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跟巫博士（巫振弘）閑聊，他問(wèn)：“能不能用SAUSAGE模擬自由振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)阻尼比呢？”是哦，不錯(cuò)的主意，數(shù)值試驗(yàn)也是一種方法啊，回到辦公室，趕緊試了一下。 1、抗震結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 選取某53層框剪結(jié)構(gòu)，如圖1所示，施加加速度脈沖，峰值為220cm/s2，持時(shí)2s，總加載時(shí)長(zhǎng)30s，如圖2所示，采用振型阻尼，阻尼比取5%，進(jìn)行彈性時(shí)程分析，輸出圖1紅圈標(biāo)注的節(jié)點(diǎn)位移時(shí)程曲線，如圖3所示。 圖1 框剪結(jié)構(gòu) 圖2 加速度脈沖 圖3 阻尼比為5%時(shí)頂點(diǎn)位移時(shí)程曲線 如果將頂點(diǎn)自由振動(dòng)衰減看作單自由度體系自由振動(dòng)，我們可以根據(jù)振幅指數(shù)衰減規(guī)律計(jì)算體系的阻尼比，在小阻尼時(shí)（ξ＜20%），
取圖3中紅圈標(biāo)識(shí)的兩個(gè)峰值點(diǎn)ui=1.412m，ui+j=0.197m， j=6，代入公式1得ξ≈5.22，與初始設(shè)置阻尼比5%相近。 圖4 阻尼比為0時(shí)頂點(diǎn)位移時(shí)程曲線 將初始振型阻尼比設(shè)為0，重新分析得頂點(diǎn)位移時(shí)程曲線如圖4所示，節(jié)點(diǎn)位移幅值基本無(wú)衰減，可見(jiàn)SAUSAGE數(shù)值模擬是可靠的。
選取某34層剪力墻結(jié)構(gòu)，如圖5所示，每層布置6個(gè)墻式剪切型阻尼器，如圖6所示，施加加速度脈沖，峰值為400cm/s2，持時(shí)2s，總加載時(shí)長(zhǎng)50s，采用振型阻尼，阻尼比取5%，進(jìn)行彈性時(shí)程分析，輸出圖5紅圈標(biāo)注的節(jié)點(diǎn)位移時(shí)程曲線，如圖7所示。 圖5 減震結(jié)構(gòu) 圖6 減震結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層 圖7 阻尼比為5%時(shí)頂點(diǎn)位移時(shí)程曲線 取圖7中紅圈標(biāo)識(shí)的兩個(gè)峰值點(diǎn)，ui=0.829m，ui+j=0.091m， j=6，代入公式1得ξ≈5.87%，扣除初始阻尼比5%，阻尼器附加阻尼比為0.87%。 根據(jù)能量圖計(jì)算阻尼器的附加等效阻尼比為0.8%，如圖8所示，可見(jiàn)兩種方法得到的阻尼比相差不大。
圖8 能量圖及附加等效阻尼比 將初始振型阻尼比設(shè)為0，重新分析得頂點(diǎn)位移時(shí)程曲線如圖9所示，取圖9中紅圈標(biāo)識(shí)的兩個(gè)峰值點(diǎn)，ui=1.135m，ui+j=0.626m， j=12，代0.79%。
圖9 阻尼比為0時(shí)頂點(diǎn)位移時(shí)程曲線 由以上分析可見(jiàn)，在頂點(diǎn)振動(dòng)可以近似看作單自由度體系振動(dòng)的情況下，可以根據(jù)自由振動(dòng)頂點(diǎn)位移曲線衰減規(guī)律計(jì)算結(jié)構(gòu)阻尼比，該方法快捷可靠。 [1] 巫振弘，薛彥濤，王翠坤，高杰，程小燕. 多遇地震作用下消能減震結(jié)構(gòu)附加阻尼比計(jì)算方法[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 第34卷第12期, 2013年12月. |
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