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钢结构的阻尼比

发布日期:2016年2月17日 浏览:865次

  【钢结构抗阻尼比规范】

  2001规范的阻尼比按12层划分:12层以下为0.035;12层以上为0.02。新规范反映了随房屋高度增大阻尼比减小的规律,并考虑设计上的需要,对钢结构阻尼比进行了细分,其规定为: 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时可取0.02。同时注明,当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50% 时,其阻尼比可相应增加0.005。至于采用约束屈曲支撑的钢结构,其阻尼比应按消能减震设计的要求处理。还要注意,按新规范第5章的修订,阻尼比小于0.05的结构,其地震作用比2001规范有所减小,阻尼比为0.02 时最大降低的幅度可达18%。

  对结构基本处于弹性状态的的情况,各国都根据本国的实测数据并参考别国的资料,按结构类型和材料分类给出了供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,对于钢-混凝土结构则根据钢和混凝土对结构整体刚度的贡献率取为0.025-0.035。

  对于一些常见的材料的损耗因子(对于材料,常称之为损耗因子,一般可以通过特定关系转换为阻尼比),可以参考如下数值 :钢、铁:1E-4~6E-4,铝:1E-4;铜:2E-3;粘弹性材料:0.2~5;软木塞:0.13~0.17;混凝土:0.015~0.05,等等

  【钢结构抗阻尼比选取】

  钢结构抗震计算的阻尼比选取是多少?

  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。

  4、新抗规指出:混凝土结构支撑的钢网架结构整体计算时,阻尼比取0.03。

  【阻尼比符合规定参考】

  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。

  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。

  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。

  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。

  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

  【解析】

  阻尼比是计算地震作用的一个必不可少的参数。实测表明,多层和高层钢结构房屋的阻尼比小于钢筋混凝{结构的阻尼比;同时ISO规定,低层建筑阻尼比要大于高层建筑阻尼比。

  《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第8.2.2条根据试验结果适当放宽了钢结构阻尼比,反映了随房屋高度增大阻尼比碱小的规律。至于采用屈曲约束支撑的钢结构,其阻尼比按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第12章消能减震结构的规定采用。

  采用该阻尼比后,地震影响系数均按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第5章的规定采用。

  【个人建议】

  单纯讨论钢结构的阻尼比无实质意义,这主要是阻尼比涉及到地震作用的问题,阻尼比大地震作用自然的要大,反之要小。但是对钢结构来说,弹性阶段(不考虑由耗能减震装置),阻尼比比0.05小,这是一定的,但具体数值的确定,如0.02、0.035等还有一部分经验的原因在里面。总之弹性阶段钢结构的地震作用要大,但为什么现在很多学者认为我国钢结构的地震作用取值较大呢,我认为这是因为在钢结构进入弹塑性阶段后,阻尼比变大,且还能发挥其耗能能力好的特点,相比之下,混凝土结构在该方面的性能要小很多,并且具有破坏性的地震均会使结构进入弹塑性。这是我们要考虑钢结构地震作用降低的原因。

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