结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析
风电机组混合塔架结构阻尼比的研究
风电机组混合塔架结构阻尼比的研究郝二通;李祎;胡玉龙【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2018(036)011【摘要】混合塔架作为风电机组广泛应用的一种高塔架形式,其结构模态阻尼比精度对塔架载荷和成本有着重要影响.基于以材料阻尼比作为输入求解风电机组混合塔架结构阻尼比的有限元分析方法,计算出140 m混合塔架第1阶模态阻尼比为0.96％.为验证该方法的正确性,通过测量阻尼性能差异较大的有机玻璃单件、钢板单件的材料阻尼比,以及有机玻璃与钢板组件的模态阻尼比,以测量的材料阻尼比作为输入开展了有机玻璃与钢板组件模态阻尼比的有限元分析.有限元求解与试验测试的1阶模态阻尼比结果分别为0.570％和0.589％,两者相差3.33％.结果表明,以材料阻尼比作为输入计算混合塔架模态阻尼比的有限元分析方法是正确的.【总页数】7页(P1704-1710)【作者】郝二通;李祎;胡玉龙【作者单位】北京万源工业有限公司技术部, 北京 100176;北京万源工业有限公司技术部, 北京 100176;内蒙古工业大学能源与动力工程学院, 内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TK83【相关文献】1.极端服役环境下的风电机组塔架结构参数优化研究 [J], 戴巨川;刘旋;杨书仪;文泽军;沈祥兵2.风电机组仿真塔架阻尼比的选取研究 [J], 蔡继峰;王丹丹;符鹏程;黄宇同3.大型风电机组柔性塔架结构改进研究 [J], 纪斌;薛占璞;王云海;潘克强4.多载荷耦合作用下的风电机组塔架结构\r动力学特性研究 [J], 纪斌;薛占璞;王伟5.不同结构形式对风电机组塔架轻量化设计的影响研究 [J], 宋恭杰;裘慧杰;何先照;许斌;王克峰;汤永江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钢结构阻尼比
钢结构阻尼比1. 引言钢结构是一种广泛应用于工程建设中的结构形式，其具有高强度、高刚度和轻量化等优势。
然而，在地震等外力作用下，钢结构往往容易产生较大的震动响应，威胁到结构的安全性和使用性能。
为了提高钢结构的抗震性能，阻尼技术被广泛应用于钢结构防护系统中。
本文旨在介绍钢结构阻尼比的概念、计算方法以及对结构抗震性能的影响。
2. 钢结构阻尼比的概念阻尼比是衡量结构消能能力大小的重要指标，也是描述结构震动响应的一个重要参数。
钢结构的阻尼比是指结构在震动过程中能量耗散能力与储存能力的比值。
在结构振动过程中，阻尼比越大，结构的振幅衰减越快，抗震性能越好。
3. 钢结构阻尼比的计算方法钢结构阻尼比的计算方法有多种，常用的计算方法有模态阻尼比法和能耗阻尼比法。
3.1 模态阻尼比法模态阻尼比法是一种基于结构特征振型和模态质量分配的计算方法。
其中，结构特征振型是指结构在自由振动过程中各振型的形式，模态质量分配是指结构总质量在每个振型中的分配情况。
根据不同的振型，可以计算得到不同模态下的阻尼比值，最后通过加权平均得到结构的总阻尼比。
3.2 能耗阻尼比法能耗阻尼比法是一种基于结构的能量耗散能力和储存能力的计算方法。
该方法需要考虑结构的材料性质、连接方式以及结构的耗能装置等因素。
通过对结构在振动过程中各能量通量的分析，可以计算得到结构的能耗和能量储存情况，从而得到结构的阻尼比。
4. 钢结构阻尼比对抗震性能的影响钢结构的阻尼比对其抗震性能具有重要影响。
较高的阻尼比可以降低结构的周期，增加结构的阻尼能力，从而有效减小结构的振动响应和变形，提高结构的稳定性和耐震能力。
此外，合理选择和设计阻尼装置，可以进一步提高结构的阻尼比，进一步提升抗震能力。
5. 结论钢结构的阻尼比是衡量结构抗震性能的关键指标之一。
通过合理选择计算方法和设计阻尼装置，可以提高钢结构的阻尼比，从而增强结构的抗震能力和稳定性。
未来的研究和实践应进一步深入了解钢结构阻尼比与抗震性能的关系，并优化设计方法和装置，提高钢结构的抗震能力。
钢结构阻尼比 (2)
钢结构阻尼比1. 引言在工程中，钢结构是一种常用的结构形式，具有高强度、高韧性和较好的抗震性能。
然而，由于地震等外力的作用，钢结构会产生振动，对结构和人员安全带来威胁。
为了减小结构振动，提高结构的抗震性能，阻尼是一个重要的设计指标。
本文将介绍钢结构阻尼比的概念、计算方法以及对结构性能的影响。
2. 阻尼比的概念阻尼比是描述结构振动衰减性能的参数，通常用符号ξ表示。
阻尼比的大小反映了结构的振动衰减情况，即振动能量被耗散的程度。
阻尼比越大，结构的振动衰减越快。
在地震作用下，足够大的阻尼比可以有效减小结构的振动幅值，降低结构的应力和变形，提高结构的破坏韧性，减小人员伤亡风险。
3. 钢结构阻尼比的计算方法钢结构阻尼比的计算方法有多种，常用的方法包括经验公式法、试验法和数值模拟法。
下面介绍两种常用的计算方法：3.1 经验公式法经验公式法是根据已有的工程经验，通过统计分析得出的估计值。
常用的经验公式包括Rayleigh阻尼公式和新西兰水平谱法。
3.1.1 Rayleigh阻尼公式Rayleigh阻尼公式是一种常用的经验公式，可以通过结构的固有频率计算阻尼比。
公式如下：ξ = η / (2πfn)其中，ξ为阻尼比，η为结构的经验系数，fn为结构的第n 阶固有频率。
3.1.2 新西兰水平谱法新西兰水平谱法是根据地震记录的响应谱数据，通过拟合得到的阻尼比。
该方法结合了实测数据和理论分析，比较准确。
在实际工程中，可以根据新西兰水平谱法提供的公式和图表，快速计算出钢结构的阻尼比。
3.2 数值模拟法数值模拟法是通过利用有限元软件，对钢结构进行动力响应分析，得到结构的振动特性，并计算阻尼比。
数值模拟法可以考虑更多的因素，如结构的非线性和随机荷载的作用，计算结果更精确。
但由于计算复杂度较高，通常用于大型和复杂结构的阻尼比计算。
4. 钢结构阻尼比对结构性能的影响钢结构阻尼比的大小对结构性能有着直接影响。
较大的阻尼比可以减小结构的振动幅值，减小结构的激振荷载，降低结构的应力和变形，提高结构的抗震性能。
风荷载计算阻尼比
风荷载计算阻尼比
风荷载计算中的阻尼比通常表示为ξ（ksi），它是结构系统的
阻尼与临界阻尼（即无阻尼系统的阻尼）之比。
阻尼比的取值范围通常为0到1之间。
通常情况下，阻尼比的大小会对结构的应力响应、位移响应和稳定性等方面产生影响。
当阻尼比为0时，结构处于无阻尼状态，这意味着没有任何阻尼力可以减缓结构的振动，其响应会保持振幅恒定，并且可能产生共振。
当阻尼比为1时，结构处于临界阻尼状态，这意味着阻尼力与反弹力之间的比例为1:1，这是结构受到最大减振作用的状态。
在实际的工程设计中，根据结构的特点和工程要求，通常会选择合适的阻尼比来平衡结构的减振效果和经济性。
常用的阻尼比范围通常为0.02到0.1之间。
需要注意的是，风荷载计算中阻尼比的取值通常是经验性的，并且不同的计算方法和规范可能会有不同的建议值。
因此，在具体的工程设计中，需要参考当地的设计规范和准则，并结合结构的特点和工程要求来确定适当的阻尼比值。
钢结构风荷载计算阻尼比
钢结构风荷载计算阻尼比阻尼比是指结构在振动过程中能量损失的比例，它与结构的阻尼特性密切相关。
在钢结构风荷载计算中，阻尼比的确定对于结构的稳定性和安全性具有重要意义。
阻尼比的大小直接影响结构的振动响应。
当结构受到风荷载作用时，会发生振动现象。
较小的阻尼比会导致结构振动的持续时间较长，振幅较大，从而增加了结构的破坏风险。
而较大的阻尼比则能够有效地减小结构振动的幅值和持续时间，提高结构的稳定性。
阻尼比的选择也与结构的自振频率相关。
自振频率是结构固有的振动频率，与结构的刚度和质量密切相关。
当阻尼比小于临界阻尼比时，结构的自振频率将接近无阻尼自振频率。
而当阻尼比等于临界阻尼比时，结构的自振频率将等于临界频率。
在实际工程中，通常会选择适当的阻尼比，使结构的自振频率与风荷载的频率相差较大，从而减小共振风险。
阻尼比的确定还需考虑结构的材料特性和使用环境等因素。
不同材料的结构在振动过程中阻尼特性各异，因此在进行风荷载计算时，需要根据实际情况选择合适的阻尼比。
同时，结构所处的环境条件也会对阻尼比的选择产生影响。
例如，建筑结构所处的地理位置、气候条件等都会影响风荷载的大小和频率，进而影响阻尼比的确定。
在实际工程中，通常采用实验测定或基于经验公式来确定阻尼比。
实验测定是通过对结构进行振动测试，获得结构的振动参数，进而计算出阻尼比。
而基于经验公式则是根据历史数据和工程经验得出的一些近似公式，用于估计阻尼比的大小。
在选择合适的阻尼比时，需要综合考虑结构的特点、使用要求和经济性等因素。
阻尼比对于钢结构风荷载计算具有重要影响。
合理选择阻尼比能够提高结构的稳定性和安全性，减小结构的振动响应。
在实际工程中，需要根据结构的特点和使用要求，选择合适的阻尼比进行风荷载计算，并结合实验测定和经验公式等方法进行验证。
只有确保阻尼比的准确确定，才能保证钢结构在风荷载作用下的安全可靠性。
钢结构风荷载计算阻尼比
钢结构风荷载计算阻尼比钢结构在建筑工程中承担着重要的作用，为了确保其安全可靠，需要进行风荷载计算。
阻尼比作为钢结构设计中的重要参数，对结构的抗风性能起着关键作用。
本文将从阻尼比的定义、计算方法、影响因素等方面进行探讨，以期更好地理解钢结构风荷载计算中的阻尼比。
我们来了解一下阻尼比的定义。
阻尼比是指结构在振动过程中能量损耗的比例，是刻画结构阻尼特性的重要参数。
阻尼比越大，结构的振动衰减越快，抗风能力越强；反之，阻尼比越小，结构的振动衰减越慢，抗风能力越弱。
那么，如何计算阻尼比呢？一种常用的计算方法是通过结构的振型分析来确定。
振型分析是指通过数学方法求解结构的固有振动频率和振型的过程。
在振型分析中，可以通过测量结构的振动响应数据，使用傅里叶变换等数学方法，得到结构的固有振动频率和振型。
然后，根据振型分析的结果，可以计算出结构的阻尼比。
阻尼比的计算对于钢结构的风荷载计算非常重要。
阻尼比的大小直接影响到结构的抗风能力。
通常情况下，较高的阻尼比能够有效地消耗结构的振动能量，提高结构的稳定性和安全性。
因此，在设计钢结构时，需要合理选择阻尼比，以满足结构的抗风要求。
阻尼比的大小受到多种因素的影响。
首先，结构的材料特性对阻尼比有一定的影响。
不同材料的阻尼特性不同，因此其阻尼比也会有所差异。
其次，结构的几何形状对阻尼比也有一定的影响。
几何形状复杂的结构通常具有较高的阻尼比，而几何形状简单的结构则可能具有较低的阻尼比。
此外，结构的连接方式、支承条件等因素也会对阻尼比产生影响。
除了上述因素外，结构的阻尼比还受到风荷载的影响。
风荷载是指风对建筑结构产生的压力和力矩，是导致结构振动的重要原因。
结构在受到风荷载作用时会发生振动，这会消耗结构的能量，进而影响到阻尼比的大小。
一般来说，较大的风荷载会导致结构振动加剧，从而增大了能量的损耗，使阻尼比增大。
钢结构风荷载计算中的阻尼比是一个重要的参数。
阻尼比的大小直接影响到结构的抗风能力。
浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比
浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比摘要：阻尼是建筑结构进行动力分析一个重要的参数。
文章首先简要介绍阻尼的实质、表达方法及其对反应谱的影响，重点对空间结构弹性分析时的阻尼比取值进行讨论，并给出了阻尼比的建议值，可供设计分析参考。
关键词：阻尼；阻尼比；空间结构；反应谱1 阻尼1.1 阻尼的实质阻尼是反映结构体系振动过程中能量耗散的特征参数。
实际结构的振动耗能是多方面的，具体形式相当复杂，且耗能不具有构件尺寸、结构质量、刚度等有明确的、直接的测量手段和相应的分析方法，使得阻尼问题难以采用精细的理论分析方法。
阻尼的表达方法主要分为两大类：（1）粘滞阻尼，即假定阻尼力与速度成正比，无论对简谐振动还是非简谐振动得到的振动方程均是线性方程。
（2）滞回阻尼，即假定应力应变间存在一相位差，从而振动一周有耗能发生，其特点是可以得到不随频率而改变的振型阻尼比。
1.2 阻尼的表达方法传统上，总是将系统假定为比例阻尼来处理，应用最为广泛有：（1）Rayleigh 阻尼C = αM + βK；（2）Clough 广义阻尼C =ΣCb = MΣab （ M-1 K）b，（-∞<b<∞）。
其中M、K分别为系统的质量与刚度矩阵，α、β分别为质量与刚度比例系数，Cb=abM（M-1K）b，ab为系数，以上两种阻尼均只能描述比例阻尼。
然而，实际结构均为非比例阻尼。
自70 年代以来，研究者对如何处理非比例阻尼问题做了许多探索，提出了各种方法，如等效阻尼法、拟力实模态叠加法、非比例阻尼分析法和滞变阻尼法等。
但他们都存在共同问题：所获得的阻尼矩阵无明确的物理意义，也不存在带状稀疏特性，对工程应用十分不方便。
1992 年，美国国家地震研究中心Liang博士等人提出了一种阻尼矩阵的一般表达方式，该表达能导出复模态，即Cs = β0I+β1M +β2K+β3A。
其中下标S 表示近似的阻尼矩阵C，I 为单位矩阵，A 为M、K的某种组合。
风荷载下结构阻尼比
风荷载下结构阻尼比
风荷载下结构阻尼比
结构阻尼比是指结构在振动过程中消耗能量的能力与结构的刚度之比。
在风荷载下，结构阻尼比的大小对结构的稳定性和安全性有着重要的
影响。
首先，结构阻尼比的大小与结构的自振周期有关。
自振周期是结构在
自由振动时完成一次完整振动所需的时间。
当结构的自振周期较短时，结构阻尼比应该较小，以增加结构的耗能能力，防止结构在风荷载下
发生共振破坏。
而当结构的自振周期较长时，结构阻尼比应该较大，
以减小结构的振幅，降低结构的振动响应。
其次，结构阻尼比的大小还与结构的材料和结构形式有关。
一般来说，钢结构的阻尼比较小，混凝土结构的阻尼比较大。
此外，结构形式的
不同也会影响结构的阻尼比。
例如，框架结构的阻尼比较小，而剪力
墙结构的阻尼比较大。
最后，结构阻尼比的大小还与结构的设计要求有关。
在设计中，应根
据结构的使用要求和地震、风荷载等外部荷载的特点，合理确定结构
的阻尼比。
一般来说，建筑结构的阻尼比应该在2%~5%之间，桥梁
结构的阻尼比应该在1%~3%之间。
综上所述，结构阻尼比是结构在振动过程中消耗能量的能力与结构的刚度之比。
在风荷载下，结构阻尼比的大小对结构的稳定性和安全性有着重要的影响。
在设计中，应根据结构的使用要求和外部荷载的特点，合理确定结构的阻尼比，以保证结构的安全可靠。
风荷载作用下钢结构阻尼比
风荷载作用下钢结构阻尼比
近年来，随着建筑风荷载设计的提高，钢结构在建筑行业中应用日益广泛。
钢结构在受到风荷载作用时，会产生较大的振动，在减小结构的振动幅值方面，阻尼比起着至关重要的作用。
本文将围绕“风荷载作用下钢结构阻尼比”展开探讨。
第一步：阻尼比的概念
阻尼比指的是结构在振动过程中，随着时间的推移，振动能量耗散的速率与振动能量的总量之比。
阻尼比越大，结构的振幅越小，阻尼比主要由材料的内摩擦或者阻尼器的摩擦而产生。
第二步：钢结构的振动特性
钢结构的振动特性主要取决于结构本身的质量、刚度以及阻尼比等因素。
在模拟钢结构的风荷载振动时，结构的阻尼比能够有效降低结构的振动幅值，同时提高结构的稳定性。
第三步：提高阻尼比的方法
1. 采用更高阻尼材料，例如橡胶和钢铁等，增加结构的内部摩擦力，以达到降低振幅的效果。
2. 采用阻尼器来增加结构的阻尼比，阻尼器具有一定的材料弹性，能够承受一定的挤压应力，从而起到减震作用。
3. 在结构的设计中，适当增加结构的质量，提高结构的稳定性，减小结构振幅。
第四步：结论
阻尼比是影响钢结构抗风性能的重要参数，钢结构在受到风荷载作用时，需要采取适当的措施来提高结构的阻尼比，以达到减小结构振幅的效果，确保结构的安全性和稳定性。
风荷载作用下结构的阻尼比
风荷载作用下结构的阻尼比结构的阻尼比是指结构在受到外界风荷载作用下，能够吸收和消散能量的能力与结构固有频率之比。
阻尼比的大小直接影响结构的稳定性和抗风性能。
本文将从风荷载作用下结构的阻尼比的意义、影响因素以及提高阻尼比的方法等方面进行探讨。
阻尼比在结构工程中具有重要的意义。
当结构受到风荷载作用时，阻尼比能够控制结构的振动幅值，减小结构的共振现象，从而提高结构的稳定性和抗风能力。
较大的阻尼比可以有效地降低结构的振动幅值，减小结构受力，从而减少结构的疲劳损伤和应力集中，延长结构的使用寿命。
结构的阻尼比受到多种因素的影响。
首先是结构的材料和形状。
不同材料的结构在受力时会产生不同的阻尼效果，如钢结构具有较大的内耗能力，能够有效地吸收振动能量。
其次是结构的质量和刚度。
质量越大、刚度越小的结构阻尼比越大。
此外，结构的支座形式、土层的刚度以及结构与环境的接触方式等也会对阻尼比产生影响。
然后，提高结构的阻尼比具有重要意义。
为了增加结构的阻尼比，可以采取以下几种方法。
首先是增加结构的质量。
通过增加结构的自重或增加结构的附加质量，可以提高结构的阻尼比。
其次是采用阻尼器。
阻尼器是一种能够吸收和消散结构振动能量的装置，常用的阻尼器有摩擦阻尼器、液体阻尼器和粘滞阻尼器等。
再次是优化结构的刚度。
合理调整结构的刚度分布，可以改变结构的振动方式，从而提高阻尼比。
最后是考虑结构的土层响应。
土层的刚度对结构的阻尼比有一定的影响，应根据土层的特性进行合理的处理。
结构的阻尼比在风荷载作用下起着重要的作用。
合理提高结构的阻尼比，能够有效地提高结构的稳定性和抗风能力。
在结构设计和施工过程中，应根据具体情况综合考虑各种影响因素，并采取相应的措施来提高结构的阻尼比。
只有在不断探索和实践中，我们才能更好地理解和应用结构的阻尼比，为建设更安全、更稳定的结构做出贡献。
结构阻尼比心得
结构阻尼比心得
结构阻尼试对振动结构所消耗的能量的测量，通常用一次振动的能量耗散率来表示结构阻尼的强弱。
其中阻力分为两种：一种是外部介质的阻力，比如空气和液体的阻力、支承的魔刹等；另一种则来源于物体内部的作用，比如材料分子之间的摩擦和黏着性等。
阻尼的理论我们一般用于抗震、桥梁上面。
我们直接指定对桥塔。
主梁、边墩等重要部位反应起主要作用的一些振型频率的阻尼比，而对其余频率采用线性内插的方法测定，这样就可以形成一个阻尼比矩阵。
因此，这样做能够保证计算的正确性，而且并不繁琐，此对，以实测试验数据作为基础，更增加了其准确性。
普通规律是阻尼比越小，地震影响系数越大，计算钢结构时一定要修改阻尼比隐含值。
(satwe)
阻尼比能显著减小结构的地震反应；抗震设计反应谱曲线体现了结构阻尼比的影响；总之，阻尼比越大，结构震动衰减越快.
阻尼就当阻力去想，结构振动
时，要是没有阻力，内在的和
外在的，就会一直振动下去，
由于有了阻尼，可以是空气摩
擦，材料摩擦等这些难以量化
的因素，就可以逐渐停止下来，
阻尼越小，意味着结构振得越
强烈，加速度越大，结构受到
的水平力越大。
阻尼比的大小
反映结构消耗和吸收地震能力
的大小，不同结构或者同一个
结构在不同的受力阶段其阻尼
比有所不同。
钢结构阻尼比
钢结构阻尼比钢结构阻尼比是指结构的阻尼比例与其刚度比例之间的关系。
阻尼比是衡量结构阻尼能力的重要参数，对于提高结构的抗震性能具有重要意义。
本文将从定义、作用、计算方法和影响因素等方面探讨钢结构阻尼比的相关内容。
一、定义钢结构阻尼比是指结构在地震或其他外力作用下能量耗散能力的大小，是结构振动时阻尼能量与结构总能量之比。
阻尼比越大，结构的能量耗散能力越强，结构的振动幅值越小，从而提高结构的抗震性能。
二、作用钢结构阻尼比对结构的抗震性能具有重要影响。
合理选择和控制阻尼比可以有效减小结构的振动幅值，减少结构的动态响应，提高结构的抗震能力。
同时，阻尼比还可以减小结构的共振现象，降低结构受到地震作用时的损伤程度，保护人员生命财产安全。
三、计算方法钢结构阻尼比的计算方法较多，常用的有几何阻尼法、能量阻尼法和模态阻尼法等。
其中，几何阻尼法是最为常用的计算方法之一。
几何阻尼法通过考虑结构的材料、几何形状和边界条件等因素，来估计结构的阻尼比。
能量阻尼法则是通过考虑结构在振动过程中的能量损耗情况，来计算结构的阻尼比。
模态阻尼法则是通过模态分析方法来计算结构在不同振型下的阻尼比，并综合各模态下的阻尼比计算得到结构的总阻尼比。
四、影响因素钢结构阻尼比受多种因素的影响，主要包括结构材料的阻尼特性、结构的几何形状和边界条件、结构的刚度比例以及结构的阻尼器等。
首先，钢结构材料具有较好的阻尼特性，一般比混凝土结构材料要好，因此钢结构的阻尼比较大。
其次，结构的几何形状和边界条件也会对阻尼比产生影响，一般来说，较复杂的结构形状和边界条件会导致阻尼比较小。
此外，结构的刚度比例也会对阻尼比产生一定影响，较大的刚度比例会导致阻尼比较小。
最后，结构的阻尼器的设置和性能也会对阻尼比产生影响，适当设置和调整阻尼器可以提高结构的阻尼比。
钢结构阻尼比是衡量结构抗震性能的重要参数，合理选择和控制阻尼比可以有效提高结构的抗震能力。
计算阻尼比的方法有几何阻尼法、能量阻尼法和模态阻尼法等，影响阻尼比的因素包括结构材料的阻尼特性、结构的几何形状和边界条件、结构的刚度比例以及结构的阻尼器等。
风荷载作用下结构的阻尼比
风荷载作用下结构的阻尼比阻尼比是描述结构阻尼效果的一个参数，它反映了结构在振动过程中能量消散的能力。
在风荷载作用下，结构会发生振动，而阻尼比则决定了这种振动的衰减速度。
阻尼比越大，结构的振动衰减越快，反之则振动衰减较慢。
阻尼比对结构的影响主要体现在两个方面：一是对结构的稳定性的影响，二是对结构的抗风能力的影响。
阻尼比对结构的稳定性具有重要影响。
当结构受到外部风荷载作用时，如果阻尼比较小，结构的振动会持续较长时间，可能会导致结构的共振现象。
共振会使结构受力集中，从而导致结构的破坏。
而当阻尼比较大时，结构的振动会迅速衰减，不会出现共振现象，从而保证结构的稳定性。
阻尼比还对结构的抗风能力产生影响。
在强风环境下，结构会受到较大的风荷载作用，如果阻尼比较小，结构的振动会较为剧烈，可能会超过结构的承载能力，导致结构的破坏。
而当阻尼比较大时，结构的振动会得到较好的衰减，保证结构的稳定性和安全性。
为了提高结构的阻尼比，可以采取以下措施：可以通过增加结构的阻尼材料来提高阻尼比。
阻尼材料可以将结构振动的能量转化为热能或其他形式的能量，从而实现振动的衰减。
常用的阻尼材料包括阻尼器、阻尼垫等。
可以通过结构的设计来提高阻尼比。
例如，在建筑设计中可以合理设置结构的阻尼器，通过结构与阻尼器之间的摩擦和阻尼作用来提高阻尼比。
在桥梁设计中，可以合理设置桥墩和桥面板之间的摩擦装置，减小桥梁的振动。
还可以通过调整结构的刚度来提高阻尼比。
增加结构的刚度可以使结构的振动周期增大，从而提高阻尼比。
在实际工程中，可以通过增加结构的支撑或增加结构的横向刚度来提高结构的阻尼比。
阻尼比是一个重要的结构参数，它决定了结构在风荷载作用下的动态响应。
阻尼比的大小直接影响结构的稳定性和抗风能力。
为了提高结构的阻尼比，可以采取增加阻尼材料、设计阻尼器、调整结构刚度等措施。
通过合理的设计和措施，可以提高结构的阻尼比，从而保证结构的安全稳定。
风荷载作用下结构的阻尼比
风荷载作用下结构的阻尼比1. 介绍在结构工程设计中，考虑到结构的稳定性和抗风能力，风荷载作用下结构的阻尼比是一个重要的参数。
阻尼比是指结构在受到外部荷载作用时能够抵抗共振现象的能力，也是结构的能量耗散特性的重要指标。
本文将介绍阻尼比的概念、计算方法以及影响阻尼比的因素。
2. 阻尼比的概念阻尼比是指结构在受到外部激励作用下，通过内耗机制对能量进行消耗的能力。
阻尼比越大，结构的共振现象越不明显，从而提高结构的稳定性和抗风能力。
阻尼比的计算通常用阻尼比比值（ξ）表示，其定义为结构的阻尼比与临界阻尼比（ξc）的比值。
3. 阻尼比的计算方法阻尼比的计算方法有多种，常用的方法有模态阻尼比计算法和振型阻尼比计算法。
模态阻尼比计算法是通过模态分析得到结构的模态振型和模态频率，再利用振型比法计算出各模态的阻尼比，最后取模态阻尼比的加权平均值作为结构的阻尼比。
振型阻尼比计算法是通过实测数据或试验数据得到结构的振型和阻尼比，并通过拟合曲线等方法得到结构的阻尼比。
4. 影响阻尼比的因素阻尼比受到多种因素的影响，包括结构的材料、结构形式、结构的几何参数等。
以下是影响阻尼比的一些主要因素：4.1 结构的材料结构的材料是影响阻尼比的重要因素之一。
不同材料具有不同的能量耗散特性，从而影响结构的阻尼比。
比如，混凝土结构的材料本身具有一定的阻尼能力，而钢结构的材料则具有较小的阻尼能力。
4.2 结构形式结构形式也是影响阻尼比的重要因素之一。
不同形式的结构具有不同的振动特性，因此其阻尼比也会不同。
比如，刚性结构在受到外部激励时能量耗散较小，阻尼比较小；而柔性结构则能够通过形变来吸收和消散能量，阻尼比相对较大。
4.3 结构的几何参数结构的几何参数也会对阻尼比产生影响。
比如，结构的质量和刚度将直接影响结构的振动特性和能量耗散能力，从而影响阻尼比。
一般来说，结构的质量越大，阻尼比越大；而结构的刚度越大，阻尼比越小。
4.4 环境条件结构所处的环境条件也会对阻尼比产生一定的影响。
结构阻尼比定义
结构阻尼比定义结构阻尼比是指结构在受到外力作用下，由于结构内部的阻尼机制所产生的减震效果与结构的刚度之比。
在工程领域中，结构阻尼比的大小直接影响着结构对地震等动力荷载的响应。
本文将从结构阻尼比的定义、计算方法、影响因素以及在工程实践中的应用等方面进行介绍。
结构阻尼比可以用以下公式进行计算：阻尼比=阻尼力/临界阻尼力。
其中，阻尼力是指结构在振动过程中由于阻尼器等装置所提供的阻尼力，临界阻尼力是指结构在理想情况下所具有的最大减震能力。
结构阻尼比越大，结构的减震效果越好。
结构阻尼比的大小与结构的材料、结构形式以及阻尼器的性能等因素密切相关。
一般来说，钢材比混凝土材料具有更好的阻尼效果，因此钢结构的阻尼比会相对较大。
此外，结构形式的不同也会对阻尼比产生影响。
例如，刚性结构的阻尼比较小，而柔性结构的阻尼比较大。
此外，阻尼器的性能也是影响阻尼比的重要因素。
阻尼器的设计应考虑到其阻尼特性以及与结构之间的耦合效应。
在工程实践中，结构阻尼比的确定对于结构抗震设计起到至关重要的作用。
合理选择结构的阻尼比可以提高结构的抗震性能，减小结构的振动响应。
一般来说，当结构的阻尼比较小时，结构的振动周期较长，振幅较大；而当阻尼比较大时，结构的振动周期较短，振幅较小。
因此，在设计中需要根据结构的性质和所处环境的地震状况等因素来确定合适的阻尼比。
除了结构抗震设计，结构阻尼比还在其他领域有广泛的应用。
例如，在桥梁工程中，合适的阻尼比可以有效减小桥梁的振幅，提高桥梁的舒适性和安全性。
在风工程中，阻尼比的选择也对结构的抗风性能起到重要的作用。
此外，在航天器和飞机等领域中，结构阻尼比也被广泛应用于减震和减振的设计中。
结构阻尼比作为结构抗震设计中的重要参数，对于提高结构的减震效果和抗震性能起到关键作用。
通过合理选择结构的阻尼比，可以有效降低结构的振幅，减小结构受到的动力荷载。
因此，在工程实践中，我们需要充分考虑结构的特性、材料、形式以及阻尼器的性能等因素来确定合适的阻尼比，以确保结构在地震等动力荷载下的安全可靠性。
阻尼比对输电塔风荷载的影响
阻尼比对输电塔风荷载的影响段成荫;张尔乐;韩金林;李金源;赵峥【摘要】阻尼比是输电塔结构风振响应计算中的重要参数,直接决定风振系数乃至风荷载的取值,进而影响输电塔结构工程造价.通过比较各国荷载规范对阻尼比取值的规定,结合若干输电铁塔工程实例详细分析不同阻尼比取值对输电塔结构风荷载的影响.结果表明,相比国际上其他规范,我国建筑结构荷载规范对于阻尼比的取值较小,阻尼比的变化对高塔影响较大,对矮塔影响较小,对基底弯矩的影响比对基底剪力的影响大.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2018(045)003【总页数】5页(P34-38)【关键词】输电塔;荷载规范;风荷载;阻尼比【作者】段成荫;张尔乐;韩金林;李金源;赵峥【作者单位】华东电力设计院有限公司,上海200001;国家电网公司交流建设分公司,北京 100052;国网山东省电力公司青岛供电公司,山东青岛 266002;国网山东省电力公司淄博供电公司,山东淄博 255000;华东电力设计院有限公司,上海200001【正文语种】中文【中图分类】TM7530 引言风荷载对格构式输电铁塔而言是主要负载，往往对塔身下部主材起控制作用，合理计算铁塔所受风荷载对提高输电线路设计水平具有重要意义。
而作为输电铁塔主要负载的风荷载，受阻尼比的影响较大。
目前新版《建筑结构荷载规范》[1]虽然没有对铁塔阻尼比取值条款进行修订，但明确给出了阻尼比对风振系数特别是共振响应因子的表达式。
该式直接反映了阻尼比对结构风荷载的影响程度。
首先对荷载规范风荷载计算方法进行简要介绍，并给出分析的理论基础。
随后通过对各国荷载规范中阻尼比取值的比较分析，对我国规范阻尼比取值进行探讨。
结合输电塔工程实例，分析在几种阻尼比取值下计算铁塔风振系数、风荷载、底部剪力、底部弯矩等参数，分析阻尼比对不同高度铁塔风荷载效应的影响，为工程设计和规范修编提供参考。
1 输电塔风荷载计算方法1.1 风荷载计算方法自然风对输电塔的作用机理十分复杂，工程实践中采用风振系数βz得到包含铁塔动力响应的总风载 F 总，根据我国荷载规范[1]，风荷载 Fw为式中：w0为基本风压；μs、μz为塔架的体型系数和风压高度变化系数；βz为风振系数；A为塔架受风面积。
结构阻尼比对超高层建筑顺风向风振响应的影响
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2024.01.023结构阻尼比对超高层建筑顺风向风振响应的影响郭小飞1,2,袁哲峰1,2,王 瑞1,2,牛方义1,2(1.中国建筑科学研究院有限公司,北京100013;2.建研院检测中心有限公司,北京100013)摘 要: 以某超高层建筑结构为工程研究背景,主要研究了阻尼比对风振响应(基底剪力㊁楼层位移㊁加速度)的影响,结果表明:阻尼比较大时,其对结构顺风向的风振响应影响较小;随着阻尼比的增加,风振响应(基底剪力㊁楼层位移)最大值减小幅度较大,而均方根值和平均值减小幅度较小,几乎无太大变化;随着阻尼比的增加,顶层加速度最大值㊁最小值和均方根值变化量比较大,而平均值几乎无变化㊂关键词: 风振系数; 阻尼比; 超高层建筑; 风振响应I n f l u e n c e o f S t r u c t u r a lD a m p i n g Ra t i o o n W i n d w a r dV ib r a t i o n R e s p o n s e o f S u p e rT a l l B u i l d i n gs G U OX i a o -f e i 1,2,Y U A N Z h e -f e n g 1,2,WA N GR u i 1,2,N I UF a n g -yi 1,2(1.C h i n aA c a d e m y o fB u i l d i n g R e s e a r c hC o ,L t d ,B e i j i n g 100013,C h i n a ;2.C A B RT e s t i n g C e n t e rC o ,L t d ,B e i j i n g 100013,C h i n a )A b s t r a c t : T a k i n g a s u p e r h i g h -r i s e b u i l d i n g s t r u c t u r e a s t h e e n g i n e e r i n g r e s e a r c hb a c k g r o u n d ,t h e i n f l u e n c e o f d a m p -i n g r a t i oo nw i n d i n d u c e dv i b r a t i o nr e s p o n s e (b a s es h e a r f o r c e ,f l o o rd i s p l a c e m e n t ,a c c e l e r a t i o n )w a sm a i n l y s t u d i e d .T h e r e s u l t s a r e a s f o l l o w s .W h e n t h ed a m p i n g r a t i o i s l a r g e ,i t s i m p a c t o nt h ew i n d -i n d u c e dv i b r a t i o nr e s po n s eo f t h e s t r u c t u r e i n t h e d o w n w i n dd i r e c t i o n i s r e l a t i v e l y s m a l l .A s t h e d a m p i n g r a t i o i n c r e a s e s ,t h em a x i m u mv a l u e o fw i n d i n -d u c e d r e s p o n s e (b a s e s h e a r f o r c e ,f l o o r d i s p l a c e m e n t )d e c r e a s e s s i g n i f i c a n t l y ,w h i l e t h e r o o tm e a n s q u a r e v a l u e a n d a v -e r a g e v a l u e d e c r e a s e s l i g h t l y ,w i t ha l m o s tn os i g n i f i c a n t c h a n g e .A s t h ed a m p i n g r a t i o i n c r e a s e s ,t h e m a x i m u m ,m i n i -m u m ,a n d r o o tm e a n s q u a r e v a l u e s o f t h e t o p -l e v e l a c c e l e r a t i o n c h a n g e s i g n i f i c a n t l y ,w h i l e t h e a v e r a g e v a l u e r e m a i n s a l -m o s t u n c h a n ge d .K e y wo r d s : w i n dv i b r a t i o n c o e f f i c i e n t ; d a m p i n g r a t i o ; s u p e r t a l l b u i l d i n g s ; w i n d i n d u c e dv i b r a t i o n r e s p o n s e 收稿日期:2023-08-30.基金项目:中国建筑科学研究院有限公司青年基金项目(20230112331030034).作者简介:郭小飞(1995-),工程师.E -m a i l :838208250@q q.c o m 结构阻尼比是用来表示结构阻尼的大小,是用于结构在振动过程中能量耗散的基本术语[1]㊂阻尼比是超高层建筑结构风振响应分析中所要考虑的重要参数,直接决定着风荷载及风振系数的取值,进而会影响到超高层建筑结构的工程总造价㊂因此,论文研究阻尼比对超高层建筑结构的风振系数㊁基底剪力㊁加速度㊁位移等影响,为工程结构设计和规范的修正提供有效参考价值㊂限于篇幅,D a v e n po r t 脉动风速谱对应的风荷载时程数据和工程概况参见论文‘基于线性滤波法的超高层建筑脉动风速时程模拟“[2]㊂1 风振系数分析方法风荷载是高层建筑结构㊁高耸结构以及大跨度空间网壳结构设计时主要考虑的水平荷载之一㊂而在实际的抗风设计研究中,常常运用风振系数来表示㊂常用的风振系数分析方法有两种形式,分别为荷载风振系数和位移风振系数㊂荷载风振系数为结构节点的静力风荷载及脉动风荷载的总和与静力风荷载的比值;位移风振系数为结构节点的静力风荷载和脉动风荷载产生的位移总和与静力风荷载产生的位移的比值[3]㊂采用规范[4]给出的荷载风振系数进行研究,公式为79建材世界 2024年 第45卷 第1期β(z )=F k (z )+F d (z )F k(z )(1)式中,F k (z )为顺风向单位高度静力风荷载(k N /m ),可由式(2)得出㊂F k (z )=w 0μs μz (z )B (2)式中,F d (z )为顺风向单位高度动力风荷载(k N /m ),可由式(3)计算㊂F d (z )=m (z )(2πn i )2φi (z )g σy i (z )(3)式中,m (z )为单位高度质量;n i 为第i 阶频率;φi (z )为第i 阶振型;g 为峰值因子;σy i (z )为第i 阶振型z 高度处的位移均方根㊂我国规范对体型规则的建筑结构且其仅仅考虑一阶振型,风振简化计算公式为[4]β(z )=1+ξ1η1φ1(z )μz (z )(4)式中,ξ1为脉动增大系数;η1为脉动影响系数㊂2 结构阻尼比对风振系数影响公式结构阻尼比对建筑结构的影响作用主要体现在建筑结构的风致振动中,风振响应分析方法有频域法和时域法㊂在实际的工程结构设计时,为使工程师能够方便应用,我国‘建筑结构荷载规范“(G B 50009 2012)[4]采用等效静力风荷载来计算结构的风致响应㊂下面将根据第一节介绍的内容对规范给出的风振系数公式进行推导,并详细介绍阻尼比对风振系数的影响㊂由式(3)可知,σq1为顺风向一阶广义位移均方根,当假设相干函数与频率没有关系时,可由式(5)计算σq 1=2w 0I 10B μs ω21mˑʏB 0ʏB 0c o h xx 1,x ()2d x 1d x2ʏHϕ21()z d z ˑʏ¥H j i ()w 2w 41S f (w )d w ˑʏHʏH 0[μz (z 1)ϕ1(z 1)I -z (z 1)μz (z 2)ϕ1(z 2)I -z (z 2[])w h z z 1,z ()2d z 1d z 2(5) 将风振响应近似取为准静态的背景分量及窄带共振响应分量之和㊂则式(5)与频率有关的积分项可近似表示为ʏ¥0H q 1i ()w 2w 41S f ()w dw ʈ1+R 2(6) 而式(5)中与频率无关的积分项乘以ϕ1(z )/μz (z )后以背景分量因子表示为B z =ʏHʏH 0[μz (z 1)ϕ1(z 1)I -z (z 1)μz (z 2)ϕ1(z 2)I -z (z 2[])w h z (z 1,z 2)d z 1d z 2ʏH 0ϕ21(z )d zˑʏB 0ʏB0c o h x (x 1,x 2)d x 1d x 2ˑϕ1(z )μz (z )(7) 将式(2)㊁式(3)㊁式(5)~式(7)代入式(1),就可以得到我国‘建筑荷载规范“[3]给出的风振系数计算表达式为βz =1+2g Ι10B z1+R 2(8)式中,脉动风荷载共振分量因子R 可由式(9)计算㊂R =πf 1S f (f 1)4ξ1(9)式中,S f 为归一化风速谱,采用D a v e n p o r t 教授建议的经典风速功率谱公式,则S f (f )=2x 23f (1+x 2)43(10) 由式(9)和式(10)就可以得到规范共振因子表达式89建材世界 2024年 第45卷 第1期R =π6ξ1x 21(1+x 21)43(11)x 1=30f 1k wω0 , x 1>5(12)式中,f 1为结构的第一阶自振频率(H z );k w 为地面粗糙度修正系数;ξ1为结构阻尼比㊂由式(8)可以看出,阻尼比对风振系数的影响体现在共振风量因子上,并且阻尼比ξ1取值越小,风振系数公式中的共振响应因子R 会越大,也就意味着风振系数βz 越大,进而会导致计算风荷载越大㊂3 阻尼比对风振系数的影响在进行超高层建筑结构风振响应分析过程中,阻尼比是一个不确定但又非常重要的因素㊂对于一般的钢筋混凝土结构或钢结构,阻尼比一般取值为0.01~0.05之间,为了精确地分析阻尼比对风振系数的影响,该文选择阻尼比为0.01㊁0.02㊁0.03㊁0.04㊁0.05㊁0.07㊁0.1进行分析㊂图1分别给出了第100层㊁第89层及第77层风振系数随着结构阻尼比的变化规律曲线㊂由此可以看出,随着阻尼比的增加荷载风振系数逐渐变小,并且变化规律渐渐趋于平缓,在结构阻尼比小于0.05时荷载风振系数缓慢变小,而在结构阻尼比大于0.05时荷载风振系数几乎无变化,这说明阻尼比较大时对结构顺风向的风振响应影响比较小㊂4 阻尼比对基底剪力的影响为了更好地了解阻尼比对建筑结构风荷载效应的影响,表1给出了不同阻尼比下结构的基底剪力最大值㊁平均值和均方根值㊂由此可以看出,整体上结构的基底剪力最大值㊁平均值和均方根值随着阻尼比的增大而减小,且结构基底剪力最大值随着阻尼比的增加减小幅度较大,而平均值和均方根值减小幅度较小,几乎无变化㊂当阻尼比从0.01增加到0.02,基底剪力最大值减小了12.69%,均方根减小了0.80%㊂当阻尼比由0.02增加到0.03,基底剪力最大值减小了4.96%,均方根减小了0.30%㊂当阻尼比由0.03增加到0.04,基底剪力最大值减小了2.77%,均方根减小了0.12%㊂当阻尼比由0.04增加到0.05时,基底剪力最大值减小了1.45%,均方根减小了0.06%㊂当阻尼比由0.05增加到0.07时,基底剪力最大值减小了2.06%,均方根减小了0.06%㊂当阻尼比由0.07增加到0.1时,基底剪力最大值减小了1.70%,均方根减小了0.04%㊂表1 不同阻尼比对基底剪力影响/k N阻尼比最大值平均值均方根值阻尼比最大值平均值均方根值0.0154786.5234012.8334631.530.0543562.6234011.0434191.250.0247832.1634012.6334355.800.0742665.1334010.7634170.730.0345461.6134012.1134253.140.141940.6834010.4734156.360.0444201.7834011.6034212.085 阻尼比对位移的影响图2给出了部分楼层位移最大值随阻尼比的变化规律㊂图3给出了部分楼层位移均方根值随阻尼比的变化规律㊂图4给出了部分楼层位移平均值随阻尼比的变化规律㊂由图可知,60层㊁69层㊁78层㊁90层和100层的楼层位移最大值㊁均方根值和平均值随着阻尼比的变化规律基本一致,随着阻尼比的增加楼层位移最大值减小幅度较大,而均方根值和平均值减小幅度较小,几乎无太大变化,尤其是阻尼比大于0.03时㊂当阻尼比由0.01增加到0.02,100层的楼层位移最大值减小了8.73%,均方根值减小了0.28%㊂当阻尼比由99建材世界 2024年 第45卷 第1期0.02增加到0.03,100层的楼层位移最大值减小了5.80%,均方根值减小了1.37%㊂当阻尼比由0.03增加到0.04,100层的楼层位移最大值减小了3.31%,均方根值减小了0.19%㊂当阻尼比由0.04增加到0.05,100层的楼层位移最大值减小了2.16%,均方根值减小了0.09%㊂当阻尼比由0.05增加到0.07,100层的楼层位移最大值减小了2.54%,均方根值减小了0.09%㊂当阻尼比由0.07增加到0.1,100层的楼层位移最大值减小了1.82%,均方根值减小了0.06%㊂6 阻尼比对加速度的影响表2给出了顶层加速度最大值㊁最小值㊁平均值和均方根值随阻尼比的变化规律㊂由此可知,随着阻尼比的增大,顶层加速度最大值㊁最小值和均方根值变化量比较大,而平均值几乎无变化㊂当阻尼比从0.01增加到0.02,顶层加速度最大值减小了33.85%,最小值增大了33.87%,均方根减小了15.36%㊂当阻尼比从0.02增加到0.03,顶层加速度最大值减小了21.06%,最小值增大了22.52%,均方根减小了28.17%㊂当阻尼比从0.03增加到0.04,顶层加速度最大值减小了15.72%,最小值增大了16.39%,均方根减小了13.34%㊂当阻尼比从0.04增加到0.05,顶层加速度最大值减小了12.02%,最小值增大了12.67%,均方根减小了10.38%㊂当阻尼比从0.05增加到0.07,顶层加速度最大值减小了8.48%,最小值增大了16.59%,均方根减小了15.08%㊂当阻尼比从0.07增加到0.1,顶层加速度最大值减小了8.51%,最小值增大了13.47%,均方根减小了15.73%㊂表2 阻尼比对顶层加速度的影响/(mm ㊃s-2)阻尼比最大值最小值平均值均方根值阻尼比最大值最小值平均值均方根值0.01122.09-109.410.0338.210.0547.27-40.930.0218.040.0280.76-72.350.0332.340.0743.26-34.140.0215.320.0363.75-56.060.0323.230.139.58-29.540.0112.910.0453.73-46.870.0220.137 结 语阻尼比较大时对结构顺风向的风振响应影响较小㊂随着阻尼比的增加风振响应(基底剪力㊁楼层位移)最大值减小幅度较大,而均方根值和平均值减小幅度较小,几乎无太大变化㊂随着阻尼比的增加顶层加速度最大值㊁最小值和均方根值变化量比较大,而平均值几乎无变化㊂参考文献[1] 金 虎.X 型超高层建筑三维风荷载与风致响应研究[D ].杭州:浙江大学,2008.[2] 常 乐,郭小飞.基于线性滤波法的超高层建筑脉动风速时程模拟[J ].工程质量,2020,38(11):76-81.[3] 毛贵牛.高层建筑结构风振时程分析方法研究[D ].广州:华南理工大学,2010.[4] G B50009 2012,建筑结构荷载规范[S ].北京:中国建筑工业出版社,2012.01建材世界 2024年 第45卷 第1期。
阻尼及阻尼在结构中的作用分析
阻尼及阻尼在结构中的作用分析摘要:阻尼对结构的振动反应有重要的影响，阻尼比是阻尼作用在结构体系振动过程中耗能减震能力的参数。
目前结构设计通常对某一类结构的阻尼比取为常数中的定值，这不能完全真实反映建筑物的阻尼,且未能反映同一类结构阻尼比的变化规律。
本文通过对阻尼的机理、阻尼的影响因素，阻尼的作用，阻尼比的计算，阻尼比在结构设计中的取值，阻尼在结构中的应用等进行具体分析，以便结构设计者对阻尼有更好的了解及，对结构进行更好的、适当的调整。
关键词:阻尼，阻尼比引言阻尼（英语：damping）是指物体或系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征，使振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用。
阻尼技术在航天、航空、军工、机械等行业中广泛应用，二十世纪七十年代，人们开始逐步地把这些阻尼技术应用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中，阻尼技术能在结构中振动中耗能减震，并被广泛应用[1]。
一．阻尼的机理阻尼的机理有两种形式：一种是因摩擦阻力生热，使系统的机械能减小，转化为内能，这种阻尼叫摩擦阻尼；另一种是系统引起周围质点的震动，使系统的能量逐渐向四周辐射出去，变为波的能量，这种阻尼叫辐射阻尼。
阻尼比（ζ）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，是无单位量纲。
阻尼比（ζ）一般可分为：ζ=0；01共4种情况。
阻尼比ζ=0即不考虑阻尼系统；结构常见的阻尼比都在ζ在0~1之间。
二．阻尼的作用主要有以下五个方面[3]：（1）有助于减少结构的共振振幅，从而避免结构因震动应力达到极限造成机构破坏；（2）有助于结构系统受到瞬时冲击后，很快恢复到稳定状态；（3）有助于减少因结构振动产生的声辐射，降低机械性噪声及损害。
许多结构构件主要是由振动引起的，采用阻尼能有效的抑制共振，从而降低损害；（4）有助于提高其动态性能，较高的抗震性和动态稳定性；（5）有助于降低结构传递振动的能力。
超大型冷却塔阻尼比现场实测及风振效应影响柯世堂
超大型冷却塔阻尼比现场实测及风振效应影响柯世堂
随着工业化进程不断推进，大型工业设施的建造也日益增多。
其中，超大型冷却塔是
一种常见的设施，主要用于对水和空气进行冷却处理，以确保设备和人员的安全。
然而，
在超大型冷却塔的建造和使用过程中，常常会遇到一些问题，比如阻尼比不足、风振等。
针对这些问题，本文从实测的角度进行了探讨。
首先，实验选取的超大型冷却塔为直径120m，高度150m的混凝土结构。
在进行阻尼
比实测时，首先在塔的底部固定了一个地震表，然后进行了弹性反应实验。
在实验中，不
断改变塔的振动幅度和频率，最终得到了一条横向位移角的振动曲线。
然后，根据该曲线
可以计算出塔的阻尼比，进而得出结论：实测阻尼比为0.052，阻尼比不足，需要进行改善。
接着，对超大型冷却塔的风振效应进行了实测。
首先，在塔顶部安装了一个加速度计，然后利用风洞进行了试验。
在试验过程中，以不同的风速和角度对塔进行振动，最终得到
了加速度的振动曲线。
根据该曲线可以得出结论：当风速达到了22.5m/s时，塔产生了较
大的加速度响应，需要进行改善。
最后，结合两次实测结果，提出了一些改进措施。
比如，在超大型冷却塔的设计和施
工过程中，应增加钢筋的使用量，提高塔的阻尼比；另外，在塔的顶部可以增加一些附加
设施，如风挡板、减震器等，以减缓风振效应的影响。
总之，针对超大型冷却塔的阻尼比和风振效应问题，本文进行了实际的探究和实测，
得出了一些有益的结论和改进措施，对相关领域的研究和实践具有一定的参考价值。
阻尼比的理解及其常用数值归纳
阻尼比的理解及其常用数值归纳1、何为阻尼比？《预应力混凝土结构抗震设计规程》JGJ140-2004第2.1.1条定义：阻尼比是阻尼振动的实际阻力与产生临界阻尼所需阻力的比值。
可见，阻尼比越大，结构越“刚”，阻尼比越小，结构越“柔”。
因此隔震减震设计中常常采用设置阻尼器的方式。
PS：阻尼的【百度百科】定义——阻尼就是使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用。
阻尼的表达方法主要分为两大类：（1）粘滞阻尼，即假定阻尼力与速度成正比，无论对简谐振动还是非简谐振动得到的振动方程均是线性方程。
（2）滞回阻尼，即假定应力应变间存在一相位差，从而振动一周有耗能发生，其特点是可以得到不随频率而改变的振型阻尼比。
2、阻尼比的主要影响因素？（1）材料阻尼——这是能量耗散的主要原因。
（2）周围介质对振动的阻尼。
（3）节点、支座联接处的阻尼。
（4）通过支座基础散失一部分能量。
3、阻尼比取值对结构计算的影响？（1）抗震设计：其最直观的影响体现在了地震影响系数取值上，其中紫色线框内的数值均由阻尼比取值决定。
（2）抗风设计：直接影响脉动风荷载的共振分量因子，进而影响风振系数，从而影响风压标准值。
有资料研究显示：对于形状比较规则的超高层建筑，结构阻尼比对顺风向风振等效风荷载有一定的影响，但影响不大；结构的阻尼比对横风向风振风荷载影响较大，结构阻尼比越小，横风向风振等效风荷载值越大。
（3）高层风荷载下的舒适度验算：房屋高度不小于150m的高层混凝土建筑结构应满足风振舒适度要求。
在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下，结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应超过表3．7．6的限值。
一般情况，对混凝土结构取0.02，对混合结构可根据房屋高度和结构类型取0.01～0.02。
4、常用取值归纳总结A、混凝土结构《抗规》第5．1．5条：除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05。
B、混合结构《高规》第11．3．5 条：混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为0.04。
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Fig.2 Scene picture of Songhualei Monopole除了对两个通信基站的基础、铁塔构件、连接节点、防腐涂层、塔身整体变形等进行常规检测以外，还采用同济大学土木工程防灾国家重点实验室SVSA结构振动信号采集分析系统对该铁塔进行自振特性现场测试。测试仪器选用LC0132型内装IC压电式加速度传感器及UA300系列数据采集器，采样频率为100Hz。在超过30m高度的塔身上取4个点，分别采集其两个正交方向的振动信息。阻尼比测试可以分成时域和频域两大类。时域方法对于波形要求较高，一般仅适用于实验室；频域方法适用性比较广，但是广泛使用的半功率法在功率谱半功率带宽较小时，会产生一定的误差，需要对谱图进行细化，并采用时间较长的采样数据。本次测试采用半功率法计算结构的阻尼比。2.2实测数据试验通过数据采集器测得的微风作用下加速度信号，转换成自功率谱后，可以得到结构一阶自振频率和阻尼比，见图3、图4。图3顾家塘基站实测频率及阻尼比
结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析
结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析屠海明1张帆2（1.同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司上海200092；2.中国铁塔股份有限公司北京100142）摘要：为了分析结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响，本文进行了阻尼比不同取值时风振系数的计算对比。结果表明风振系数随着结构阻尼比的增加而显著下降。然后根据上海某单管塔实测得到的阻尼比与规范规定的阻尼比取值，分别对该单管塔风荷载进行了计算对比。实测的阻尼比大于规范规定的取值，相应计算得到的风荷载也明显降低。这给单管塔的优化设计提供了参考依据。关键词：阻尼比单管塔风荷载引言近年来随着通信基站建设的发展，对通信塔的专业化、标准化提出了更高的要求。对于单管塔的设计和制作而言，起控制作用的荷载是风荷载，得到相对准确的风荷载设计值，对于每年数万座标准化生产的单管塔而言，具有很重要的经济意义。本文作者［1］根据2012年调整前后的荷载规范，对高耸结构的风荷载进行了分析与对比，并提出了《高耸结构设计规范》（GB 50135-2006）中风荷载部分条文的修改意见。但是以上分析没有专门涉及结构阻尼比对于风荷载计算的影响分析。同济大学何敏娟［2］等采用激振法对336m黑龙江电视塔进行了模态参数的实测和分析，实测结构一阶阻尼比为0.028，大于规范规定值0.02。同济大学闫祥梅等［3］对位于河北的辛安-衡水500kV线路工程的几座直线输电塔转角塔进行了环境脉动下的动力测试。同济大学设计院梁峰［4］对上海新国际博览中心展馆两侧的30m高钢结构灯杆进行了微风振动下的动力测试，得到了灯杆的自振频率和阻尼比。本文作者对上海移动两座单管塔进行了微风振动下的动力测试，并根据实测结果，与规范规定值对比，探讨结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响。1阻尼比对风荷载计算的影响结构阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是描述结构在振动过程中能量耗散的术语。引起结构能量耗散的因素很多，主要有：材料阻尼，周围介质对振动的阻尼，构的风致振动中，对于高耸结构的风振分析，比较准确的是采用频率域和时间域的动力分析方法。实际工程中，为了方便应用，按照荷载规范计算等效风荷载，用静力分析方法计算结构风效应。因此，结构阻尼比对风荷载计算的影响，主要体现在风振系数的计算上。《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）中风振系数的表达式为：其中：g为峰值因子；I10为10m高名义湍流强度；Bz为背景分量因子；共振分量因子R表示与频率有关的积分项，可按下列公式计算：其中：ζ1为结构阻尼比；f1为结构第1阶自振频率；kw为地面粗糙度修正系数；w0为基本风压。结构阻尼比对钢结构可取0.01，对有填充墙的钢结构房屋可取0.02，对钢筋混凝土及砌体结构可取0.05。修编后的《高耸结构设计规范》规定：“结构阻尼比可根据结构型式相应选取：对于单管塔可取0.01，构架式塔可取0.02，混凝土塔可取0.05。”由于单管塔相对一般房屋结构而言刚度较小，因此理论计算得到的风振系数较大。阻尼比差异对风荷载的计算也有较大影响。以上海地区38m单管塔为例，底部直径为1.32m，顶部直径为0.75m。基本风压为0.55kN/m2，第一振型自振周期为1.4s。不同地貌类别，阻尼比为0.01～0.05时，单管塔顶部风振系数见表1和图1。表1 38m单管塔顶部风振系数
Fig.1 Transformation ofwind vibration coefficient 2现场实测2.1现场测试受中国移动通信集团上海有限公司委托，对松华磊基站、顾家塘基站单管塔进行了现场检测。松华磊基站位于上海市松江区申港公路西侧，铁塔总高度为38m，为双轮景观塔，铁塔整体如图2所示。顾家塘基站位于上海市闵行区莘庄镇莘松公路青春路顾家塘村，铁塔总高度为42m。图2松华磊基站单管塔现场
Fig.3 Measured frequency and damping ratio of Gujiatang Monopole顾家塘基站铁塔第一振型自振周期为1.47s，阻尼比为1.83%。图4松华磊基站实测频率及阻尼比
Fig.4 Measured frequency and damping ratio of Songhualei Monopole松华磊基站铁塔第一振型自振周期为1.37s，阻尼比为1.83%。实测数据汇总见表2。表2实测周期和阻尼比