隔震结构优化设计研究进展

钟芬芳

[摘要]本文归纳了优化设计在隔震结构中的关键问题，讨论了优化设计在隔震结构中和非隔震结构两种类型下的应用影响因素、过程机理，在此基础上，对隔震结构在优化设计背景下的研究提出了展望。

[关键词]隔震结构；优化设计；分灾设计；地震

目前关于隔震结构体系优化设计的研究还相当匮乏，Kelly和Inaudi对线性隔震结构的最优阻尼参数进行了研究分析。Sinha和LiTM分别建立了橡胶支座调谐吸振器、滑移摩擦隔震结构吸振器在地震激励下的微分方程式。Park和Otsuka完成了隔震支座最优屈服系数OYR的拟合公式。虽然隔震结构在预防地震灾害方面有着相当的影响，然而，目前对隔震结构的优化处理仍然处于基础研究的水平，工程实际中的应用也相对匮乏，因此，研究出能应用于工程实际的优化理论十分必要。

1隔震结构与优化设计

经过大量理论及工程实例的研究，基础隔震技术在结构抗震方面是行之有效的。虽然隔震结构对抗震减灾方面发挥着重大的作用，但是由于其前期的投入比一般的抗震结构投入高，隔震结构在生活中的应用没有达到普遍使用的程度。为了促进隔震结构在现实生活中的大量应用，降低隔震结构的费用，优化隔震结构的参数，成为了目前需要解决的首要问题。

优化设计是在满足设计要求的各项约束条件的前提下使目标函数获得最优的最好方案。包括结构的功能优化设计、选型的优化设计、设防水平决策的优化设计和最优设计水平条件下的最小造价方案设计四个层次的内容。

从对结构的影响程度而言，结构的功能优化和结构的选型优化虽然都相当重要，但目前还没有行之有效的方法，只停留在经验阶段，仍然需要大量长期的研究。

李忠献提出得空间复模态时程分析法，对耗能器的参数及其分布进行了优化分析。周云对粘弹性耗能器的设置分布进行优化控制研究，提出5种不同的优化設计方法。徐赵东将结构层问位移作为控制函数进行优化设计。吴泽厚、周福霖运用了复形法对耗能支撑框架结构进行相关的参数优化。唐家祥、黄铭枫采用遗传算法对粘弹性耗能器的分布位置进行优化。李正良对耗能减震结构耗能器布置提出了一种分段优化方法。

结构优化理论在抗震设计中的研究日益深入，程耿东倡导将其应用于实际设计，隔震结构的优化设计有益于工程师把握设计原则，提高设计质量，利用有限资源，以避免出现“顾此失彼”的优化设计。李建中、袁万城等认为在连续梁桥减、隔震优化设计中采用优化方法设计减、隔震支座是可行的，优化设计的减震支座减震效果明显。基震设计是符合“投资-效益”准则的。

2结语

本文论述了隔震结构的原理和特性，以及优化设计在隔震结构中的应用，指出了优化设计在“投资一效益”中的重要作用，以及在隔震结构设计时所应遵循的设计水平准则，为实际工程结构体系在抗震方面的研究提供了理论依据和条件基础。