问题描述:
依据规范常规混凝土结构的阻尼比一般取0.05,钢结构的阻尼比一般取0.03。但是对于钢混结构,在反应谱分析时,如何确定结构的阻尼比?
解答:
SAP2000/ETABS中模态阻尼来源有三个部分:模态阻尼、材料阻尼、连接单元的阻尼,其详细介绍可以查看知识库文章“反应谱分析时结构模态阻尼的来源”。对于一般的混凝土结构或是钢结构,在反应谱分析时一般是通过“模态阻尼”中的“常数阻尼比”确定结构的阻尼。但是对于钢混结构,进行反应谱分析时,确定结构的常数阻尼比是比较困难的。此时可以通过指定“材料阻尼比”的方式来确定整体结构的阻尼比。
建模时,对于钢混结构可以将反应谱曲线的阻尼比可设置为0.05(或其他数值),模态阻尼则通过材料阻尼定义,如钢材的阻尼比设置为0.03,混凝土的材料阻尼比设置为0.05。注意,此时反应谱函数阻尼比与混合结构的实际阻尼比并不一致。
分析时程序首先会将材料阻尼转化为“复合模态阻尼”,得到结构各个振型下的阻尼。确定各阶模态阻尼后,程序将根据模型实际阻尼和反应谱函数的阻尼,自动调整反应谱函数值,使反应谱函数对应的阻尼与模态阻尼一致。并依据调整后的曲线确定各阶振型的地震影响系数,计算出各阶振型的地震力。反应谱曲线的调整方式可以参考知识库文章“函数阻尼比vs 模态阻尼比”。
以下图中的框架结构为例,简要介绍反应谱分析时阻尼比的设置。该模型第一层为混凝土结构,第二层为钢结构。定义反应谱曲线时,将阻尼比定义为0.05。反应谱工况中的工况阻尼设置为0,指定钢材的阻尼比为0.03,混凝土的材料阻尼比为0.05。
模型及反应谱曲线定义
材料阻尼的定义
运行分析,查看结果表格“Response Spectrum Modal
Information”,如下图所示。该表格中给出了模型各阶振型对应的阻尼比。