在减震结构设计过程中，由于减震阻尼器的力学参数和布置位置需要通过试算确定，存在多次计算弹性时程的工作场景。一般来说，有限元软件计算弹性时程时间较长，多次计算弹性时程会让设计人员的工作时间碎片化、不连贯。为了实现减隔震自动迭代设计，Y-GAMA4.0全新发布了弹性时程计算模块。
GAMA为用户设计了多个使用场景解决上述痛点，比如说在规范位移角限定下和预设附加阻尼比目标下的阻尼器自动选型、满足规范基底剪力的选波迭代计算、满足中震性能化指标的构件迭代计算设计等等。下面将详细介绍：
1.在规范位移角限定下和预设附加阻尼比下的阻尼器自动选型
设计人员在进行减震结构设计时会分别建立无控模型和有控模型，前者模型中无阻尼器，后者会根据实际布置建模阻尼器。
减震结构设计的难点在于确定有控模型中减震阻尼器的力学参数和布置位置，一般来说，这是一个需要反复试算和调整的过程。为了不影响项目的整体进度，一般会在减震设计前期为无控结构模型预设一个附加阻尼比，使得结构满足相应规范和性能化设计要求以及为其他专业提供结构初期结构布置概况。
注：图片引用结构数智化设计应用沙龙（山东站）-庄煌城
设计人员确定好附加阻尼比后，就可以根据该值有针对性地建立有控模型。在减震设计流程中，为了满足附加阻尼比的要求以及控制减震阻尼器的造价合理性，有控模型的减震阻尼器建模计算是一个反复试算调整的过程，并且中间需要用到弹性时程分析，单次计算较长。
Y-GAMA4.0在新推出弹性时程模块后可以将这个手动迭代计算的过程自动化，在GAMA中设置好减震阻尼器的参数化布置修改策略，软件会自动迭代计算减震结构在弹性时程计算之后的附加阻尼比，之后借助GAMA算法经济合理地挑选出满足用户附加阻尼比要求以及规范限定位移角要求的阻尼器布置方案。
以下图为例，利用GAMA对结构在3%附加阻尼比目标下进行阻尼器方案经济型选型，即要满足附加阻尼比3%要求、规范位移角1/250要求、楼层加速度0.45g要求，也要阻尼器造价最低，也就是阻尼器的刚度和最小(除了阻尼器本身的造价，阻尼器刚度越大，给减震子结构的附加力也越大，主结构成本也会越大)。项目前期计算资料见附录：
GAMA整体卡片如下所示：
首先，GAMA通过卡片完成了对模型中已有的墙式摩擦型阻尼器的参数化获取并且修改。减震结构的参数为阻尼器屈服力和刚度的比例系数，从30%的折减到2倍的增加，步长为10%。
然后，GAMA获得当前盈建科模型的弹性时程计算参数和地震波信息调用盈建科进行计算。里面地震波已经提前经过试算满足规范基底剪力的要求。
接下来，GAMA得到全部阻尼器的屈服力刚度和作为优化器的目标，提取了附加阻尼比、时程位移角、楼层水平加速度作为优化器的约束。
最后，GAMA优化器OnlineLeaning算法计算50次弹性时程结果如下：当X方向阻尼器屈服力和刚度折减系数为0.3，Y方向阻尼器保持原样的时候，阻尼器屈服力和(1920kN)较低，是初始值(3600KN)的53%，X方向和Y方向的附加阻尼比接近3%，时程位移角1/267，楼层水平最大合水平加速度0.41。
总结：
在GAMA算法的帮助下，找到了满足约束的较优目标参数组合，也就是在附加阻尼比3%要求下比较合理经济的阻尼器布置方案。阻尼器的反应谱反算见附录。
PS：
上述GAMA优化操作是单目标优化，结构的附加阻尼比作为了约束。也可以把结构的附加阻尼比作为目标，进行GAMA算法的双目标优化。如下所示：新增算法目标，把结构的附加阻尼比接近于3%作为目标。
2. 满足规范基底剪力的选波迭代计算
《抗规》5.1.2-3指出：弹性时程分析时，单波计算基底剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多波计算基底剪力平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。
通过各类软件的快速地震波筛选可以得到多组满足预定要求的地震波组，但此时依旧无法判定地震波组满足规范要求，需要计算完弹性时程后得到基底剪力比值后才可判定。若计算完弹性时程发现基底剪力不满足，则需要重新换波计算。
Y-GAMA4.0为用户提供了一种批量化计算地震波的方法，GAMA在迭代运算中可以不修改模型构件，只是替换不同的地震波组。
然后，利用GAMA的结构指标卡片和一系列数据操作卡片可以得到0.0度和90.0度各地震波基底剪力比值。
进而，可以利用GAMA中的优化问题定义设置参数、约束和目标，借助穷举器即可自动迭代计算出所有地震波筛选组合的结果，最后挑选出满足规范要求的地震波。
最后，卡片整体和穷举器计算结果如下所示：
3. 满足中震性能化指标的构件迭代计算设计
在阻尼器参数确定后，根据《导则》和各地的消能减震规范定义了结构在设防地震下的性能指标，这时仅需要反应谱计算，但这也是一个反复修改构件计算的过程。
Y-GAMA提供一种满足中震性能化指标的构件迭代计算设计思路。Y-GAMA可以拿到结构在中震的构件指标，即可借助GAMA的参数化建模修改能力和算法自动迭代计算挑选出合适的构件。
可能有用户提出问题，在这个阶段能不能结构构件和阻尼器参数一起改？这似乎会涉及到一个很复杂的流程：
反应谱(减震采用输入的等效属性)
弹性时程
反应谱(采用弹性时程计算的等效阻尼和等效刚度)
改模型或者阻尼参数
反应谱(减震采用输入的等效属性)
弹性时程
反应谱(采用弹性时程计算的等效阻尼和等效刚度)
再改模型或者阻尼参数……，
欢迎用户和我们一起讨论实际可能的使用场景。
4.结语
GAMA4.0在盈建科7.0中全新推出了弹性时程计算的相关卡片模块，辅助设计师使用盈建科软件进行减隔震自动迭代设计。后续GAMA将继续同一线工程师沟通减隔震自动迭代设计计算需求，完善软件功能和使用场景。
5.写在后面
由于经验有限，本文案例的设计思路有不合理的地方，请在评论区指正。
计算附录：
下图为学校结构，3层，高13.6米，设计地震设防烈度8度第2组，设计基本地震加速度为0.20g，场地类别为Ⅱ类，特征周期0.4s。重点设防，乙类建筑。
