本文应用YJK与ETABS两款软件进行五层传统建筑钢筋混凝土纯框架的设计与数值模拟分析。该框架为乙类建筑，设计依据包括抗震设防烈度为8度（0.2 g），场地特征周期为0.4 s，场地类别为Ⅱ类，以及地面粗糙类别为B类。具体设计结构参数如表1所示。

表1 钢筋混凝土纯框架结构参数设计Table 1 Design parameters of pure frame structure of reinforced concrete

使用YJK软件对钢筋混凝土纯框架结构进行建模。YJK软件具有强大的建模和分析能力，为结构设计提供了便捷的工具^[10-11]。将YJK模型导入到ETABS中，以验证模型的准确性。ETABS作为一款国际知名的结构分析软件，其精确性和可靠性得到了广泛认可。在ETABS中，通过对比YJK模型的各项参数和结果，确保模型的准确性和一致性。通过图1表示该钢筋混凝土纯框架平面图，并通过图2表示这一框架模型图。

本文针对上述传统建筑五层钢筋混凝土纯框架进行了减震设计，应用粘滞流体阻尼器作为主要的减震装置。在钢筋混凝土纯框架的基础上，沿结构的X向和Y向分别设置粘滞阻尼器。每层每个方向应用了3组粘滞阻尼器，以确保减震效果的均匀性和对称性。这些阻尼器被均匀且对称地布置在结构的1~4层适当位置，总共应用了24个阻尼器，其中X向和Y向各布置了12个。具体的平面布置方案如图3所示。

图1 钢筋混凝土纯框架梁柱配筋平面图Fig.1 Reinforced concrete pure frame beam and column reinforcement plan

图2 钢筋混凝土纯框架结构布置立面图Fig.2 The layout of the pure frame structure of reinforced concrete

图3 含阻尼器减震框架梁柱配筋平面图Fig.3 Reinforcement plan of frame beam and column with damper

为了研究阻尼器控制参数对减震效果的影响，在相同的平面布置条件下，应用三种不同阻尼器参数进行对比分析，具体设计方案如表2所示。

表2 减震框架阻尼参数设计Table 2 Design of damping parameters of shock absorption frame

黏滞阻尼器主要通过墙式连接或柱式连接等方式与建筑结构相连^[12]。这些连接方式能够使阻尼器有效地吸收和耗散地震能量，从而提高结构的抗震性能。为了准确模拟黏滞阻尼器在结构中的行为，本文在ETABS中应用特定的建模方法。使用悬臂墙来模拟黏滞阻尼器的墙体子结构。这种方法能够捕捉到墙体在地震作用下的动态响应，包括变形和耗能特性。对于黏滞阻尼器本身，本文使用ETABS中的Damper-Exponential单元进行模拟。该单元能够基于阻尼器的速度指数和阻尼系数等参数，准确反映其非线性耗能特性。在ETABS模型中，通过设置U2和U3方向的参数来模拟X向和Y向的黏滞阻尼器。这些参数包括阻尼器的速度指数α和阻尼系数C，两者决定了阻尼器在不同速度下的耗能能力。U2方向用于模拟X向阻尼器，通过设置相应的速度指数α和阻尼系数C，可以反映阻尼器在X向地震作用下的耗能特性。U3方向用于模拟Y向阻尼器，同样通过设置相应的速度指数α和阻尼系数C，来反映阻尼器在Y向地震作用下的耗能特性。

在确定了阻尼器的布置方案和参数设置后，使用ETABS软件建立了减震模型。该模型能够模拟地震作用下结构的动力响应，并评估粘滞流体阻尼器的减震效果，具体的减震模型如图4所示。

图4 减震框架结构布置立面图Fig.4 The layout of the energy-dissipating frame structure

分析钢筋混凝土纯框架与三种减震框架每一楼层在三种地震波形下X方向上的位移变化，分析结果如图7所示。

图7 X方向上的位移变化分析Fig.7 Analysis of displacement variation in the X direction

通过图7可知，在所有地震波形下，各类建筑结构的X方向位移均随时间呈现一定的波动变化。位移量的大小和变化趋势受到地震波形的强烈影响。钢筋混凝土纯框架结构在三种地震波形下的位移变化最为明显，表明其抗震性能相对较弱。三种减震框架（方案一、方案二、方案三）在不同地震波形下的位移变化相对较小，显示出较好的抗震性能。KJM波形下，各类建筑结构的位移变化较为平稳，相较于其他地震波形，每种框架的位移变化相对较小。EUR波形下，每种框架的位移变化要大于KJM波形。而在人工波形下，每种波形位移变化较为剧烈，在人工波形下，钢筋混凝土纯框架结构第五层位移达到23 mm左右，三种减震框架的位移相对较小，同时，方案三减震框架在该波形下的第五层位移仅为15 mm左右。在三种减震方案中，方案三在X方向上的位移最小。

分析四种框架结构在不同地震波形下Y方向上的位移变化，分析结果如表3所示。

表3 Y方向上的位移分析Table 3 Displacement analysis in the Y direction

通过表3可知，在所有地震波形和楼层高度下，钢架混凝土纯框架的位移变化量均为最大。以KJM波形为例，五层纯框架的位移变化量达到了19.2 mm，远高于其他三种减震框架。相比之下，三种减震框架的位移变化量均较小。以方案3减震框架为例，在相同的地震波形和楼层高度下，其位移变化量仅为纯框架的约60%（KJM波形五层时为11.4 mm）。

随着楼层高度的增加，四种框架结构的位移变化量均呈现逐渐增大的趋势。然而，即使在高层结构中，减震框架仍然表现出优于纯框架的抗震性能。以人工波形五层为例，方案3减震框架的位移变化量仅为纯框架的约64%。在不同的地震波形下，四种框架结构的位移变化量有所不同。但总体来看，三种减震框架在不同波形下的减震效果均优于纯框架。特别是方案3减震框架，在不同波形下均表现出稳定的减震性能。