不同阻尼矩阵建模对超高层结构地震反应分析的影响

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1、万方数据第29卷第1期结构工程师v。1．29，N。．12013年2月StructuralEngineersFeb．2013不同阻尼矩阵建模对超高层结构地震反应分析的影响楼梦麟1’4隋磊1沈飞2(1．同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092；2．中国海诚科技股份有限公司，上海200092)摘要阻尼作为结构动力响应分析中最重要的参数之一，是结构振动中描述能量耗散的指标。针对有限元软件中通用的Rayleigh阻尼模型的比例系数合理取值展开讨论。在线性动力分析中提出一种阻尼比例系数的计算方法，并以振型叠加法所得结果作为精确解，验证该方法的适用性。最后

2、将该方法引入弹塑性地震反应分析。结果证明本文提出的确定阻尼比例系数的计算方法，在线性及非线性动力分析中均具有一定适用性，为建立合理的Rayleigh阻尼矩阵提出一种新思路。关键词瑞利阻尼比例系数，振型叠加法，弹塑性动力分析，结构动力分析，超高层结构EffectsofDampingMatrixModelingonSeismicResponsesofSuperHigh-riseStructuresLOUMenglinl·+SUILeilSHENFei2(1．StateKeyLaboratoryofDisasterReductioninCivilEnginee

3、ring，Ton百iUniversity，Shanghai200092，China；2．ChinaHaisumEngineeringCo．，Ltd，Shanghm200092，China)AbstractAsoneofthemostimportantparametersinthestructuraldynamicanalysis，dampingisanindicatoroftheenergydissipationduringstructuralvibration．BasedontheRayleighdampingmodelthatiscommonlyus

4、edinthefiniteelementsoftware，theappropriatevalueofthedampingcoefficientswasdiscussedinthepa‘per．Anewmethodwasproposedtocomputethedampingcoefficientsinlineardynamicanalysis．Themethodisverifiedbycomparingtothemode-superpositionapproach．Itwasfurtherfoundthat，fromtheelasto—plasticsei

5、smicresponseanalysis，thenewmethodproposedinthispapercanbeusedforbothofthelinearandnon—lineardynamicanalyses，anditcanbethereforeusedtoestablishthereasonableRayleighdampingmatrix．Keywordsrayleighdampingcoefficient，mode—superposition，elasto—plasticdynamicanalysis，structuraldy—namica

6、nalysis，superhigh．risestructure引口阻尼是结构动力分析中的重要参数之一，按照数学处理方法可分为比例阻尼与非比例阻尼，按照物理概念可分为粘滞阻尼与滞后阻尼¨o。AtholJCarr【21以Rayleigh阻尼及Wilson—Penzien阻尼为原型较为全面地介绍了七种阻尼模型，其中包括四种Rayleigh阻尼与三种用于指定振型阻尼比的Wilson—Penzien阻尼；R．克拉夫，J．彭津¨。在其著作中提到四种阻尼形式，分别为Rayleigh阻尼、Caughey阻尼、Clough阻尼及非比例阻尼；董军Ho提出一种修正的Rayle

7、igh阻尼。由于非比例阻尼没有严格的理论依据，而滞后阻尼的复数形式难以在时域动力响应分析中应用，因此至今经典比例阻尼模型即Rayleigh阻尼模型仍是动力分析中最为通用的阻尼形式¨-。文献[6，7]在线性条件下讨论了在不同动力收稿日期：2012—07—21基金项目：科技部国家重点实验室基础研究项目(SLDRCE08一B—01)+联系作者。Email：lml@tongji．edu．cn万方数据StructuralEngineersV01．29，No．1EarthquakeandWindResistance激励下Rayleigh阻尼矩阵的不同建立方式对不同工

8、程结构动力反应的影响，研究结果表明对于激励主要频率分量远高于结构低阶振动频率时，