CN104405054B - 一种设置黏滞消能器的结构设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种设置黏滞消能器的结构设计方法，预估需求的附加阻尼比，通过主要计算指标确定附加阻尼比：按一定的原则确定消能器的布置位置，并确定消能器的数量；根据计算得到的消能器在地震作用下所应消耗的平均能量，选定消能器的型号；若消能减震单元的非线性时程分析方法的主要计算结果和设置附加阻尼比的弹性时程分析方法的主要计算结果之间的差异不超过10%，则附加阻尼比取值合理；采用非线性动力时程分析方法分析消能减震结构在大震作用下的性能；通过阻尼比和性能验证后，采用常规设计软件采用简化的线性方法进行消能减震结构设计。该设计方法无需进行迭代计算，避免了计算附加阻尼比的多次迭代问题，也保证了简化线型分析方法的安全度。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，涉及一种消能减震结构设计方法，尤其涉及一种设置黏滞消能器的结构设计方法。
背景技术
传统的建筑结构抗震技术是通过加大构件截面尺寸，加多构件配筋，提高结构刚度和强度等“硬抗”的办法来抵抗地震作用，而消能减震结构则是由消能减震装置和结构构件通过“刚柔相济、抗消结合”的方法共同抵抗地震作用，可有效地减轻建筑结构自身的地震灾害。消能减震装置滞回性能好、耗能能力强，在地震中一般不会受损，可经受多次地震作用，即使在强震下受损，由于其不承受竖向荷载，可在不影响使用功能的前提下方便地予以更换，重新恢复工作能力。
消能减震结构一般是把结构中的某些非承重构件（如支撑、剪力墙、连接件等）设计成消能构件，或在结构的某些部位（层间空间、节点等）装设消能装置。当地震发生时，随着结构位移的速度的增大，消能装置率先进入工作状态，通过阻尼和非线性作用消耗地震能量，减小了结构构件所承受的地震作用，使主体结构免遭严重破坏，从而确保结构安全。消能减震技术既可以用在新建结构上，也可用在已有结构上，对需进行抗震加固的建筑结构，在满足竖向承载力要求的前提下，可采用消能减震技术来达到新的抗震设防要求。
消能减震结构由传统的主体结构和附加的消能减震装置组成，通过调整消能装置的种类、数量和布置来附加给结构不同的阻尼来达到消耗地震不同的能量，控制主体结构在不同设防目标下的工作状态，实现更加合理可控的抗震性能目标。
消能器可分为速度相关型、位移相关型和复合型三种。不同类型的消能器对消能减震结构的动力特性和动力反应会产生比较大的影响，消能器工作时表现的强非线性特性使消能减震结构的分析复杂化。对设置黏滞消能器的建筑而言，在多遇地震作用时，主体结构处于弹性状态，消能器已开始进行工作，消耗地震能量，处于较强的非线性工作状态；在罕遇地震作用时，主体结构产生较大的弹塑性变形，消能器也进入强烈的非线性工作状态。因此，消能减震结构分析需考虑主体结构和消能器在不同工作状态下的性能特征。在多遇地震作用时，采用等价线性化的振型分解反应谱法进行分析，结构的总阻尼比为主体结构阻尼比和消能器附加给主体结构的阻尼比之和，在罕遇地震作用时，采用弹塑性时程分析方法进行分析。
消能器一般布置在地震反应较大的楼层，此时，消能器的效率最高。但很难做到沿所有楼层均匀布置，这样各楼层消能器提供的阻尼力也不相同，采用强行解耦振型分解法具有一定的误差。当消能器的布置或数量发生变化时，附加阻尼比也随之发生变化，附加阻尼比需通过迭代计算确定，计算比较繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种设置黏滞消能器的结构设计方法，避免通过迭代计算附加阻尼比的繁琐，简化计算。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种设置黏滞消能器的结构设计方法，具体按以下步骤进行：
步骤1：预估需求的附加阻尼比：
采用振型分解反应谱法对未设置消能减震结构的建筑物的原工程结构进行计算分析，根据主要计算分析指标与《建筑抗震设计规范》中规定的相应指标之间的差值，预估消能减震结构需求的附加阻尼比ζd ′，再通过下式得到未设置消能减震结构的建筑物的原结构所需要的预估总阻尼比ζ′：
ζ′=ζ0+ζd ′ （1）
（1）式中：ζ0表示未设置消能减震结构的建筑物的主体结构阻尼比，混凝土结构为0.05；
步骤2：确定附加阻尼比：
依据预估总阻尼比ζ′，采用振型分解反应谱法对消能减震结构进行计算，验证消能减震结构的主要计算指标是否满足《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求；若主要计算指标均符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，则预估附加阻尼比和总阻尼比满足设计的消能减震结构的需求，则该消能减震结构的附加阻尼比ζd和总阻尼比ζ为：
ζd =ζd ′ （2）
ζ=ζ′ （3）
消能减震结构的总阻尼比ζ不大于0.3；
若主要计算指标均不符合或部分不符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，则按步骤1的方法重新预估附加阻尼比；再依据重新预估附加阻尼比，采用振型分解反应谱法对消能减震结构进行计算，验证消能减震结构的主要计算指标是否满足《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，直至所有的主要计算指标均符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求；
步骤3：消能器的布置位置遵循以下原则：在平面布置上均匀对称且对控制结构的扭转位移有利；竖向布置在地震反应大的主要楼层，同时避免产生侧向刚度和承载力突变；总体布置有利于控制结构的整体动力性能，消能结构的整体反应在各楼层较为均匀；
当确定了消能器在竖向的布置楼层和楼层平面的布置位置后，得到消能器的数量n；
所有消能器在水平地震作用下两个方向所应消耗的能量分别按下式计算：
ΣWcjx=4πWsxζd （4）
ΣWcjy=4πWsyζd （5）
式中：Wsx表示消能结构在水平地震作用下X方向的总应变能；Wsy表示消能结构在水平地震作用下Y方向的总应变能；Wsx和Wsy按照《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）中的公式12.3.4-2计算得到。
按下式计算单个消能器在地震作用下所应消耗的平均能量：
W cjX=ΣWcjx/n （6）
W cjy=ΣWcjy/n （7）
根据计算得到的消能器在地震作用下所应消耗的平均能量，选定消能器的型号；
步骤4：采用含有消能减震单元的非线性时程分析方法和设置附加阻尼比的弹性时程分析方法对消能减震结构分别进行时程分析，若消能减震单元的非线性时程分析方法的主要计算结果和设置附加阻尼比的弹性时程分析方法的主要计算结果之间的差异不超过10%，则附加阻尼比取值合理；
步骤5：采用非线性动力时程分析方法分析消能减震结构在大震作用下的性能，分析时取双向水平地震作用，峰值加速度主次方向比值为1︰0.85；
步骤6：通过阻尼比和性能验证后，用常规设计软件采用简化的线性方法进行消能减震结构设计。
本发明设置黏滞消能器的消能减震结构设计方法根据结构在预期位移下的总应变能、确定的附加阻尼比及消能器布置原则，先布置消能器，确定消能器的数量，再确定消能器型号，无需进行迭代计算。避免了计算附加阻尼比的多次迭代问题，也保证了简化线型分析方法的安全度，该方法实用性强、操作简便，便于使用。
附图说明
图1是本发明设计方法的流程图。
图2是黏滞消能器的力与速度关系曲线图。
图3是本发明实施例提供的建筑物的标准层结构平面图。
图4是本发明实施例中X方向时程分析与8%阻尼比反应谱分析楼层位移对比图。
图5是本发明实施例中Y方向时程分析与8%阻尼比反应谱分析楼层位移对比图。
图6是本发明实施例中X方向时程分析与8%阻尼比反应谱分析楼层剪力对比图。
图7是本发明实施例中Y方向时程分析与8%阻尼比反应谱分析楼层剪力对比图。
图8是本发明实施例中X方向时程分析与8%阻尼比反应谱分析楼层层间位移角对比图。
图9是本发明实施例中Y方向时程分析与8%阻尼比反应谱分析楼层层间位移角对比图。
图10是本发明实施例中的大厦设置消能器前后，结构在地震作用下X向的楼层剪力减震效果对比图。
图11是本发明实施例中的大厦设置消能器前后，结构在地震作用下Y向的楼层剪力减震效果对比图。
图12是本发明实施例中的大厦设置消能器前后，结构在地震作用下X向的楼层层间位移角减震效果对比图。
图13是本发明实施例中的大厦设置消能器前后，结构在地震作用下Y向的楼层层间位移角减震效果对比图。
图14是本发明实施例中的大厦在大震作用下，X向的楼层层间位移角图。
图15是本发明实施例中的大厦在大震作用下，Y向的楼层层间位移角图。
图16是本发明实施例大厦中第20层设置的某阻尼器的滞回曲线图。
图17是本发明实施例大厦中第15层框架梁柱塑性铰开展状况图
图2中：c为阻尼系数，cexp为阻尼指数，是在消能器的变形速度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种流程图如图1所示的设置消能减震结构的设计方法，具体按以下步骤进行：
步骤1：预估需求的附加阻尼比：
采用振型分解反应谱法对未设置消能减震结构的建筑物的原工程结构进行计算分析，根据主要计算分析指标（例如最大层间位移角、基底剪力等）与国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）中规定的相应指标之间的差值大小，以及工程经验预估消能减震结构需求的附加阻尼比ζd ′，再通过下式得到未设置消能减震结构的建筑物的原结构所需要的预估总阻尼比ζ′：
ζ′=ζ0+ζd ′ （1）
（1）式中：ζ0表示未设置消能减震结构的建筑物的主体结构阻尼比，混凝土结构为0.05；
工程结构包括框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框支剪力墙结构、框架-核心筒结构或者筒中筒结构。
步骤2：确定附加阻尼比：
依据预估总阻尼比ζ′，采用振型分解反应谱法对消能减震结构进行计算（用总阻尼比计算，即用附加阻尼比来代替消能减震装置的作用），验证消能减震结构的主要计算指标是否满足《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）中相应指标及具体项目的性能要求，该主要计算指标为：自振周期、周期比、剪重比、最大层间位移角、最大位移比和倾覆力矩等；
若主要计算指标均符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，即可确定预估附加阻尼比和总阻尼比满足设计的消能减震结构的需求，则该消能减震结构的附加阻尼比ζd和总阻尼比ζ为：
ζd =ζd ′ （2）
ζ=ζ′ （3）
消能减震结构的总阻尼比ζ一般不大于0.3；
若主要计算指标均不符合或部分不符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，则按步骤1的方法重新预估附加阻尼比；再依据重新预估附加阻尼比，采用振型分解反应谱法对消能减震结构进行计算，验证消能减震结构的主要计算指标是否满足《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，直至所有的主要计算指标均符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求；
步骤3：布置消能器，确定消能器的数量和型号：
消能器的布置位置遵循以下原则：在平面布置上均匀对称且对控制结构的扭转位移有利（即当位移比和周期比满足要求时应尽可能小）；竖向布置在地震反应大的主要楼层，并避免产生侧向刚度和承载力突变；总体布置有利于控制结构的整体动力性能，结构的整体反应在各楼层较为均匀；
消能器的布置形式有单斜撑串连布置型、人字撑串联布置型、V字撑串联布置型、梯形撑水平布置型和倒梯形撑水平布置型等。串联型布置方便，消耗的辅助材料少，但消能减震器出力方向与地震作用呈一个斜角，效率较低；水平布置型消耗的辅助材料多，但消能器出力方向与地震作用处于相同的方向，效率较高；
对矩形平面的建筑而言，考虑对称性和均匀性，在拟布置消能器的楼层，可按偶数套布置，如2、4、6、8等套，一般可取2套或4套；在楼层选择上，可取地震作用下水平位移较大的楼层，一般可选位于建筑地面高度1/4~3/4的楼层。当确定了消能器在竖向的布置楼层和楼层平面的布置位置后，得到消能器的数量n；
所有消能器在水平地震作用下两个方向所应消耗的能量分别按下式计算：
ΣWcjx=4πWsxζd （4）
ΣWcjy=4πWsyζd （5）
式中：Wsx表示消能结构在水平地震作用下X方向的总应变能；Wsy表示消能结构在水平地震作用下Y方向的总应变能；Wsx和Wsy按照《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）中的公式12.3.4-2计算得到。
按下式计算单个消能器在地震作用下所应消耗的平均能量：
W cjX=ΣWcjx/n （6）
W cjy=ΣWcjy/n （7）
根据计算得到的消能器在地震作用下所应消耗的平均能量，选定消能器的型号；
步骤4：验证附加阻尼比：
采用含有消能减震单元的非线性时程分析方法和设置附加阻尼比的弹性时程分析方法对消能减震结构分别进行时程分析，将两种时程分析结果进行对比：若消能减震单元的非线性时程分析方法的主要计算结果和设置附加阻尼比的弹性时程分析方法的主要计算结果接近（即两种计算结果之间的差异不超过10%），则附加阻尼比取值合理；
由于黏滞消能器在小震作用下就已进入非线性工作状态，应采用滞回曲线模拟，一般可采用Maxwell模型，黏滞消能器的力与速度关系曲线图，见图2。Maxwell模型中阻尼单元和弹簧单元串联，对于一般的工程结构，在地震作用下，其振动主要为低频振动，这样，黏滞消能器的刚度可以忽略，可以认为只对结构提供附加阻尼。将两种时程分析结果进行对比，当两者主要计算结果接近时，可认为附加阻尼比取值合理。
同时，把时程分析结果与步骤2振型分解反应谱法结果进行对比，若两者沿竖向具有相似的分布结果，则说明采用振型分解反应谱法进行等价线性化分析是可信的，当振型分解反应谱法的计算结构偏于安全时，可认定按振型分解反应谱法进行设计，结构具有一定的安全度；
步骤5：验证消能减震结构在大震作用下的性能：
采用非线性动力时程分析方法分析消能减震结构在大震作用下的性能，分析时取双向水平地震作用，峰值加速度主次方向比值为1︰0.85；
消能减震结构比常规结构具有更好的性能，因此，对消能减震结构应进行大震作用下的弹塑性分析，对其性能进行验证。由于黏滞消能器为速度相关性消能器，故采用非线性动力时程分析方法进行分析。分析时取双向水平地震作用，峰值加速度主次方向比值为1︰0.85，根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）规定，消能减震结构的层间弹塑性位移角限值，宜比非消能减震结构适当减小。分析模型中黏滞消能器采用基于Maxwell模型的Damper单元模型。
通过大震弹塑性分析，一方面检验消能减震结构的工作性能，验证消能器有效减少主体结构的地震作用，减轻地震损伤，使结构整体达到较高的抗震性能；另一方面检验消能器在大震下的工作能力，以保证消能器不会因破坏而丧失功能，持续发挥其消能减震作用。消能器的所能承受的极限位移应大于设计位移的1.2倍，消能器所能承受的极限速度应大于设计速度的1.2倍；
步骤6：结构设计：
通过阻尼比和性能验证之后，采用常规设计软件采用简化的线性方法进行消能减震结构设计，如利用确定的附加阻尼比，采用振型分解反应谱法进行设计。
本发明涉及一种建筑工程领域的消能减震结构设计方法，针对的设计对象为设置黏滞消能器的建筑结构，包括如下设计步骤：（1）预估消能减震结构需求的附加阻尼比；（2）对消能减震结构进行验算，确定附加阻尼比；（3）估算消能器的数量，布置消能器；（4）验证附加阻尼比；（5）对消能减震结构进行大震弹塑性分析，验证其“消能”和“抗震”两方面的性能；（6）消能减震结构设计。本发明采用先计算需求的附加阻尼比，进而根据布置要求得出消能器数量，然后用时程分析法来进行附加阻尼比的验证，最后用振型分解反应谱法来进行结构设计，避免了计算附加阻尼比的多次迭代问题，也保证了简化线型分析方法的安全度。
实施例
⑴工程概况
“欧洲阳光城二期天星科技大厦”位于兰州市城关区，由主楼和裙楼两部分组成，主楼和裙楼地下连为一体，地上设防震缝分开。主楼地下2层，地上46层，房屋高度为179.30m。基础采用平板式变厚度筏板，上部结构采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度0.2g，设计地震分组为第三组，该大厦的标准层结构平面图，如图3所示。
⑵预估消能减震结构需求的总阻尼比
采用振型分解反应谱法对未减震结构的计算分析表明，结构Y向最大层间位移角为1/646，而依据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（以下简称“抗规”），高度为179.30m的建筑层间位移角限值为1/678，预估消能减震结构需求的附加阻尼比为0.03，则预估总阻尼比为0.08。
⑶对消能减震结构进行验算，确认需求的附加阻尼比
采用振型分解反应谱法对消能减震结构进行计算分析，此时，结构的总阻尼比取0.08，计算得到的主要结果满足《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）要求，故确定结构的附加阻尼比取为0.03，总阻尼比取为0.08。
⑷计算消能器的预期耗能，布置消能器
按照“抗规”中的公式（12.3.4-2），计算消能减震结构在X向和Y向水平地震作用下的总应变能（第一振型），见表1。
计算得到结构在预期位移下两个方向的总应变能Wsx=1090.58 kN·m，Wsy=1453.08kN·m。
计算所有消能器在水平地震作用下两个方向往复循环一周所应消耗的总能量：ΣWcjx=4πWsxζa=410.9kN·m
ΣWcjy=4πWsyζa=547.5kN·m
考虑对称布置和受力均匀的需要，在布置消能器的楼层，每个方向布置4套，在大厦的14～39层设置X向消能器，数量合计为104套；在大厦的15～36层设置Y向消能器，数量合计为88套。选用的黏滞消能器参数为：阻尼指数0.2，阻尼系数2000kN·m/s，最大行程±30mm，最大阻尼力1050kN。
消能器布置于大厦的大部分楼层内，以楼层平均层间位移计算，单个消能器在两个方向往复循环一周平均所消耗的能量Wcjx约为4.1 kN·m、Wcjy约为6.8kN·m ，然后计算理论上所需的消能器的数量：
nx=ΣWcjx/Wcjx≈101
ny=ΣWcjy/Wcjy≈81
从以上计算可知，该大厦中实际布置的消能器数量略多于理论上所需的消能器的数量，说明该大厦中消能器的布置方式基本合理。
⑸验证附加阻尼比
对消能减震结构进行小震作用下的时程分析，时程分析共选用3条地震波，包括2条天然波和1条人工波。采用两种时程分析方法进行对比，非线性时程分析法和弹性时程分析法，非线性时程分析减震模型黏滞消能器采用damper单元模拟，弹性时程分析时用3%附加阻尼比来代替消能器的作用效应，该弹性时程分析结果与8%阻尼比反应谱分析结果进行对比，大厦各楼层在X向和Y向的楼层位移对比图，分别见图4和图5（时程分析结果为3条地震波的包络值）；大厦各楼层在X向和Y向的层剪力对比图，分别如图6和图7所示；大厦各楼层在X向和Y向的各层间位移角对比图，见图8和图9。从图4～图9中可以看出：减震模型时程分析结果和8%阻尼比时程分析法结果基本一致，证明附加阻尼比取3%是合理的。
⑹减震效果分析
图10～图13所示为设置消能器前后，消能减震结构在小震作用下的层间剪力和层间位移角减震对比效果图，从图中可以看出，布置了消能器后，大厦X向、Y向的底层剪力分别减小了约25%、28%，最大层间位移角分别减小了约14%、13%，减震效果还是很明显的。
⑺大震弹塑性分析
采用小震时程分析中反应较大的三条地震波进行大震作用下的非线性时程分析，取双向水平作用，峰值加速度主次方向分别取400gal和340gal，根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）的规定，消能减震结构的层间弹塑性位移角限值，宜比非消能减震结构适当减小，故本工程在大震作用下的水平位移角限值取为1/120。
结构弹塑性分析模型中混凝土剪力墙采用基于复合材料力学原理的分层壳单元，根据剪力墙的实际尺寸和实配钢筋，设置不同厚度的混凝土壳层和钢筋层，各层直接使用混凝土、钢筋的本构行为模拟墙单元的非线性行为。梁柱单元采用集中塑性铰（FEMA铰）模型，其中梁采用M3铰，柱采用耦合的PMM铰，阻尼器采用基于Maxwell粘弹性模型的Damper单元模型。 在X向和Y向的层间位移角，如图14和图15所示，图14显示，大厦X向最大层间位移角为1/205，满足规范要求(不大于1/100)；图15显示，大厦Y向最大层间位移角为1/175 ，满足《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）不大于1/100的要求。图14和图15中的英文为3条地震波的名称， R1为人工波，Kobe波和El centrol波为实际的地震加速度记录。
塑性铰的发展及构件损伤情况如下：大多数连梁及框架梁出现塑性铰，个别连梁塑性铰发展较深，框架柱大多数未出现塑性铰，仅部分框架柱出现塑性，剪力墙混凝土局部混凝土产生了拉裂，但相关范围内的钢筋未产生屈服。图16为第20层某阻尼器的滞回曲线图，图中显示，滞回环形状非常饱满，显示其具有非常大的延性和耗能能力，同时，阻尼器受力稳定，最大阻尼力约为980kN，小于该型号阻尼器的最大出力值，阻尼器不会发生破坏。选取该大厦中部层间位移角最大的15层，该层中与阻尼器相连的框架梁柱塑性铰开展状况，见图17。从图中可见，框架柱均未见损伤，处于弹性状态，部分框架梁出现了塑性铰，但均处于IO阶段，损伤微小，大部分框架梁未产生塑性铰，可保证阻尼器正常工作。
⑻结构设计
利用确定的附加阻尼比，采用振型分解反应谱法设计消能减震结构。
对比例
采用现有设计方法为实施例中的“欧洲阳光城二期天星科技大厦”设计消能减震结构，具体设计步骤为：首先按公式（6）计算附加阻尼比；
ζd=ΣWcj/（4πWs） （6）
式中，Wcj—j消能器在预期位移下往复循环1周消耗的能量；Ws—消能结构在预期位移下的总应变能。
由于Wcj和Ws均与预期位移有关，而预期位移不能事先确定，在计算时预期位移需要假定，通过假定位移计算得到附加阻尼比，而附加阻尼比的大小又影响了预期位移的大小，故需进行多次迭代方能取得满意的结果。而本发明设计方法首先确定需求的附加阻尼比，得到的位移是确定的，避免了迭代计算。
在消能器预期位移计算中，各层消能器的变形通常由所在楼层层间位移扣除一定比例的变形损耗估算得出，在楼层位移中存在由于结构整体转动而产生的无害位移，而无害位移不能引起消能器的变形，所以，通过层间位移计算消能器的位移存在一定的误差，而不同的结构，无害位移大小不同，事先估计误差不够准确。本发明方法通过非线性时程分析方法验证附加阻尼比，可直接采用消能器的实际位移进行计算，消除了误差。该设计方法既可用于新建建筑结构，也可用于既有建筑的抗震加固和改造。
Claims (6)
1.一种设置黏滞消能器的结构设计方法，其特征在于，该设计方法具体按以下步骤进行：
步骤1：预估需求的附加阻尼比：
采用振型分解反应谱法对未设置消能减震结构的建筑物的原工程结构进行计算分析，根据主要计算分析指标与《建筑抗震设计规范》中规定的相应指标之间的差值，预估消能减震结构需求的附加阻尼比ζd ′，再通过下式得到未设置消能减震结构的建筑物的原结构所需要的预估总阻尼比ζ′：
ζ′=ζ0+ζd ′ （1）
（1）式中：ζ0表示未设置消能减震结构的建筑物的主体结构阻尼比，混凝土结构为0.05；
步骤2：确定附加阻尼比：
依据预估总阻尼比ζ′，采用振型分解反应谱法对消能减震结构进行计算，验证消能减震结构的主要计算指标是否满足《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求；若主要计算指标均符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，则预估附加阻尼比和总阻尼比满足设计的消能减震结构的需求，则该消能减震结构的附加阻尼比ζd和总阻尼比ζ为：
ζd =ζd ′ （2）
ζ=ζ′ （3）
消能减震结构的总阻尼比ζ不大于0.3；
若主要计算指标均不符合或部分不符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，则按步骤1的方法重新预估附加阻尼比；再依据重新预估附加阻尼比，采用振型分解反应谱法对消能减震结构进行计算，验证消能减震结构的主要计算指标是否满足《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求，直至所有的主要计算指标均符合《建筑抗震设计规范》中相应指标及具体项目的性能要求；
步骤3：消能器的布置位置遵循以下原则：在平面布置上均匀对称且对控制结构的扭转位移有利；竖向布置在地震反应大的主要楼层，同时避免产生侧向刚度和承载力突变；总体布置有利于控制结构的整体动力性能，消能结构的整体反应在各楼层较为均匀；
当确定了消能器在竖向的布置楼层和楼层平面的布置位置后，得到消能器的数量n；
所有消能器在水平地震作用下两个方向所应消耗的能量分别按下式计算：
ΣWcjx=4πWsxζd （4）
ΣWcjy=4πWsyζd （5）
式中：Wsx表示消能结构在水平地震作用下X方向的总应变能；Wsy表示消能结构在水平地震作用下Y方向的总应变能；Wsx和Wsy按照《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）中的公式12.3.4-2计算得到，
按下式计算单个消能器在地震作用下所应消耗的平均能量：
W cjX=ΣWcjx/n （6）
W cjy=ΣWcjy/n （7）
根据计算得到的消能器在地震作用下所应消耗的平均能量，选定消能器的型号；
步骤4：采用含有消能减震单元的非线性时程分析方法和设置附加阻尼比的弹性时程分析方法对消能减震结构分别进行时程分析，若消能减震单元的非线性时程分析方法的主要计算结果和设置附加阻尼比的弹性时程分析方法的主要计算结果之间的差异不超过10%，则附加阻尼比取值合理；
步骤5：采用非线性动力时程分析方法分析消能减震结构在大震作用下的性能，分析时取双向水平地震作用，峰值加速度主次方向比值为1︰0.85；
步骤6：通过阻尼比和性能验证后，采用常规设计软件采用简化的线性方法进行消能减震结构设计。
2.根据权利要求1所述的设置黏滞消能器的结构设计方法，其特征在于，所述步骤1中的主要计算分析指标为最大层间位移角和基底剪力。
3.根据权利要求1所述的设置黏滞消能器的结构设计方法，其特征在于，所述步骤2中的主要计算指标为自振周期、周期比、剪重比、最大层间位移角、最大位移比和倾覆力矩。
4.根据权利要求1所述的设置黏滞消能器的结构设计方法，其特征在于，所述步骤3中，消能器在竖向的布置楼层为位于建筑物地面高度1/4~3/4的楼层。
5.根据权利要求3所述的设置黏滞消能器的结构设计方法，其特征在于，消能器的布置楼层中每层楼层所布置的消能器数量为偶数。
6.根据权利要求1所述的设置黏滞消能器的结构设计方法，其特征在于，所述步骤4中，将两种时程分析结果进行对比的同时，把时程分析结果与步骤2振型分解反应谱法结果进行对比，若两者沿竖向具有相似的分布结果，则说明采用振型分解反应谱法进行等价线性化分析是可信的，当振型分解反应谱法的计算结构偏于安全时，可认定按振型分解反应谱法进行设计，结构具有一定的安全度。
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