混凝土阻尼试验方法综述

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1、第39卷第4期建筑技术开发Vo1．39。No．42012年4月BuildingTechniqueDevelopmentApr．2012混凝土阻尼试验方法综述术孙莹莹严佳佳万泽青刘平(扬州大学建工学院，江苏扬州225127)[摘要]阻尼是材料的重要动力特性之一，混凝土以及混凝土制品是当前使用最广泛的建筑材料。测量阻尼的方法多种多样，并没有固定的标准。主要将目前国内外测量阻尼的方法进行梳理，并指出存在的问题和未来的发展方向。[关键词]混凝土；阻尼；测试方法[中图分类号】TU502．4[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2012)04-0073—03地震对于建筑物的危害非常严

2、重，因而研究建对应于mal的频率，少为振幅(如图1)。筑物及其材料的动力特性就显得尤为重要。阻尼是材料和结构重要的动力学特性之一。阻尼的分类主要分为两类，即材料阻尼和结构阻尼。由于影响混凝土阻尼值的因素众多，如混凝土的强度、混凝土构件的配筋率，混凝土结构间的连接方式等。而且对于阻尼的测量方法现在并没有一个统一的标准，各种试验方法和试验仪器的改变，都会带来混凝土及DI0)2∞其制品阻尼值的测量结果的巨大差异。所以当前对于建筑物阻尼的取值就是来自于大量的试验以及由图1共振曲线试验数据拟合得出的经验公式来确定。1．3阻尼比[】1阻尼的表征掺量阻尼比在KV模型中定义为阻尼系数c和临界1．1

3、比阻尼能力阻尼系数C的比值当试件在受到外在动力荷载之后，由于阻尼存r在，振动一周试样消耗的能量与最大应变能不一样，=C／Cc2rl'~ton形成滞回环。比阻尼能力定义为1．4自由振动衰减率=有阻尼的自由振动衰减是有规律的，我们常称为对数衰减率，表示为其中为阻尼比，△为振动一周单位体积试样所6=Z(U／U⋯)消耗的能量，为最大应变所对应的弹性位能⋯。2阻尼的测量方法及得出的参数1．2损耗因子当前阻尼的测量方法均是以激振为手段，通过损耗因子田定义为各种分析手段以寻求各种阻尼参量的值以及相关：二其中too为为共振频率，，：为值。因此关于阻尼试验方法的分类可以通过不同的激振方法来加以区分。

4、当前国内外测量阻尼的激振方法主要分为瞬态激振法、稳态激振法。基金项目：江苏省高校自然科学基金项目(10KJB560006)2．1瞬态激振法收稿日期：2012一Ol一15瞬态激振的施加方法可以通过敲击和给初始位作者简介：孙莹莹(1988一)，江苏如皋人，毕业于扬州大学建筑科学与工程学院，硕士研究生学历在读。移实现。得出衰减率或者阻尼比。由于有阻尼存73第4期孙莹莹，等：混凝土阻尼试验方法综述第39卷在，振幅将随时间衰减，最后趋于消失。利用传感能力的定义，基于粘弹性阻尼耗能的基本原理，利用器、放大器、动态信号分析仪等仪器，测得试件受振正交函数的性质，构造了一组实测应力响应函数和等动后自

5、由衰减时程曲线，同时测量激励，通过分析得效应力响应函数的耗能方程，由耗能等效原则得到了到相频曲线和幅频曲线，求出试件系统的固有频率、损耗因子的计算表达式，通过采样函数可以方便计算阻尼比等特性。出损耗因子，见图4。且混凝土的阻尼的测量原理与瞬态激振的方法现在较多的用于小变形的情之相同，也可开发出类似的测量方法。况。原因是混凝土是脆性材料，达到较大的应变是很难实现的。且瞬态敲击方法的可靠性目前只在小变形情况下被认可。上述方法也称为敲击法，敲击法得出的阻尼参量一般为阻尼比，其计算公式为=n()A，A分别为衰减曲线中两个波峰的值，而n为A。和A，之间的振动次数。目前国内外学者使用敲击法已经

6、测出了混凝土图3稳态激振法简图的材料阻尼。以及研究出钢筋混凝土构件的阻尼。并且通过这种方法得到混凝土强度，钢筋配筋等影响因素对于混凝土材料及结构的影响趋势。如石建军等就通过激振法得出对于钢筋混凝土梁，纵筋配筋率对固有频率影响很小，但对阻尼比影响很大的结论。张政、盛美萍等人通过图2的试验简图，测出衰减曲线，当振动能量的包络曲线下降60dB时所经历的时间T6。得到损耗因子：图4金属稳态激振法原理3阻尼测试方法存在的问题3．1测试方法的标准问题测试方法分类杂乱，即使在同一种测试手段之图2瞬态激振法原理简图内，激振方法、激振力度、采集仪器、采集频率、扰动过2．2稳态激振法滤等都没有一个统一

7、。这些因素都有可能影响阻尼稳态激振法就是施加给试件一个稳态的正弦荷的测量值。当得到测量值之后亦也不会有一个理论载，由于材料的阻尼特性使得施加应力和应变之间参考值且当前的理论公式、曲线都是由大量的试验数存在一个相位差。一般用损耗正切(损耗因子)来据所拟合的，并代表性。表征。这种方法可以测量结构的阻尼特性，欧进萍3．2阻尼表征参量的定义问题等人，就自主研发了一套如图3所示的装置得出已出现的阻尼表征参量的不统一，多而杂，阻尼应力和应变曲线，然后用傅里叶变化得出损耗因子比，衰