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跟巫博士（巫振弘）閑聊，他問：“能不能用SAUSAGE模擬自由振動試驗測阻尼比呢？”是哦，不錯的主意，數值試驗也是一種方法啊，回到辦公室，趕緊試了一下。 1、抗震結構自由振動實驗 選取某53層框剪結構，如圖1所示，施加加速度脈沖，峰值為220cm/s2，持時2s，總加載時長30s，如圖2所示，采用振型阻尼，阻尼比取5%，進行彈性時程分析，輸出圖1紅圈標注的節(jié)點位移時程曲線，如圖3所示。 圖1 框剪結構 圖2 加速度脈沖 圖3 阻尼比為5%時頂點位移時程曲線 如果將頂點自由振動衰減看作單自由度體系自由振動，我們可以根據振幅指數衰減規(guī)律計算體系的阻尼比，在小阻尼時（ξ＜20%），
取圖3中紅圈標識的兩個峰值點ui=1.412m，ui+j=0.197m， j=6，代入公式1得ξ≈5.22，與初始設置阻尼比5%相近。 圖4 阻尼比為0時頂點位移時程曲線 將初始振型阻尼比設為0，重新分析得頂點位移時程曲線如圖4所示，節(jié)點位移幅值基本無衰減，可見SAUSAGE數值模擬是可靠的。
選取某34層剪力墻結構，如圖5所示，每層布置6個墻式剪切型阻尼器，如圖6所示，施加加速度脈沖，峰值為400cm/s2，持時2s，總加載時長50s，采用振型阻尼，阻尼比取5%，進行彈性時程分析，輸出圖5紅圈標注的節(jié)點位移時程曲線，如圖7所示。 圖5 減震結構 圖6 減震結構標準層 圖7 阻尼比為5%時頂點位移時程曲線 取圖7中紅圈標識的兩個峰值點，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%。 根據能量圖計算阻尼器的附加等效阻尼比為0.8%，如圖8所示，可見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為0，重新分析得頂點位移時程曲線如圖9所示，取圖9中紅圈標識的兩個峰值點，ui=1.135m，ui+j=0.626m， j=12，代0.79%。
圖9 阻尼比為0時頂點位移時程曲線 由以上分析可見，在頂點振動可以近似看作單自由度體系振動的情況下，可以根據自由振動頂點位移曲線衰減規(guī)律計算結構阻尼比，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構附加阻尼比計算方法[J]. 建筑結構學報. 第34卷第12期, 2013年12月. |
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