地震、近场脉冲地震和远场地震三种地震波平均值。由图23发现，与预制装配式非隔震建筑相比，预制装配式隔震建筑和BRB+NFVD+BIS系统预制装配式建筑层间位移角、楼层绝对加速度和剪力都明显减小。将BRB+NFVD+BIS系统预制装配式建筑与预制装配式隔震建筑进行对比，发现在隔震层布置减震装置后，上部结构层间位移角和楼层加速度增大，但不明显。通过对比BRB+NFVD+BIS系统预制装配式建筑与预制装配式隔震建筑的隔震层位移（如表4所示）发现，BRB+NFVD+BIS系统预制装配式建筑可显著减小隔震层位移。同时，表5给出了SAP2000和OpenSees对模型模拟的数据误差对比。由表5可以看出，本文建立的模型是合理可信的。

图24给出了图15中2轴所对应一榀框架的计算结果，其中IO阶段、LS阶段和CP阶段分别为立即使用阶段、生命安全阶段和防止倒塌阶段，CD阶段为极限承载状态。由图24可以看出设防地震、罕遇地震、极罕遇地震作用下梁塑性铰的形成状况，反映构件的弹塑性发展。

为更进一步验证BRB+NFVD+BIS系统效果，将BRB+NFVD+BIS预制装配式高层建筑与非隔震预制装配式结构和隔震预制装配式结构预制节点的滞回曲线进行对比。选取建筑右下角柱梁端预制节点，对应梁截面尺寸为L400 mm×800 mm。分别选择一条近场非脉冲、近场脉冲、远场地震波绘制预制节点滞回曲线，如图25所示。图中预制非隔震、预制隔震和BRB+NFVD+BIS预制分别代表预制装配式非隔震建筑、预制装配式布置隔震装置建筑和选取合理BRB+NFVD+BIS系统参数的BRB+NFVD+BIS预制装配式建筑。由图25可知，与预制非隔震装配式高层建筑相比，BRB+NFVD+BIS预制装配式高层建筑节点处转角和弯矩都明显减小，可避免预制节点破坏，表明BRB+NFVD+BIS系统可显著提升预制装配式高层建筑梁-柱节点的抗震性能；与隔震预制装配式高层建筑在预制节点处的转角和弯矩接近。

4　结论

收起

本文在混合基础隔震系统和提升预制装配式高层建筑抗震性能两方面开展了研究。在混合基础隔震系统方面，提出了联合使用BRB和NFVD的BRB+NFVD+BIS系统；在预制装配式高层建筑抗震性能提升方面，提出了BRB+NFVD+BIS预制装配式高层建筑体系。主要结论如下：

（1）提出了BRB+NFVD+BIS系统，定义了BRB屈服强度与隔震支座屈服强度比BIR以及NFVD总阻尼系数与隔震支座屈服强度比NIR，分别建立了NFVD+BIS系统、BRB+BIS系统和BRB+NFVD+BIS系统三种模型，揭示了BIR、NIR、NFVD参数对设置BRB+NFVD+BIS高层建筑抗震性能的影响规律，并建议了BIR、NIR以及NFVD参数的取值范围：BIR取为0.2~1.0、NIR取为0.5~1.0，NFVD参数取为0.2~0.4。

（2）与NFVD+BIS系统、BRB+BIS系统相比，在多遇地震、设防地震、罕遇地震和极罕遇地震作用下BRB+NFVD+BIS系统均能发挥更好的减隔震性能，表明BRB+NFVD+BIS系统具有更好的鲁棒性。

（3）在近场脉冲、近场非脉冲和远场地震作用下，与非隔震预制装配式高层建筑相比，BRB+NFVD+BIS系统明显提升了预制装配式高层建筑梁-柱节点的抗震性能，减小了上部结构层间位移角和楼层绝对加速度；与预制装配式隔震结构相比，BRB+NFVD+BIS系统明显减小了隔震层位移，提高了节点抗震性能，而层间位移角和楼层绝对加速度接近。

因此，BRB+NFVD+BIS系统具有更好的隔震层位移控制能力；同时，BRB+NFVD+BIS系统具有更好的减/隔震鲁棒性。

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上海市“科技创新行动计划”扬帆计划项目(21YF1412700)

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2025年第38卷第9期

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doi: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202310025

接收时间：2023-10-12
首发时间：2026-02-09
出版时间：2025-09-10

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出版历史

收稿日期：2023-10-12
修回日期：2023-12-19

基金

上海市“科技创新行动计划”扬帆计划项目(21YF1412700)

作者信息

上海大学力学与工程科学学院，上海 200444

通讯作者:

曹黎媛（1991—），女，博士，副教授。E-mail：caoly@shu.edu.cn

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/zdgcxb/CN/10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202310025

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本文的引用情况

2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

支座规格	支座承载力/kN	铅芯屈服力/kN	屈服前刚度/(kN·mm⁻¹)	屈服后刚度/(kN·mm⁻¹)
JZY1Q1020×326	7854	257	20.90	1.91
JZY1Q820×293	5027	163	16.81	1.53
JZY1Q620×218	2827	90	12.68	1.15

支座规格

支座承载力/kN

铅芯屈服力/kN

屈服前刚度/(kN·mm⁻¹)

屈服后刚度/(kN·mm⁻¹)

JZY1Q1020×326

7854

257

20.90

1.91

JZY1Q820×293

5027

163

16.81

1.53

JZY1Q620×218

2827

12.68

1.15

系统	多遇地震	设防地震	罕遇地震	极罕遇地震
隔震结构	22.97	100.00	97.22	100.00	288.64	100.00	524.74	100.00
BRB	19.50	84.88	37.27	38.34	114.87	39.82	212.51	40.50
NFVD	5.53	24.07	51.85	53.34	155.78	53.97	300.24	57.22
BRB+NFVD+BIS	6.70	29.18	40.12	41.27	127.28	44.10	243.88	46.48

系统

多遇地震

设防地震

罕遇地震

极罕遇地震

隔震层位移/mm

比值/%

隔震层位移/mm

比值/%

隔震层位移/mm

比值/%

隔震层位移/mm

比值/%

隔震结构

22.97

100.00

97.22

100.00

288.64

100.00

524.74

100.00

BRB

19.50

84.88

37.27

38.34

114.87

39.82

212.51

40.50

NFVD

5.53

24.07

51.85

53.34

155.78

53.97

300.24

57.22

BRB+NFVD+BIS

6.70

29.18

40.12

41.27

127.28

44.10

243.88

46.48

系统	多遇地震	设防地震	罕遇地震	极罕遇地震
隔震结构	12913	100.00	17635	100.00	26520	100.00	36081	100.00
BRB	18146	140.53	28713	162.82	31902	120.29	37367	103.56
NFVD	14510	112.37	21706	123.08	26529	100.03	33116	91.78
BRB+NFVD+BIS	16149	125.06	23019	130.53	28917	109.04	34396	95.33

系统

多遇地震

设防地震

罕遇地震

极罕遇地震

基底剪力/kN

比值/%

基底剪力/kN

比值/%

基底剪力/kN

比值/%

基底剪力/kN

比值/%

隔震结构

12913

100.00

17635

100.00

26520

100.00

36081

100.00

BRB

18146

140.53

28713

162.82

31902

120.29

37367

103.56

NFVD

14510

112.37

21706

123.08

26529

100.03

33116

91.78

BRB+NFVD+BIS

16149

125.06

23019

130.53

28917

109.04

34396

95.33

系统	近场脉冲波	近场非脉冲波	远场波	均值
预制装配式隔震建筑	50.05	89.09	60.13	66.42
BRB+NFVD+BIS预制	33.83	52.84	38.87	41.84

系统

近场脉冲波

近场非脉冲波

远场波

均值

预制装配式隔震建筑

50.05

89.09

60.13

66.42

BRB+NFVD+BIS预制

33.83

52.84

38.87

41.84

软件	层间位移/mm
SAP2000	49.5	54.2	59.2	63.4	66.9	69.4	70.7	71.7	72.2	72.2
OpenSees	50.8	56.3	61.9	66.6	70.6	73.4	74.9	76.0	76.5	76.6
误差	1.2	2.0	2.7	3.2	3.7	4.0	4.2	4.3	4.4	4.4

软件

层间位移/mm

1层

2层

3层

4层

5层

6层

7层

8层

9层

10层

SAP2000

49.5

54.2

59.2

63.4

66.9

69.4

70.7

71.7

72.2

OpenSees

50.8

56.3

61.9

66.6

70.6

73.4

74.9

76.0

76.5

76.6

误差

1.2

2.0

2.7

3.2

3.7

4.0

4.2

4.3

4.4