什么是阻尼-阻尼比分类

大家知道，使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用，我们称之为阻尼。而安置在结构系统上的“特殊”构件可以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置，我们称为阻尼器。

利用阻尼来吸能减震不是什么新技术，在航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业中早已应用各种各样的阻尼器或减震器来减振消能。从二十世纪七十年代后，人们开始逐步地把这些技术转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中，其发展十分迅速。特别是有五十多年历史的液压粘滞阻尼器，在美国被结构工程界接受以前，经历了一个大量实验，严格审查，反复论证，特别是地震考验的漫长过程。下面的流程1中示的过程，就概括了它在美国的发展过程

·在航天、航空、军工、机械等行业中广泛应用，几十年成功应用的历史

·上世纪80年代开始在美国东西两个地震研究中心等单位作了大量试验研究，发表了几十篇有关论文

·90年代，美国国家科学基金会和土木工程学会等单位组织了两次大型联合，由第三者作出的对比试验，给出了权威性的试验报告，供教授和工程师们参考

·在肯定以上成果的基础上被几乎各有关机构，规范审查，肯定并规定了应用办法

·管理部门通过，带来了上百个结构工程实际应用。这些结构工程，成功地经历了地震、大风等灾害考验，十分成功。

混合结构在多遇地震下的阻尼比可取为～004高层钢结构取002罕遇地震时取005”。

一、阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素（或称之为影响结构阻尼比的因素）很多，主要有：（1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因；（2）周围介质对振动的阻尼；（3）节点、支座联接处的阻尼；（4）通过支座基础散失一部分能量。结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。

综合各国情况，钢结构的阻尼比一般在001－002之间（单层钢结构厂房可取005），钢筋混凝土结构的阻尼比一般在003－008之间。以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中，采用的阻尼比的值。

在等效秥滞模态阻尼中，混凝土结构刚性较大，而且破坏过程（钢筋屈服和混凝土破碎）中也能够吸收大量能量；钢结构较为柔软主要通过弹塑性变形吸收能量，较混凝土而言脆断的可能性低得多，变形量也较大，一般认为10层以下的钢结构建筑物基本不会发生倒塌事故。

综上可以看出，钢结构体系变形大，破环程度小是其优势，钢结构抗震方面的优势更多是从材料较轻，承载力高，地震过程中弹塑性变形较大，基本不会发生断裂，构造措施（如柱间支撑）等方面表现出来的。

一、阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素（或称之为影响结构阻尼比的因素）很多，主要有：（1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因；（2）周围介质对振动的阻尼；（3）节点、支座联接处的阻尼；（4）通过支座基础散失一部分能量。结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。

综合各国情况，钢结构的阻尼比一般在001－002之间（单层钢结构厂房可取005），钢筋混凝土结构的阻尼比一般在003－008之间。以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中，采用的阻尼比的值。

在等效秥滞模态阻尼中，混凝土结构刚性较大，而且破坏过程（钢筋屈服和混凝土破碎）中也能够吸收大量能量；钢结构较为柔软主要通过弹塑性变形吸收能量，较混凝土而言脆断的可能性低得多，变形量也较大，一般认为10层以下的钢结构建筑物基本不会发生倒塌事故。

综上可以看出，钢结构体系变形大，破环程度小是其优势，钢结构抗震方面的优势更多是从材料较轻，承载力高，地震过程中弹塑性变形较大，基本不会发生断裂，构造措施（如柱间支撑）等方面表现出来的。二、现行设计规范关于结构阻尼比的取值内容：建筑抗震设计规范规定：第5．1．5条：建筑结构地震影响系数曲线图5．1．5的阻尼调整和形状参数应符合下列要求：1除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取005……。

其中专门规定有：8多层和高层钢结构房屋中8．2计算要点中第8．2．2条钢结构抗震计算的阻尼比宜符合下列规定：1多遇地震下的计算，高度不大于50m时可取004；高度大于50m且小于200m时，可取003；高度不小于200m时，宜取002。2当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其阻尼比可比本条1款相应增加。3在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取005。

9单层工业厂房中9．2单层钢结构厂房中第925条····单层厂房的阻尼比，可依据屋盖和围护墙的类型，取～005。其中条文说明：9．2．5通常设计时，单层钢结构厂房的阻尼比与混凝土柱厂房相同。本次修订，考虑到轻型围护的单层钢结构厂房，在弹性状态工作的阻尼比较小，根据单层、多层到高层钢结构房屋的阻尼比由大到小变化的规律，建议阻尼比按屋盖和围护墙的类型区别对待。

10空旷房屋和大跨屋盖建筑中第10．2．8屋盖钢结构和下部支承结构协同分析时，阻尼比应符合下列规定：1当下部支承结构为钢结构或屋盖直接支承在地面时，阻尼比可取002。2当下部支承结构为混凝土结构时，阻尼比可取～。其中条文说明：本条规定了整体、协同计算时的阻尼比取值。屋盖钢结构和下部混凝土支承结构的阻尼比不伺，协同分析时阻尼比取值方面的研究较少。

工程设计中阻尼比取值大多在～间，具体数值一般认为与屋盖钢结构和下部混凝土支承结构的组成比例有关。根据位能等效原则提供两种计算整体结构阻尼比的方法，供设计中采用。方法一：振型阻尼比法。方法二：统一阻尼比法。高层建筑混凝土结构技术规程中11混合结构设计中第11．3．5混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为004。风荷载作用下楼层位移验算和构件设计时，阻尼比可取为002～004。

门式刚架轻型房屋钢结构技术规范：中62地震作用分析316计算门式刚架地震作用时，其阻尼比取值应符合下列规定：1、封闭式房屋可取005；2、敞开式房屋可取；3、其余房屋应按外墙面积开孔率插值计算。构筑物抗震设计规范中第5．1．9构筑物的阻尼比除本规范另有规定外，其余均可按005采用。第7．2．1钢框排架结构的阻尼比可取003。

第8．2．2锅炉钢结构在多遇地震下的阻尼比，对于单机容量小于25MW的轻型或重型炉墙锅炉可采用005，对于……。第9．2．4钢筒仓在多遇地震下的阻尼比可取003，在罕遇地震下的阻尼比可取004。第10．2．3钢筋混凝土井架的阻尼比可取005。钢井架在多遇地震下的阻尼比可取003，在罕遇地震下的阻尼比可取004。第11．2．3钢筋混凝土井塔的阻尼比可取005。

钢井塔在多遇地震下的阻尼比可取003，在罕遇地震下的阻尼比可取004。第13．2．7电视塔阻尼比可按表选取。根据以上规范规定，除以上列出的结构外，阻尼比基本取。

电阻应变片也称电阻应变计简称应变片或应变计，是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φmm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状夹在两层绝缘薄片中基底制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。

电阻应变片的工作原理是基于应变效应。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。

其中，Ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。

由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变ε与电阻变化率dRR成线性关系，这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。

电阻应变片的粘贴步骤●检查：外观、电阻值、修整

●试件表面处理：光洁度要求、划定位线

●粘贴：厚度、方法

●固化处理

●粘贴质量的检查：电阻值和绝缘电阻值

●接线端子的焊接、导线的固定

●防潮处理

电阻应变片的种类（1）丝绕式

用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片，目前广泛使用的有半圆弯头平绕式，这种电阻片多用纸底和纸盖，价格低廉，适于实验室广泛使用，缺点是精度较差，横肉向效应系数较大。

（2）短接式

这种电阻片的制作比较容易，在一排拉直的电阻丝之间，在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路，这种电阻片有用纸底的，也有用胶底的。短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证，而且横向效应系数近于零。

（3）箔式电阻片

它是在合金箔（康铜箔或镍铬箔）的一面涂胶形成胶底，然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的，所以几何形状和尺寸非常精密，而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面，所以粘贴牢固，丝的散热性能好，横向效应系数也较低，和丝绕式应变片相比，箔式片有下列优点：

a随着光刻技术的发展，箔式片能保证尺寸准确、线条均匀，故灵敏系数分散性小。尤其突出的是能制成栅长很小（如02mm）或敏感栅图案特殊的应变片。

b箔式片栅丝截面为矩形，故栅丝周表面积大，因而散热性好。这样，在相同截面积下，允许通过的电流较丝绕式片的大（φmm的康铜比绕式应变片允许电流以约35Ma，箔式片可大几倍），使测量电路有输出较大信号的可能。另外，表面积大使附着力增加，有利于变形传递，因而增加了测量的准确性。

c箔式片敏感栅横向部分的线条宽度比纵向部分的大得多，因而单位长度的电阻（ζ），也小很多，使箔式片横向效应很小。

d箔式片均为胶基，故绝缘性好，蠕