建筑结构阻尼比选择
阻尼比一般取值范围
阻尼比一般取值范围
阻尼比是指振动系统中阻尼和惯性的相对影响程度。
它通常用
希腊字母ζ(zeta)表示。
阻尼比的一般取值范围取决于振动系统
的特性和所处的工程领域。
在工程实践中,阻尼比的典型取值范围
可以分为以下几种情况:
1. 零阻尼(ζ=0),在没有阻尼的情况下,振动系统会产生持
续的振荡,这种情况在理论上较为理想,但在实际工程中很少出现。
2. 低阻尼(ζ<0.2),低阻尼条件下,振动系统的振荡衰减较慢,振幅变化较大。
这种情况通常出现在需要保持振动能量的系统中,如桥梁和建筑物的结构振动。
3. 中等阻尼(0.2<ζ<0.7),在这个范围内,系统的振动会逐
渐衰减,振幅逐渐减小。
这种情况在大多数工程应用中都是较为理
想的。
4. 高阻尼(ζ>0.7),高阻尼条件下,振动系统的振荡会迅速
衰减,振幅几乎不会有明显的变化。
这种情况在需要快速消除振动
能量的系统中比较常见。
总的来说,阻尼比的一般取值范围在0到1之间,具体取值取决于具体的工程需求和系统特性。
在工程设计中,合理选择阻尼比是非常重要的,它直接影响着振动系统的稳定性、能量耗散和响应特性。
建筑结构计算模型中的阻尼比讨论
一
3 特殊结构 的阻尼选 取探讨
3 . 1 下 部 框 架结 构 上 部 门式 钢 结 构
建筑加层时往往会在 多层钢 筋混凝 土框架 结构 上再做
中 图 分 类 号 :T U 3 1 8 文 献标 志码 :A
蓝
文章编号 : 1 6 7 2— 4 0 1 1 ( 2 0 1 3 ) 0 6— 0 0 9 4— 0 2
Th e d i s s i u s s i o n o f d a mp i n g r a t i o o f S e i s mi c
的阻尼 比数值 ,切不可 忽视 阻尼 比取 值 ,否者得 到 的地 震 效应就 可能相差较大 。
当忽视结构 体系 的阻尼 比时 ,在高烈 度 区 ,甚至计 算
0 前
言
出来的地震 效应 可能相差 很大 。所 以 ,建 立结 构计算 模型
时 ,必须搞 清楚 阻尼 比的取值 。 在建 筑结 构模 型计算 中,抗震设 计是非 常重要 的一 个 环节 。在抗震 计算 中 ,阻尼是一 个很重 要 的研 究对 象 ,阻 尼的研究也是 非常复 杂的 问题 。阻尼 比跟建筑 结构体 系 的
Da mpi n g r a t i o; Ea r t hq u a ke r e s p o n s e s p e c t r um.
用反应谱来计算建 筑结构 的地震 效应 时 ,必须选 取适 合的
阻尼比。
当阻尼取值不 同时 ,地震 效应也 不一 样 ,有 时相差 很
大 。所 以,必须针对 具体 的结构体 系所用 材料 ,选 取合 适
建筑结构阻尼比
建筑结构阻尼比一、阻尼比用于表达结构阻尼的大小,是结构的动力特性之一,是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语,引起结构能量耗散的因素(或称之为影响结构阻尼比的因素)很多,主要有:(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。
结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。
综合各国情况,钢结构的阻尼比一般在0.01-0.02之间(单层钢结构厂房可取0.05),钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03-0.08之间。
以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中,采用的阻尼比的值。
在等效秥滞模态阻尼中,混凝土结构刚性较大,而且破坏过程(钢筋屈服和混凝土破碎)中也能够吸收大量能量;钢结构较为柔软主要通过弹塑性变形吸收能量,较混凝土而言脆断的可能性低得多,变形量也较大,一般认为10层以下的钢结构建筑物基本不会发生倒塌事故。
综上可以看出,钢结构体系变形大,破环程度小是其优势,钢结构抗震方面的优势更多是从材料较轻,承载力高,地震过程中弹塑性变形较大,基本不会发生断裂,构造措施(如柱间支撑)等方面表现出来的。
二、现行设计规范关于结构阻尼比的取值内容:GB50011-2010建筑抗震设计规范规定:第5.1.5条:建筑结构地震影响系数曲线(图5.1.5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求:1 除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,……。
其中专门规定有:8 多层和高层钢结构房屋中8.2 计算要点中第8.2.2条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的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。
钢框架阻尼比
钢框架阻尼比引言钢框架在建筑结构设计中具有广泛的应用,特别是在高层建筑和大型公共建筑中。
然而,钢框架的设计还需要考虑阻尼比的影响。
阻尼是由于结构振动而产生的能量耗散,其对结构的稳定性和安全性具有重要影响。
本文将介绍钢框架中的阻尼比,分析阻尼对结构设计和优化的影响,并给出阻尼比的计算方法。
一、钢框架中的阻尼比阻尼比是衡量结构振动能量耗散的指标,其反映了结构的阻尼性能。
在钢框架中,阻尼比的计算方法与其他类型结构相似,主要包括以下几种方法:1. 自然阻尼比:根据结构材料的物理性质,通过实验测量得到。
钢框架的自然阻尼比通常在0.01~0.04之间。
2. 比例阻尼比:根据结构的振动特性,通过振动方程计算得到。
钢框架的比例阻尼比可通过结构的位移-速度或位移-加速度函数计算得到。
3. 复阻尼比:考虑结构的多种阻尼机制,如粘弹性阻尼、磁阻尼等,通过复阻尼模型计算得到。
二、阻尼比对结构设计的影响阻尼比对钢框架的设计具有重要影响。
较低的阻尼比可以提高结构的承载能力和抗震性能,但同时也可能降低结构的稳定性。
因此,在设计钢框架时,需要综合考虑阻尼比的影响,合理选择阻尼类型和阻尼参数,以实现结构性能与稳定性的平衡。
三、阻尼比的计算方法钢框架的阻尼比计算方法可以分为两类:理论计算和实验测量。
理论计算主要依赖于结构的振动特性和材料性质,通过建立振动方程和能量守恒方程,可以计算得到阻尼比。
实验测量则通过测量结构的振动响应,结合阻尼理论,反推得到阻尼比。
两种方法各有优缺点,实际应用中需要根据具体情况选择合适的计算方法。
结论钢框架中的阻尼比对结构性能和稳定性具有重要影响。
为了实现钢框架设计的合理性和安全性,需要综合考虑阻尼比的影响,并选择合适的阻尼比计算方法。
随着结构振动理论和阻尼技术的不断发展,阻尼比的计算方法和应用将更加精确和完善。
阻尼比的取值
并非是钢结构都取0.02.要视结构形式而定.上海浦东国际机场工程对该航站楼屋盖钢结构模型作过地震振动台试验,得出结果,取0.035与实际符合较好.个人认为大跨空间钢结构应取0.035为宜;多高层钢结构应取0.02或0.035合适.建筑结构抗震规范 GB 50011-2001的8.2.2条也有说明,全文如下:钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超过12层的钢结构可采用0.035,对超过12层的钢结构可采用0.02;在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用0.05.
所以,钢结构的阻尼系数为多少不仅与其工作状态有关,还与结构分析时使用的模型有关。 概括起来说, 如果材料采用线性模型,构件工作在弹性阶段,阻尼系数取0.02~0.05,当应力较小时取偏小值,应力较大时取偏大值。 采用线性模型,构件工作在弹塑性阶段,阻尼系数取0.1~0.2,进入塑性化程度较浅时取小值,进入塑性化程度较深时取大值。 如果材料采用非线性模型,阻尼系数取0.01。
阿修罗 发表于 2004-6-14 19:36
具体取多少值主要判别条件应该是看结构所处的阶段,对高层建筑钢结构在弹性阶段,当房屋层数在12一下时取0.035,在12层以上时取0.020,在弹塑性阶段取0.05。对钢混组合结构取0.035。 在日本道路公团2005年版的设计要领中,关于阻尼做如下规定: 对于直接承受动荷载的桥梁上部结构,一般不希望其工作在弹塑性阶段,阻尼系数取0.02~0.03。 对于在大地震时可能工作在弹塑性阶段的钢下部结构,当其在弹性域范围内工作时,阻尼系数取0.03~0.05, 当其工作在弹塑性域,且采用等价线性化模型解析时,阻尼系数取0.1~0.2, 需要特别注意的是:采用非线性模型解析时,由于在恢复力模型中已经采用了非线性,材料非线性引起的能量耗散已自动被考虑,这时的阻尼系数为0.01。
建筑结构的阻尼研究
f1
1 0.06n
f1
1 0.07n
几幢高层建筑的自振特性
• 上海金茂大厦:420.5m,0.167Hz,0.831% • 上海森茂大厦:203.35m,0.283Hz,2.37% • 上海建设大厦:173.1m,0.469Hz,3.22% • 上海凯旋门大厦:100m,0.557Hz,1.36% • 上海环球金融大厦:492m,0.157Hz,0.42%
日本地区筋混凝土结构
98.9 1
H
R 0.22
1.48 f 0.25
R2 0.660
各类结构自振频率统计
• 砌体、底框结构 • 框剪、 剪力墙结构 • 框架结构(填充墙多) • 框架结构(填充墙少) • 超高层结构
1 f1 0.05n
f1
1 0.05n
1 f1 0.055n
4.62% 5.86%
18
5.86% 3.35% 2.13% 60
4.32%
30
4.60%
65
2.74% 5.62%
15
编号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
名称
嘉定校区 教学C楼
地面交通 风洞中心
经济与管 理学院
瑞光电气 综合楼
上海交大 东下院
交大机动 学院A楼
上海交大 图书馆
建筑结构的阻尼研究
主讲人:施卫星 教授
土木工程学院·结构工程与防灾研究所
建筑结构的阻尼研究
一、建筑结构的阻尼研究 二、舒适度与阻尼 三、阻尼减振
建筑结构的阻尼研究
采用的仪器及分析系统 传感器
Lance系列压电式加速度传感器,灵敏度为49V/g,量 程为0.1g,频率范围为0.05-500 Hz,分辨率0.000002g。
框架结构黏滞阻尼器附加阻尼比的计算对比
框架结构黏滞阻尼器附加阻尼比的计算对比摘要:随着建筑地震下使用要求的提高,工程设计中采用减隔震装置将会越来越频繁。
减震结构设计中采用的附加阻尼比依赖于时程算法,而各软件内置算法有一定区别,本文分别采用YJK和ETABS对某框架结构黏滞阻尼器提供的附加阻尼比进行计算,采用不同计算路径及不同参数,对比了几种算法结果,给工程师的减震设计提供一定的参考。
关键词:多遇地震,减震,黏滞阻尼器,软件对比0、背景2021年住建部发布了国务院令744号文《建设工程抗震管理条例》,其中明确要求位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广播电视等建筑应当按照国家有关规定采用隔震减震等技术,保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。
该条例大幅提高了以上八大类结构的设计要求,并明确提到了应采取减隔震措施。
因此,减隔震结构的设计方法将成为结构工程师的必修课。
为系统理解采用黏滞阻尼器的减震结构设计逻辑,本文选用某高中宿舍作为设计模型,分别采用ETABS以及YJK,对黏滞阻尼器结构设计时附加阻尼比的计算进行分析。
一、减震结构设计逻辑目前,在结构设计方面,振型分解反应谱法为成熟且安全可行的常规算法,其保证度较高。
而时程分析,由于地震波存在随机性和不确定性,以特定地震作用分析得到的结果,不能作为设计配筋依据,只能用来校核结构在选用地震波下是否能够满足设计要求。
而阻尼器对结构能够提供的附加阻尼来自消能构件耗能,与具体的外力作用有关,具有非线性特征,需要通过时程分析确定。
因此,减震结构的设计方法采用等效弹性振型分解反应谱法,且将阻尼器对结构整体提供的阻尼作用作为附加阻尼比,加入振型分解反应谱法的计算中,并以此计算结果为配筋依据。
此外,实际阻尼器提供的附加阻尼在结构中并非均匀分布,为了实现其在地震作用下耗能的目的,需要保证阻尼器及周边子结构等重要构件的有效性。
舒适度验算的结构阻尼比
舒适度验算的结构阻尼比
结构阻尼比对于提高建筑物的舒适度非常重要。
在建筑物发生震动时,较高的阻尼比可以使震动的幅度和持续时间减少,从而减轻人体的不适感和损伤。
在舒适度验算中,结构阻尼比是一个至关重要的参数。
通过对建筑物进行振动测试,结构工程师可以确定建筑物的结构阻尼比,并根据测试结果改进建筑物的防震性能。
在实际工程中,为了确保建筑物的舒适度,结构阻尼比需要满足一定的要求。
一般认为,建筑物的结构阻尼比应该在5%至10%之间。
如果阻尼比太低,建筑物将很难抵御震动;如果阻尼比太高,建筑物将变得太刚硬,从而影响舒适度。
因此,在设计建筑物时,需要对结构阻尼比进行充分的考虑,以确保建筑物在受到外界激励时能够提供足够的阻尼能力,确保建筑物的舒适度和安全性。
- 1 -。
建筑结构阻尼比选择
建筑结构阻尼比一、阻尼比用于表达结构阻尼的大小,是结构的动力特性之一,是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语,引起结构能量耗散的因素(或称之为影响结构阻尼比的因素)很多,主要有:(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。
结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。
综合各国情况,钢结构的阻尼比一般在0.01-0.02之间(单层钢结构厂房可取0.05),钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03-0.08之间。
以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中,采用的阻尼比的值。
在等效秥滞模态阻尼中,混凝土结构刚性较大,而且破坏过程(钢筋屈服和混凝土破碎)中也能够吸收大量能量;钢结构较为柔软主要通过弹塑性变形吸收能量,较混凝土而言脆断的可能性低得多,变形量也较大,一般认为10层以下的钢结构建筑物基本不会发生倒塌事故。
综上可以看出,钢结构体系变形大,破环程度小是其优势,钢结构抗震方面的优势更多是从材料较轻,承载力高,地震过程中弹塑性变形较大,基本不会发生断裂,构造措施(如柱间支撑)等方面表现出来的。
二、现行设计规范关于结构阻尼比的取值内容:GB50011-2010建筑抗震设计规范规定:第5.1.5条:建筑结构地震影响系数曲线(图5.1.5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求:1 除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,……。
其中专门规定有:8 多层和高层钢结构房屋中8.2 计算要点中第8.2.2条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的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。
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。
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。
风荷载下结构阻尼比
风荷载下结构阻尼比引言结构阻尼比是指结构在受到外部荷载作用时,能量的耗散能力与结构刚度的比值。
在结构抗震设计中,阻尼比是一个非常重要的参数,尤其是在考虑风荷载时。
本文将从概念、计算方法、影响因素、设计准则等方面对风荷载下结构阻尼比进行详细探讨。
概念结构阻尼比是表示结构的能量耗散特性的一种参数。
它反映了结构对外界激励的响应快慢程度以及能量消散的能力。
在风荷载下,结构的阻尼比可以通过多种途径计算得到,如基于质量阻尼比、基于能量阻尼比以及基于幅值阻尼比等。
计算方法1.基于质量阻尼比的计算方法:–使用结构质量的一部分进行计算,常用的公式为:阻尼比 = (质量阻尼)/(临界阻尼)。
–临界阻尼是指结构在自由振动状态下损失的阻尼力与其峰值阻尼力的比值。
2.基于能量阻尼比的计算方法:–将结构振动的能量耗散能力与总能量进行比较,常用的公式为:阻尼比 = (能量耗散能力)/(总能量)。
3.基于幅值阻尼比的计算方法:–结构的劲度系数与阻尼系数之比,常用的公式为:阻尼比 = (阻尼系数)/(劲度系数)。
影响因素风荷载下结构阻尼比受多种因素影响,主要包括以下几点: 1. 结构材料的特性:不同材料具有不同的阻尼能力,例如钢材一般具有较高的阻尼能力,而混凝土则相对较低。
2. 结构形式及刚度:结构形式和刚度对结构的阻尼比具有显著影响,通常,柔度大的结构具有更高的阻尼比。
3. 结构连接方式:连接节点的类型及其刚度也会对结构阻尼比产生一定的影响。
4. 风荷载大小和频率:风荷载的大小和频率对结构的振动响应有着直接的影响,从而影响结构的阻尼比。
设计准则在风荷载下的结构设计中,阻尼比的选取需要符合一定的规范和准则,以确保结构的安全性和有效性。
常见的设计准则包括: - 欧洲风荷载规范(Eurocode):针对风荷载下建筑结构的设计规范,其中关于阻尼比的计算和选取有详细的说明。
- 美国建筑抗震设计规范(ASCE 7):包括风荷载和地震荷载的设计规范,对阻尼比的计算和选取也有相应要求。
钢筋混凝土的阻尼比
钢筋混凝土的阻尼比阻尼比是描述材料抵抗振动的能力的一个重要参数。
在结构工程领域中,阻尼比对于设计建筑物的抗震性能至关重要。
钢筋混凝土作为一种常用的建筑材料,其阻尼比对于提高建筑物的抗震能力具有重要意义。
阻尼比可以理解为材料在振动过程中损耗能量的能力。
它与结构的刚度和耗能机制密切相关。
在地震或其他外力作用下,建筑物会产生振动,如果没有合适的阻尼机制来消耗振动能量,就会对建筑物产生严重的损害。
因此,合理选择和设计阻尼比成为建筑工程中的重要任务之一。
钢筋混凝土的阻尼比与其内部的材料和结构有关。
混凝土本身具有较好的阻尼性能,可以通过适当的掺入某些添加剂来增加其阻尼比。
此外,钢筋混凝土结构的刚度和耗能机制也会影响阻尼比的大小。
钢筋混凝土结构的刚度主要由混凝土和钢筋的弹性模量决定。
弹性模量越大,刚度越高,阻尼比就越小。
而耗能机制则是通过在结构中引入可塑性变形来消耗振动能量。
例如,在柱子和梁之间设置适当的铰链,可以使结构在振动过程中发生可控的塑性变形,从而提高阻尼比。
在实际工程设计中,需要根据具体的结构类型和设计要求来确定钢筋混凝土的阻尼比。
一般来说,住宅和商业建筑的阻尼比较低,一般在2%到5%之间。
而对于重要的公共建筑,如医院、学校和高层建筑等,阻尼比需要更高,一般在5%到10%之间。
提高钢筋混凝土的阻尼比除了通过调整材料和结构的参数外,还可以采用其他的技术手段。
例如,可以在建筑物的结构中设置阻尼器或阻尼墙,通过增加阻尼器的摩擦力或墙体的阻尼效应来提高整体的阻尼比。
此外,还可以利用土木工程中的阻尼器、调谐质量阻尼器等技术来增加建筑物的阻尼性能。
钢筋混凝土的阻尼比是影响建筑物抗震性能的重要因素之一。
合理选择和设计阻尼比可以提高建筑物的抗震能力,减少地震灾害对建筑物的破坏。
在工程实践中,需要综合考虑结构的刚度、耗能机制以及其他技术手段,以获得合适的阻尼比。
通过不断的研究和实践,我们可以进一步提高钢筋混凝土结构的抗震能力,为人们提供更安全、稳定的生活和工作环境。
结构阻尼比
结构阻尼比
结构阻尼比是建筑学领域的一项重要指标,用来衡量建筑物的耐震性能。
通常情况下,结构阻尼比越大,建筑物的耐震性能就越好。
在衡量建筑的耐震性能时,结构阻尼比是一个非常重要的指标,建筑中的某些部位,如梁、柱、墙、基础和地震抗碰撞设施等,有可能发生的震害的强度阻尼比各不一样,也cc对建筑耐震性能有着重要影响。
结构阻尼比主要分为层数材料类型结构阻尼比和技术工艺结构阻尼比两大类。
层数材料类型结构阻尼比是根据地基或物料类型的不同,从层数、材料、结构等方面计算出结构阻尼比。
一般来说,地基材料比较厚实,抗震性好,如砌体石墙、钢筋混凝土墙等结构,其结构阻尼比更高;而物料较薄,抗震性差的结构,如轻钢混凝土板、框架结构、木结构等,其结构阻尼比更低。
技术工艺结构阻尼比是根据建筑结构的设计细节,以及对结构材料应用技术措施,如用橡胶接头、附加支座、冲击减震器等,来提高建筑物结构阻尼比。
综上所述,结构阻尼比是衡量建筑物耐震性能的重要指标,将结构阻尼比作为建筑物耐震性能设计的考量因素之一,可以更有效的提升建筑物的耐震性能及其稳定性,来防止建筑物发生隐患,减少地震造成的损失。
模态阻尼比和结构阻尼比
模态阻尼比和结构阻尼比模态阻尼比和结构阻尼比,听起来有点儿复杂对吧?其实呢,它们在我们的生活中可没那么神秘,咱们今天就来聊聊这两位“朋友”的故事。
想象一下,咱们的家像是一位老大爷,经历了风风雨雨,岁月也在他身上留下了痕迹。
大爷的身体能否扛得住这些颠簸,就得靠他里面的“阻尼”了。
模态阻尼比和结构阻尼比就是这位老大爷的体检报告,分别评估了他在不同情况下的“韧性”。
模态阻尼比,简单来说,就是分析大爷在特定的“舞蹈动作”时,能否稳定地舞动起来。
比如,当他在阳光下转圈圈,咱们得看看他能不能稳稳当当,不被风吹得东倒西歪。
就好比你在跳舞时,保持平衡的感觉,模态阻尼比就是在告诉你:嘿,别担心,这个舞步我能掌握。
接下来聊聊结构阻尼比。
想象大爷有个老房子,时间久了,风吹雨打,他的房子就像一位不太听话的小孩,时不时摇摇晃晃。
结构阻尼比就像是帮大爷检测房子的“抗震能力”。
当外面狂风暴雨,房子能不能稳住,不至于让大爷的茶杯摔落在地,那就是结构阻尼比的作用。
就像当我们看到一栋大楼在大风中摇摆,心里默默祈祷它别倒下,那种感觉其实就是在关注结构阻尼比。
一个高的结构阻尼比,意味着这栋房子抗压能力强,能抵挡各种考验。
嘿,这里有个有趣的事情哦,模态阻尼比和结构阻尼比并不是孤军奋战的,咱们的建筑和工程师们得时常“对话”。
在设计的时候,工程师会先考虑模态阻尼比,确保在不同的使用状态下,结构能保持稳定。
然后,他们会关注结构阻尼比,确保在大风或者地震时,整个结构都能“顶住”。
所以说,二者就像是一个团队,缺一不可。
模态和结构就像“水和火”,一不小心可能会引发“大火”。
哎呀,这可是个技术活呢,得靠心思和经验。
我们也会听到一些技术术语,比如“自然频率”。
这就像是大爷最喜欢的音乐节奏,他在这个节奏下能表现得最好。
如果外界的力量频率与大爷的自然频率相同,他就会开始摇摆,这个时候模态阻尼比就很重要了,能够帮助他稳定下来。
结构阻尼比在这时候则确保他身边的房子也不会因为这个摇摆而跟着出问题。
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。
钢结构阻尼比取值
钢结构阻尼比取值钢结构阻尼比取值是钢结构设计中的一个重要参数,对钢结构的抗震能力、震动响应和安全性能有着重要的影响。
本文将从阻尼比的概念、影响因素以及如何选择合适的阻尼比等方面进行详细介绍。
一、阻尼比的概念阻尼比是描述结构振动时能量耗散情况的参数,通常用符号ξ表示。
阻尼比越大,结构的振动抑制能力越强,但相应地结构的响应时间就会变长。
一般来说,阻尼比越小,能量耗散就越少,结构的振动抑制能力就越弱,但是相应地结构的响应时间就越短。
二、影响阻尼比的因素1.结构材料的阻尼特性:不同材料在振动过程中阻尼特性不同,其中钢材和混凝土材料的阻尼特性较好。
2.结构物的构造形式:不同形式的结构物所产生的振动模式、自振频率和振幅不同,同样会影响结构的阻尼比。
3.地基土质条件:地基土质的刚度和阻尼特性也会对结构的阻尼比产生影响。
4.结构件的质量和刚度:结构件的质量和刚度大小也会对结构的阻尼比产生影响。
三、如何选择合适的阻尼比按照设计规范的规定,阻尼比的取值范围为0.01到0.1之间。
通常在进行钢结构设计的时候,应根据结构工况、振动级别、结构体系和受力性质等因素对阻尼比进行合理取值,具体如下:1.住宅建筑:对于简単的住宅建筑,建议采用阻尼比0.03左右。
2.商业建筑:商业建筑属于复杂的结构体系,其振动模态也比较复杂,建议采用阻尼比0.05至0.07左右。
3.工业建筑:工业建筑多为大跨度、高层次的结构,建议采用阻尼比0.07至0.1左右。
4.大型场馆:大型场馆不仅是复杂的结构体系,而且需要考虑人员密集的情况,建议采用阻尼比0.1左右。
综上所述,钢结构阻尼比的取值范围是0.01到0.1之间。
在进行设计时,应根据实际情况结合经验进行合理取值,以提高结构的抗震能力、震动响应和安全性能。
钢结构阻尼比
钢结构阻尼比导言钢结构在现代建筑中有着广泛的应用。
为了能够在地震等自然灾害中保持建筑物的稳定性和安全性,钢结构的抗震性能显得尤为重要。
在设计钢结构时,阻尼比是一个关键参数,它对结构的抗震能力有着重要影响。
本文将介绍阻尼比的概念、计算方法以及其在钢结构设计中的应用。
1. 阻尼比的概念阻尼比是描述结构某一阶谐振的衰减程度的一个参数。
在钢结构中,阻尼比通常是指结构在地震活动中的能量耗散能力。
阻尼比越大,结构的振动衰减越快,抗震能力越强。
2. 阻尼比的计算方法钢结构的阻尼比可以通过实验测定或计算得到。
常见的计算方法有以下几种:2.1 预设阻尼比在设计钢结构时,可以根据经验和规范要求预设一个合适的阻尼比。
常见的预设阻尼比值为0.02至0.08。
2.2 等效阻尼比等效阻尼比是根据结构的动力特性,将结构中的各种阻尼形式统一转化为与其等效的阻尼。
等效阻尼比的计算一般采用能量法,具体计算方法较为繁琐,需要结构的动力特性参数作为输入。
2.3 柔性结构的阻尼比柔性结构通常指相对于刚性结构而言,具有一定变形能力的结构。
在柔性结构中,由于结构的变形能力可以吸收一部分地震能量,其阻尼比一般较小,通常取0.02至0.05。
2.4 刚性结构的阻尼比刚性结构指刚度较大,变形能力较小的结构。
在刚性结构中,由于结构的变形能力有限,其阻尼比一般较大,通常取0.05至0.08。
3. 钢结构阻尼比的应用在钢结构设计中,合理选择和确定阻尼比对于提高结构的抗震能力至关重要。
以下是钢结构阻尼比在设计中的应用:1.抗震设计:结构的阻尼比与结构的抗震性能密切相关。
通过合理选择阻尼比,可以使结构在地震中的响应控制在安全范围内。
2.结构优化:在进行钢结构优化设计时,阻尼比是一个重要的优化参数。
通过优化阻尼比,可以达到结构功能和经济性的最佳平衡。
3.结构监测与评估:通过对结构的实时监测和评估,可以获取结构的振动特性和阻尼比等参数,为结构的维护和保养提供依据。
建筑结构设计:钢支撑-混凝土框架结构有哪些抗震计算要求?
建筑结构设计:钢支撑-混凝土框架结构有
哪些抗震计算要求?
1、结构的阻尼比不应大于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。
2、钢支撑框架部分的斜杆,可按端部铰接杆计算。
当支撑斜杆的轴线偏离混凝土柱轴线超过柱宽1/4时,应考虑附加弯矩。
3、混凝土框架部分承担的地震作用,应按框架结构和支撑框架结构两种模型计算,并宜取二者的较大值。
4、钢支撑-混凝土框架的层间位移限值,宜按框架和框架-抗震墙结构内插。
1。
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建筑结构阻尼比
一、阻尼比用于表达结构阻尼的大小,是结构的动力特性之一,是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语,引起结构能量耗散的因素(或称之为影响结构阻尼比的因素)很多,主要有:(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。
结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。
综合各国情况,钢结构的阻尼比一般在0.01-0.02之间(单层钢结构厂房可取0.05),钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03-0.08之间。
以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中,采用的阻尼比的值。
在等效秥滞模态阻尼中,混凝土结构刚性较大,而且破坏过程(钢筋屈服和混凝土破碎)中也能够吸收大量能量;钢结构较为柔软主要通过弹塑性变形吸收能量,较混凝土而言脆断的可能性低得多,变形量也较大,一般认为10层以下的钢结构建筑物基本不会发生倒塌事故。
综上可以看出,钢结构体系变形大,破环程度小是其优势,钢结构抗震方面的优势更多是从材料较轻,承载力高,地震过程中弹塑性变形较大,基本不会发生断裂,构造措施(如柱间支撑)等方面表现出来的。
二、现行设计规范关于结构阻尼比的取值内容:
GB50011-2010建筑抗震设计规范规定:
第5.1.5条:建筑结构地震影响系数曲线(图5.1.5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求:
1 除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,……。
其中专门规定有:
8 多层和高层钢结构房屋中8.2 计算要点中第8.2.2条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的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。
9 单层工业厂房中9.2 单层钢结构厂房中第9.2.5条····单层厂房的阻尼比,可依据屋盖和围护墙的类型,取0.045~0.05。
其中条文说明:9.2.5 通常设计时,单层钢结构厂房的阻尼比与混凝土柱厂房相同。
本次修订,考虑到轻型围护的单层钢结构厂房,在弹性
状态工作的阻尼比较小,根据单层、多层到高层钢结构房屋的阻尼比由大到小变化的规律,建议阻尼比按屋盖和围护墙的类型区别对待。
10 空旷房屋和大跨屋盖建筑中第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。
其中条文说明:本条规定了整体、协同计算时的阻尼比取值。
屋盖钢结构和下部混凝土支承结构的阻尼比不伺,协同分析时阻尼比取值方面的研究较少。
工程设计中阻尼比取值大多在0.025~0.035间,具体数值一般认为与屋盖钢结构和下部混凝土支承结构的组成比例有关。
根据位能等效原则提供两种计算整体结构阻尼比的方法,供设计中采用。
方法一:振型阻尼比法。
方法二:统一阻尼比法。
高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010中11混合结构设计中第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。
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程:CECS102-2002中3.1 设计原则中3.1.6 门式刚架轻型房屋钢结构的地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。
抗震验算时,结构的阻尼比可取0.05。
构筑物抗震设计规范GB 50191-2012中第5.1.9 构筑物的阻尼比除本规范另有规定外,其余均可按0.05采用。
第7.2.1 钢框排架结构的阻尼比可取0.03。
第8.2.2锅炉钢结构在多遇地震下的阻尼比,对于单机容量小于
25MW的轻型或重型炉墙锅炉可采用0.05,对于…….。
第9.2.4 钢筒仓在多遇地震下的阻尼比可取0.03,在罕遇地震下的阻尼比可取0.04。
第10.2.3钢筋混凝土井架的阻尼比可取0.05。
钢井架在多遇地震下的阻尼比可取0.03,在罕遇地震下的阻尼比可取0.04。
第11.2.3钢筋混凝土井塔的阻尼比可取0.05。
钢井塔在多遇地震下的阻尼比可取0.03,在罕遇地震下的阻尼比可取0.04。
第13.2.7电视塔阻尼比可按表13.2.7选取。
根据以上规范规定,除以上列出的结构外,阻尼比基本取0.05。
考虑扭转耦联振型的情况
首先,计算结构的耦联振型时,与后面要计算哪个方向的地震作用,是两个完全独立的过程,即便后面仅仅选择计算一个方向的地震作用,比如X方向,这时统计各层地震作用标准值时依然要采用考虑每层三个自由度的耦联振型,因为结构的耦联振型是结构的固有特性,不会因为要计算哪个方向的地震作用而发生改变。
振型分解反应谱法的实质就是得到固有特性(振型),再利用求解得到的振型去统计地震作用,就是地震荷载当量,有了地震荷载当量,计算地震内力是一个静力求解过程,所以用振型分解反应谱法算地震内力,结构从来没真正的“振动”起来。
真正振动起来的情况是动力时程分析。
结构的每阶振型都会对在各个自由度的各个方向上形成一个地震荷载当量,对结构施加该振型的所有地震荷载当量进行一个静力分析,就可以得到该振型造成的地震效应值(例如截面弯矩、剪力等)。
依次类推,每阶振型都能得到其对应的效应值。
而实际的地震效应值肯定要综
合考虑各阶振型的耦合,这就有了高规中的3.3.11-5式,把各阶振型的地震效应值通过这种特定的方式累加起来,当然累加计算的方式主要涉及到各阶振型的周期和振型阻尼。
从这个角度来说,通过振型分反应谱法计算地震内力,有两次涉及到“耦合”,第一次是计算振型的时候,考虑了各楼层的转角自由度,是一个考虑平动和扭转变形耦合的振型求解过程,第二次“耦合”就是确定了各阶振型的地震内力后,通过3.3.11-5式耦合得到实际的地震内力(地震效应值)。
综上所述,振型分解反应谱的特点就是求振型和求地震内力是两个几乎不关联的过程,方法是固定的,satwe也不例外,所以设置satwe参数时就知道了地震作用计算方法里面的“总刚”和“侧刚”的真实含义,就是用来做振型分解和统计地震当量荷载的,选择总刚算法,结构模型中的每个节点的每个自由度都会给统计一个当量荷载,选择侧刚算法,按照每个楼层三个自由度考虑。
地震当量荷载确定之后,就是静力求解了,静力求解同样会涉及到结构的刚度矩阵,如果前面计算地震作用采用的
是“总刚”算法,其实结构的刚度矩阵已经有了,甚至是完成矩阵分块的一个总刚,这样静力求解可以直接用它,加上位移边界,就可以求解节点位移,进而计算梁、柱、墙、弹性板内力。