#结构#抗震#文章编号：100926825（2（X）5）0920036202结构振动中的阻尼问题研究评述*唐谢兴何益斌摘要：对结构振动屮阻尼的复杂性和分类进行了评述，分析了阻尼耗能的原因，介绍了阻尼的研究现状，扌旨出了阻尼研究取得进展需耍解决的几个问题。关键词：阻尼，阻尼比.阻尼耗能中图分类号:TU317文献标识码:A阻尼是结构基本动力特性之一，是用以描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，是结构抗震分析屮一个重要的因素汕。实际结构振动吋耗能有多方面的因索，耗能机理也十分复杂，而且耗能不像结构尺寸、结构质量利刚度一样，有明确的、直接的测量和分析方法，使得阻尼问题难以用榕细理论分析方法，而主要是采用宏观总体表达方法⑺。所以在抗震设计中，长期以來存在着阻尼值的估计问题，釆用的阻尼数据是对人量的工程实测和模型试验数据的分析得出的结果，大量的试验数据显示，阻尼数据规律性差，离散性高。在结构的振动中，各种响应都是阻尼的函数，能否正确估计阻尼，直接影响到结构动力分析结果的可靠性，阻尼值一个小的差异可能会导致结构响应上成倍的变化，甚至儿十倍的差异⑺。随着结构抗灾能力要求提高和各种减灾、隔震、减震技术的应用，结构固有的阻尼取值是否合理势必彤响到各种减灾、隔震、减震技术的应用效果。因此，阻尼产生机理利阻尼合理取值的研究成为工程界一个迫切需要解决而棘手的研究课题。结构的振动状态衰减到錚止状态，在这个过程中存在能疑消耗的问题，一般认为曲于阻尼而消耗的能最称Z为阻尼耗能。结构振动过程阻尼耗能有以下儿种原因|4.5|:1）结构材料的内燃擦作用而使机械能逐渐转化为热能消失在周围的介质中，在金属材料构件的振动中，这是主耍的耗能原因;2）空气和水等介质对在其中振动物体的阻尼，空气动力阻尼一般都很小，可以忽略，但在风振动分析中其作用不能忽略，水动力阻尼一般都较大，例如海上作业平台承受着较大的水动力阻尼;3）节点、支座连接件之间和构件的裂缝接触面之间的燃擦耗能，这主要是由构件Z间或构件和支座Z间的相对运动引起的，当结构处在弹塑性振动阶段时，这是结构的主耍耗能方式之一；4）附属构件（填充墙）的内部耗能及英与主体结构的摩擦耗能，这是结构在振动中的主耍耗能方式;5）通过基础向土壤中耗散-部分能量。1阻尼的研究现状随看新的结构形式和新型材料的应用，结构的高度不断増加、跨度不断加大以及结构防灾减灾能力要求的提高，阻尼在工程中的位宜也越来越重耍，许多的研究者开始在这方而做了一些开拓性的研究，许名国际会议也把建筑阻尼作为专题进行了讨论。Newmark和Hurl等⑺根据他们对模型和原型的实测数据,建议在原子能电站设计中，按照不同结构和不同内力等级采用不同的肌尼比，钢筋混凝土结构的阻尼比值从弹性阶段的2%~5%直到幫性阶段的10%~15%,变化幅度有3倍~5倍。Havil2nd和Ellis,Yookoo、Akiyama、Davcwport和Hill2Carrall等就不同振邮对结构阻尼大小的影响以及它们的随机分布等情况做了大量的研究工作。Jeary和Ellis、Yookoo、Akiyama、Celebi>Safak、Tamuraetal.和杨志勇等对人暈的模型和实测数据进行分析，得出了结构高度、结构类型和基础形式对阻尼影响的回归公式1629】oSuda.K.、Satakeb.N.、Onoc.J.和Sasakid.A.收集了日本123栋钢结构和66栋钢筋混凝土结构在小振幅条件下实测的阻尼数据，定性分析建筑结构的阻尼比和各影响因素之间的关系，分析结论为I⑸：钢筋混凝土的阻尼比大于钢结构的阻尼比；阻尼比随着结构自振频率的增大而提高；随着建筑高度的增加，结构阻尼比减小；桩基础结构的阻尼比稍大于平板基础结构的阻尼比；填充墙多的结构的阻尼比大于填充墙少的结构的阻尼比；建筑结构长度方向的阻尼比大于宽度方向的肌尼比；建筑物阻尼比与振型的关系没有明确的趋势。国内同济大学张相庭等在1979年~198（）年对钢和钢筋混凝土两种材料制成的悬臂梁、两端固定梁、一端固定饺支梁、矩形板、门式框架等五种结构形式的自宙振动和简谐荷载下进行了强迫振动作了大量试验，取得了近200个测试数据，测得同一结构的H振阻尼比为常数，強迫振动的第一振型阻尼系数与应力和振幅有关，振幅越大，阻尼也越人，...