問題描述:
進行反應譜分析時,結構各階振型的阻尼是如何確定的?
解答:
SAP2000和ETABS中模態(tài)阻尼來源于三個部分:“模態(tài)阻尼”、“材料阻尼”、“連接單元的阻尼”。工況分析時,程序會將三個部分的阻尼相加作為結構總的阻尼,其數值需要小于1。
對于常規(guī)的混凝土結構或是鋼結構,其結構的阻尼比一般取定值,因此在進行反應譜分析時一般是通過“模態(tài)阻尼”來中的“常數阻尼比”來定義,“材料阻尼”和“連接單元阻尼”保持默認值為0。例如,對于常規(guī)的鋼結構僅需定義“常數阻尼比”為0.03如下圖所示,無需定義“材料阻尼”和“連接單元的阻尼”。

(1)模態(tài)阻尼
程序中“模態(tài)阻尼”共有三種定義方式:
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常數阻尼比:對所有模態(tài)指定恒定的阻尼比。
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基于周期或頻率的插值阻尼比:用戶在一系列頻率或周期的點上指定阻尼比,在指定點之間進行線性插值。在指定區(qū)域外,阻尼比將與最鄰近的指定點值相同。
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質量和剛度比例系數:模擬用于直接積分的比例阻尼,阻尼值不允許超過1。
另外,用戶可以任意指定阻尼覆蓋項,用于特定模態(tài)的特定阻尼代表值,它們將取代上面方法所確定的阻尼值。一般很少需要使用阻尼覆蓋項。
(2)材料阻尼。
如果在定義材料時在高級選項卡中定義了材料的阻尼(默認為0),如下圖所示,分析時該材料阻尼將被自動轉化為“模態(tài)阻尼”。轉化后的模態(tài)阻尼會忽略模態(tài)之間的交叉耦合,對于每個模態(tài),其相應的模態(tài)阻尼均不相同,其大小由不同材料構成的單元在每個模態(tài)下產生的變形決定。
(3)連接單元的阻尼
如果對連接單元/支座指定了線性有效阻尼,如下圖所示,該阻尼將被自動轉化為模態(tài)阻尼。該模態(tài)阻尼會忽略模態(tài)之間的交叉耦合效應。通常對于每一個模態(tài),該有效模態(tài)阻尼值均不相同,其大小由連接單元在每個模態(tài)下產生的變形決定。