問題描述:
依據(jù)規(guī)范常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比一般取0.05,鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比一般取0.03。但是對(duì)于鋼混結(jié)構(gòu),在反應(yīng)譜分析時(shí),如何確定結(jié)構(gòu)的阻尼比?
解答:
SAP2000/ETABS中模態(tài)阻尼來源有三個(gè)部分:模態(tài)阻尼、材料阻尼、連接單元的阻尼,其詳細(xì)介紹可以查看知識(shí)庫(kù)文章“反應(yīng)譜分析時(shí)結(jié)構(gòu)模態(tài)阻尼的來源”。對(duì)于一般的混凝土結(jié)構(gòu)或是鋼結(jié)構(gòu),在反應(yīng)譜分析時(shí)一般是通過“模態(tài)阻尼”中的“常數(shù)阻尼比”確定結(jié)構(gòu)的阻尼。但是對(duì)于鋼混結(jié)構(gòu),進(jìn)行反應(yīng)譜分析時(shí),確定結(jié)構(gòu)的常數(shù)阻尼比是比較困難的。此時(shí)可以通過指定“材料阻尼比”的方式來確定整體結(jié)構(gòu)的阻尼比。
建模時(shí),對(duì)于鋼混結(jié)構(gòu)可以將反應(yīng)譜曲線的阻尼比可設(shè)置為0.05(或其他數(shù)值),模態(tài)阻尼則通過材料阻尼定義,如鋼材的阻尼比設(shè)置為0.03,混凝土的材料阻尼比設(shè)置為0.05。注意,此時(shí)反應(yīng)譜函數(shù)阻尼比與混合結(jié)構(gòu)的實(shí)際阻尼比并不一致。
分析時(shí)程序首先會(huì)將材料阻尼轉(zhuǎn)化為“復(fù)合模態(tài)阻尼”,得到結(jié)構(gòu)各個(gè)振型下的阻尼。確定各階模態(tài)阻尼后,程序?qū)⒏鶕?jù)模型實(shí)際阻尼和反應(yīng)譜函數(shù)的阻尼,自動(dòng)調(diào)整反應(yīng)譜函數(shù)值,使反應(yīng)譜函數(shù)對(duì)應(yīng)的阻尼與模態(tài)阻尼一致。并依據(jù)調(diào)整后的曲線確定各階振型的地震影響系數(shù),計(jì)算出各階振型的地震力。反應(yīng)譜曲線的調(diào)整方式可以參考知識(shí)庫(kù)文章“函數(shù)阻尼比vs 模態(tài)阻尼比”。
以下圖中的框架結(jié)構(gòu)為例,簡(jiǎn)要介紹反應(yīng)譜分析時(shí)阻尼比的設(shè)置。該模型第一層為混凝土結(jié)構(gòu),第二層為鋼結(jié)構(gòu)。定義反應(yīng)譜曲線時(shí),將阻尼比定義為0.05。反應(yīng)譜工況中的工況阻尼設(shè)置為0,指定鋼材的阻尼比為0.03,混凝土的材料阻尼比為0.05。

模型及反應(yīng)譜曲線定義

材料阻尼的定義
運(yùn)行分析,查看結(jié)果表格“Response Spectrum Modal
Information”,如下圖所示。該表格中給出了模型各階振型對(duì)應(yīng)的阻尼比。
