阻尼就是使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用。阻尼比在土木工程领域是结构动力学的一个重要概念,指阻尼系数与临界阻尼系数之比,表达结构体标准化的阻尼大小。阻尼比是无单位量纲,表示了结构在受激振后振动的衰减形式。可分为等于1、等于0、大于1、0~1之间4种,阻尼比=0即不考虑阻尼系统,结构常见的阻尼比都在0~1之间。
对混合结构的等效阻尼比,目前还没有统一的取值方法,一方面是因为混合结构由不同材料组成,其各部分的阻尼机理和振动特性不同,导致混合结构阻尼机理更为复杂;另一方面目前常用的复阻尼理论中,由于复刚度矩阵的存在最后往往得出复数,计算复杂。
本文对规范中阻尼比取值要求进行了梳理。实际工程设计时可按相应的条文要求取值。
《抗规》5.1.5、《高规》4.3.8 除有专门规定外,混凝土结构的阻尼比应取0.05。
《抗规》8.2.2
钢结构抗震计算的阻尼比宜符合下列规定:
1多遇地震下的计算,高度不大于50m时可取0.04;高度大于50m且小于200m时,可取0.03;高度不小于200m时,宜取0.02。
2当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩50%时,其阻尼比可比本条1款相应增加0.005。
3在罕遇地震下的弹塑性分析,阻尼比可取0.05。
《抗规》附录H.2.6
多层钢结构厂房的在多遇地震下,结构阻尼比可采用0.03~0.04;在罕遇地震下,阻尼比可采用0.05。
《抗规》10.2.8
屋盖钢结构和下部支承结构协同分析时,阻尼比应符合下列规定:
1当下部支承结构为钢结构或屋盖直接支承在地面时,阻尼比可取0.02。
2当下部支承结构为混凝土结构时,阻尼比可取0.025~0.035。
阻尼比按《抗规》12.2.4-2式和12.3.4-1式估算。
《抗规》附录C.0.6
预应力混凝土结构自身的阻尼比可采用0.03,并可按钢筋混凝土结构部分和预应力混凝土结构部分在整个结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比。
《砼规》11.8.3
预应力混凝土框架结构的阻尼比宜取0.03;在框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构及板柱-剪力墙结构中,当仅采用预应力混凝土梁或板时,阻尼比应取0.05。
《抗规》附录G.1.4
阻尼比不应大于0.045,也可按混凝土框架部分和钢支撑部分在结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比。
《高规》11.3.5
混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为0.04。风荷载作用下楼层位移验算和构件设计时,阻尼比可取为0.02~0.04。
《抗规》附录G.2.4
钢框架-钢筋混凝土核心筒结构阻尼比不应大于0.045,也可按钢筋混凝土筒体部分和钢框架部分在结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比。
《高规》3.7.6
风振舒适度计算时,混凝土结构阻尼比宜取0.02,混合结构宜取0.01~0.02。
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对拟静力试验的一些调研与思考拟静力试验是评估结构构件抗震性能的最常用试验方法,搞结构抗震研究的,应该没有一个对它陌生的。拟静力试验的试验流程简单,对试验控制的要求也不高,新手经简单培训就能上岗。以柱子的拟静力试验为例(见下图),首先对试验柱施加轴压力 N ,然后施加往复水平力 F ,在施加 F 的过程中,维持 N 不变或控制 N 按一定规则变化,以模拟柱子在地震作用下的受力过程。通过拟静力试验,我们可以直观地了解到所研究构件在经历地震时的破坏过程,另外还可以得到如图2所示的滞回曲线,用于评估构件的抗震性能。
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