罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构阻尼问题探讨.pdf

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罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构阻尼问题探讨杨志勇1，黄吉锋1，田家勇2引言dampingdynamicmethod基于性能设计的弹塑性静力推覆分析方法(pushover)和仿真的弹埋性动力时程分析方法已经获得了较多的工程应用，弹坦性分析方法为工程设计人员了解建筑结构罕遇地震性能提供了可靠的量化依据。从弹析方法中阻尼问题进行了探讨，希望通过一些算例分析和理论探讨突出该问题对于计算结果的影响，引起理地震工程与工程振动文章编号：1000—1301(2009)06—0115一06Oninelastic-plasticstaticandunderearthquakesmethod．Finally，we塑性分析方法的工程应用中我们也发现了一些亟待解决的基本理论和计算方法方面的问题，这些问题的进一步解决是推动罕遇地震量化分析方法更加可信和得到更广泛工程应用的基础。本文主要针对罕遇地震分第29卷第6期2009年12月EARTHQUAKE摘要：本文针对罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构的阻尼问题进行了一些算例和理论方面的探讨。总结了现有“规范”对于结构阻尼方面的规定；针对实际的高层混凝土和高层钢结构算例，探讨了各性能设计阶段结构等效阻尼比的变化情况，以及弹翅性阻尼对于结构静力推覆分析和能力谱方法计算结果的影响；探讨了不同的阻尼比对于罕遇地震弹性和弹塑性动力时程分析结果的影响；指出了将Rayleigh阻尼自然推广到弹塑性动力时程分析中所存在的问题；本文提出了实时阻尼比概念，通过算例分析表明可以较好地改进罕遇地震弹塑性动力时程分析中的阻尼问题。关键词：实时阻尼比；罕遇地震；静力推覆分析方法；弹坦性动力时程分析方法中图分类号：TU315．966文献标志码：AJifon91，TIANJiayon92examples．Weelasto—plasticmethod．Wemethod；elastoplastic作者简介：杨志勇(1974一)男，副研究员，博士，主要从事建筑结构弹塑性分析方法的研究．E-mail：yangzhiyong@cabrtech．ⅢnJOURNAL(1．中国建筑科学研究院建筑结构研究所，北京100013；2．中国地震局地壳应力研究所，北京100085)rareYANGZhiyon91，HUANG(1．ChinaResearch，BeijingAdministration。Beijing100085，China)Abstract：Theauthorsdiscusstheelasto-plasticwithsomestudyregulationsaboutChineseSeismicCode．Byusingsteelexamples，weeffectofequivalentratiopushovercapacity—demand—diagramelastictimehistorypointproblemsextendingRayleighpro—videimprovedforelasto·plasticanalysis．Keywords：real·timedamping；rareearthquake；pushover收稿日期：2009—04—15；修订日期：2009—07—14基金项目：国家自然科学基金项目(50808170)OFENGINEERINGANDVIBRATIONV01．29No．6Dec．2009AcademyBuilding100013，China；2．InstituteCmstalDynamics。ChinaEarthquakeconcretestructuresouttoanas
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厂／豢o．10罕遇地震下阻尼对于混凝土结构的影响C=aM+胚P，1得到的参数。s。在本文的弹塑性计算中，梁、柱采用基墙采用非线性的壳单元模拟”J，钢筋采用强化双线下的非线性弹性正交各向异性模型。图2为该结构得到的“能力谱曲线”与“需求谱曲线”在“小震”、等效阻尼比}。。的计算方法采用文献[6]的方法，如公式(2)所示：论界和工程界的重视。《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)第5．1．5条规定⋯：“除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0．05”；第8．2．2条规定：“钢结构在多遇地震下的阻尼比，对不超过12层的钢结构可采用0．035，对超过12层的钢结构可采用0．02；在罕遇地震下的分析，阻尼比可采用0．05。99《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)第11．2．18条规定心]：“混合结构在多遇地震下的阻尼比可取为0．04”。《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99—98)第4．3．11条和第5．3．7条也有与“抗震规范”相似的规定∞】。归纳起来，在实际建筑结构的抗震设计中阻尼比通常采