钢结构风荷载计算阻尼比

一、结构模型概况
1.楼层信息
(一)楼层表
2.材料信息
(一)材料表
(二)配筋信息
(1) 梁、柱、支撑
(2) 剪力墙
3.风荷载信息
基本风压：0.55(kN/m2)
地面粗糙度：D
风压高度变化修正系数η：1.00
风荷载计算用阻尼比：0.02 4.工况和组合
（一）工况表
（二）组合表
二、分析结果
1.地震作用下的基底总反力
2.结构周期及振型方向
3.各地震方向参与振型的有效质量系数
4.竖向构件的倾覆力矩及百分比
(1) X向规定水平力
(2) Y向规定水平力
5.竖向构件地震剪力及百分比
6.规定水平作用下的位移比验算
(1) X向规定水平力
(2) Y向规定水平力
7.地震作用下的楼层位移和位移角验算
(1) 单向地震力作用
结构的最大层间位移为1/1707(塔1的第2F层)
7.弹塑性层间位移角
8.抗倾覆验算
【结论】整体抗倾覆能力足够，零应力区面积满足规范要求。

9.整体稳定刚重比验算
该结构ΣN/ΣH/250 > 0.1,应考虑重力二阶效应
塔1刚重比验算
【结论】该结构刚重比Di*Hi/Gi ≥ 5,能够通过高钢规(6.1.7)的整体稳定验算
三、时程分析包络结果
1.结构底部地震剪力包络结果
2.楼层剪力包络结果
3.楼层位移角包络结果
4.楼层位移包络结果
5.层间位移包络结果。

YJK计算参数(-注释)20171011SATWE结构计算中的参数选取一、总信息..............................................1、结构体系根据实际情况填写。

该参数直接影响整体指标统计、构件内力调整、构件设计等内容。

2、结构材料信息: 根据实际情况确定3、地下室层数：指与上部结构同时进行内力分析的地下室部分的层数。

该参数对结构整体分析与设计有重要影响，无地下室时填0，有地下室时根据实际情况填写。

4、嵌固端所在层号： MQIANGU= 1嵌固端所在层号主要用于设计，如按《抗震规范》6.1.14.3.2条对梁、柱钢筋进行调整；按《高规》3.5.5.2条确定刚度比限值；地震组合下的设计内力调整；底部加强区起始位置等方面。

软件默认嵌固层号=地下室层数，如果在基础顶嵌固，则该参数填0，如果修改了地下室层号，1；对钢结构或大型体育场馆类（指没有严格的标准楼层概念）结构应选一次性加载。

10、风荷载计算信息：一般计算方式。

一般计算方式：软件先求出某层X、Y方向水平风荷载外力FX、FY，然后根据该层总节点数计算每个节点承担的风荷载值，再根据该楼层刚性楼板信息计算该刚性板块承担的总风荷载值并作用在板块质心；如果是弹性节点，则直接施加在该节点上，最后进行风荷载计算；11、地震力计算信息：计算水平地震作用12、生成绘等值线用数据选中该参数之后，后处理中的“等值线”才有数据，用来画墙、弹性楼板、转换梁以及框架梁转连梁的应力等值线。

二、计算控制信息..............................................1、水平力与整体坐标夹角该参数为地震作用、风荷载计算时的X正向与结构整体坐标系下X轴的夹角，逆时针方向为正，单位为度。

改变该参数时，地震作用和风荷载计算时的X正向将发生改变，进而影响与坐标系方向有关的统计结果，如风荷载计算时的迎风面宽度、风荷载、地震作用计算时的层外力、层间剪力、层间位移、层刚度等指标。

建筑结构阻尼比一、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0.01－0.02之间（单层钢结构厂房可取0.05），钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03－0.08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：GB50011-2010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0.05,……。

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0.04；高度大于50m且小于200m时，可取0.03；高度不小于200m时，宜取0.02。

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0.005。

3 在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。

风荷载执行规范：选择最新的。

地面粗糙度类别：《荷规》8.2.1.修正后的基本风压：指沿海、强风地区及规范特殊规定等可能在基本风压基础上，对基本风压进行修正后的风压。

对于一般工程，可按照《荷规》的规定采用。

《高规》4.2.2条规定，对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。

对于该条规定，软件通过“荷载组合”选项卡的“承载力设计时风荷载效用放大系数”来考虑，不需且不能在修正后的基本风压上乘以放大系数。

风荷载计算用阻尼比：《荷规》8.4.4。

结构X、Y项基本周期：初始默认，设计人员应将计算后的结构基本周期重新填入，重新计算以得到更准确的风荷载计算结果。

承载力…放大系数：《高规》4.2.2，对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。

风压：取值与风荷载计算时采用的“基本风压”可能不同（10或50年），因此单独列出，仅用于舒适度验算。

结构阻尼比：《高规》3.7.6，宜取0.01～0.02，高度不小于150m才考虑风振舒适度。

精细计算……风荷加载：以前是对柱按柱顶的节点荷载加载，即把作用在整个柱上的风荷载作为柱顶节点集中力加载，这样计算的内力位移偏大。

风荷载按柱间均布风荷载加载更符合钢结构门式刚架等设计的需要。

精细风情况可操作，默认勾选。

考虑顺风向风振：《荷规》8.4.1：对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋，以及基本自振周期T1大于0.25s的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。

其他风向角度：软件自动计算的风工况为+X，-X，+Y，-Y四个工况，即0，90，180，270度方向。

若需要考虑其他方向的风工况，可在“其他风向”参数中指定。

此处设置后，设计时将增加相应的一组风工况效应并自动组合。

体型分段数：该参数用来确定风荷载计算时沿高度的体型分段数，目前最多为3段。

最高层号：该参数用来确定当前分段所对应的最高结构层号，起始层号为前一段最高层号+1X、Y挡风：软件在计算迎风面宽度时，按该方向最大宽度计算，未考虑中通、独立柱等情况，使得计算风荷载偏大。

风荷载计算阻尼比
风荷载计算中的阻尼比通常表示为ξ（ksi），它是结构系统的
阻尼与临界阻尼（即无阻尼系统的阻尼）之比。

阻尼比的取值范围通常为0到1之间。

通常情况下，阻尼比的大小会对结构的应力响应、位移响应和稳定性等方面产生影响。

当阻尼比为0时，结构处于无阻尼状态，这意味着没有任何阻尼力可以减缓结构的振动，其响应会保持振幅恒定，并且可能产生共振。

当阻尼比为1时，结构处于临界阻尼状态，这意味着阻尼力与反弹力之间的比例为1:1，这是结构受到最大减振作用的状态。

在实际的工程设计中，根据结构的特点和工程要求，通常会选择合适的阻尼比来平衡结构的减振效果和经济性。

常用的阻尼比范围通常为0.02到0.1之间。

需要注意的是，风荷载计算中阻尼比的取值通常是经验性的，并且不同的计算方法和规范可能会有不同的建议值。

因此，在具体的工程设计中，需要参考当地的设计规范和准则，并结合结构的特点和工程要求来确定适当的阻尼比值。

计算书CALCULATION DOCUMENT工程编号：工程名称：项目名称：设计阶段：设计专业：计算内容：专业负责人：计算人：校对人：审核人：日期：计算软件：3D3S V14.1.8目录1设计依据 (1)2计算简图 (1)3荷载与组合 (2)3.1荷载工况 (2)3.2节点荷载 (3)3.3单元荷载 (3)3.4面荷载 (6)3.5其它荷载 (6)3.6荷载组合 (7)4内力位移计算结果 (7)4.1内力 (7)4.1.1最不利内力 (7)4.1.2内力包络及统计 (12)4.2位移 (17)4.2.1组合位移 (18)5设计验算结果 (19)5.1设计验算结果图及统计表 (19)5.2设计验算结果表 (24)附录 (26)1设计依据《钢结构设计规范》(GB50017-2017)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)《钢管混凝土结构技术规范》(GB50936-2014)《钢管混凝土结构设计规程》(CECS28:2012)《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159-2004)《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)2计算简图计算简图(圆表示支座，数字为节点号)3荷载与组合结构重要性系数： 1.003.1荷载工况荷载工况汇总表工况号荷载类型荷载说明0恒1活工况号荷载类型荷载说明2风3风(1)杆件导荷载列表(力：kN；分布力：kN/m；弯矩：kN.m；分布弯矩：kN.m/m)序号荷载类型工况导荷方式体型系数面荷载值(基本风压)1恒0双向杆件-- 6.00 2活1双向杆件-- 3.50 3风2双向杆件-0.600.353.2节点荷载3.3单元荷载1)工况号:0*输入的面荷载:序号荷载类型导荷方式体型系数面荷载值(基本风压)kN/m21恒载双向杆件-- 6.00面荷载分布图:面荷载序号1分布图（红线表示荷载分配到的单元）2)工况号:1*输入的面荷载:序号荷载类型导荷方式体型系数面荷载值(基本风压)kN/m21活载双向杆件-- 3.50面荷载分布图:面荷载序号1分布图（红线表示荷载分配到的单元）3)工况号:2*输入的面荷载:序号荷载类型导荷方式体型系数面荷载值(基本风压)kN/m21风载双向杆件-0.600.35面荷载分布图:面荷载序号1分布图（红线表示荷载分配到的单元）3.4面荷载(1)板面荷载图(力：kN；分布力：kN/m；弯矩：kN.m；分布弯矩：kN.m/m) 3.5其它荷载(1).风总信息基本风压：0.35(kN/m2)地面粗糙度：B风压高度变化修正系数η：1.00风荷载计算用阻尼比：0.02风荷载参数高度(m)μz（修正前）ημzβz4.60 1.00 1.00 1.00 1.86(2).地震作用无地震。

钢结构风荷载计算阻尼比阻尼比是指结构在振动过程中能量损失的比例，它与结构的阻尼特性密切相关。

在钢结构风荷载计算中，阻尼比的确定对于结构的稳定性和安全性具有重要意义。

阻尼比的大小直接影响结构的振动响应。

当结构受到风荷载作用时，会发生振动现象。

较小的阻尼比会导致结构振动的持续时间较长，振幅较大，从而增加了结构的破坏风险。

而较大的阻尼比则能够有效地减小结构振动的幅值和持续时间，提高结构的稳定性。

阻尼比的选择也与结构的自振频率相关。

自振频率是结构固有的振动频率，与结构的刚度和质量密切相关。

当阻尼比小于临界阻尼比时，结构的自振频率将接近无阻尼自振频率。

而当阻尼比等于临界阻尼比时，结构的自振频率将等于临界频率。

在实际工程中，通常会选择适当的阻尼比，使结构的自振频率与风荷载的频率相差较大，从而减小共振风险。

阻尼比的确定还需考虑结构的材料特性和使用环境等因素。

不同材料的结构在振动过程中阻尼特性各异，因此在进行风荷载计算时，需要根据实际情况选择合适的阻尼比。

同时，结构所处的环境条件也会对阻尼比的选择产生影响。

例如，建筑结构所处的地理位置、气候条件等都会影响风荷载的大小和频率，进而影响阻尼比的确定。

在实际工程中，通常采用实验测定或基于经验公式来确定阻尼比。

实验测定是通过对结构进行振动测试，获得结构的振动参数，进而计算出阻尼比。

而基于经验公式则是根据历史数据和工程经验得出的一些近似公式，用于估计阻尼比的大小。

在选择合适的阻尼比时，需要综合考虑结构的特点、使用要求和经济性等因素。

阻尼比对于钢结构风荷载计算具有重要影响。

合理选择阻尼比能够提高结构的稳定性和安全性，减小结构的振动响应。

在实际工程中，需要根据结构的特点和使用要求，选择合适的阻尼比进行风荷载计算，并结合实验测定和经验公式等方法进行验证。

只有确保阻尼比的准确确定，才能保证钢结构在风荷载作用下的安全可靠性。

浅谈门式刚架轻型钢结构房屋设计的荷载取值问题发表时间：2017-10-24T16:23:52.487Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：杨成林[导读] 摘要：随着国民经济的迅速发展，我国钢结构建筑的发展十分迅速，钢结构房屋的设计已成为我国设计工作的主要内容之一。

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司大连分院辽宁省大连市 116000 摘要：随着国民经济的迅速发展，我国钢结构建筑的发展十分迅速，钢结构房屋的设计已成为我国设计工作的主要内容之一。

其中，门式刚架轻型钢结构具有环保、造价低、重量轻、安装方便、施工周期短、适合较大跨度等优点，因此，在工业厂房中已得到了较广泛的应用。

门式刚架更是发展迅猛，但是，我国轻钢结构起步较晚，工程经验不足，实际工程设计中，荷载的正确取值影响结构的安全性和结构的经济性，所以还需要设计人员进一步研究我们设计中的荷载取值问题，确保工程的设计质量，推动门式刚架轻型钢结构的进一步发展。

本文总结了门式刚架轻型钢结构房屋设计中常见的荷载取值问题，分析了荷载取值对门式刚架轻型钢结构房屋设计的影响，仅供设计参考。

关键词：门式刚架轻型钢结构；荷载取值， 1.引言门式刚架的荷载与其组合的计算应参照现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）进行。

由于门式刚架作用荷载类型较少，满荷载概率相对较高，计算时应注意荷载参数和组合的合理与正确取值。

对于门式刚架轻型钢结构而言采用的设计荷载包括永久荷载、竖向可变荷载、温度作用和地震作用.2. 永久荷载永久荷载包括结构自重和悬挂或建筑设施荷载。

2.1结构自重结构自重包括屋面板、墙板、檩条、支撑、刚架梁柱及连接等构件配件的自重。

初步计算时，应仔细查看建筑图中标明的做法，计算结构自重。

屋面板和墙面板取值不能偏小或者漏算。

屋面板可能会采用夹芯双层压型钢板，里面有附加檩条，计算不能按单层板重量采用。

结构总体信息1、结构体系：按实际情况填写。

2、结构材料信息：按实际情况填写。

3、结构所在地区：一般选择“全国”。

分为全国、上海、广东，分别采用中国国家规范、上海地区规程和广东地区规程。

B类建筑和A类建筑选项只在坚定加固版本中才可选择。

4、地下室层数：定义与上部结构整体分析的地下室层数，根据实际情况输入，无则填0。

5、嵌固端所在层号：（P219~224）抗规6.1.14条：地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。

如果地下室首层的侧向刚度大于其上一层侧向刚度的2倍，可将地下一层顶板作为嵌固部位；如果不大于2倍，可将嵌固端逐层下移到符合要求的部位，直到嵌固端所在层侧向刚度大于上部结构一层的2倍。

由于剪切刚度比的计算只与建筑结构本身的特性有关，与外界条件（如回填土的影响、是否为地下室等）无关，所以在计算侧向刚度比是宜选用剪切刚度比。

在YJK中的结果文件wmass.out中，剪切刚度是RJX1、RJY1，可从地下一层逐层计算与地上一层的剪切刚度比，出现大于2或四舍五入大于2的，该层顶板即可作为嵌固端。

如果地下室各层都不满足嵌固条件，应将嵌固部位设定在基础顶板处，嵌固端所在层号填0。

6、与基础相连构件最大底标高：7、裙房层数：程序不能自动识别裙房层数，需要人工指定。

应从结构最底层起算（包括地下室），例如：地下室3层，地上裙房4层时，裙房层数应填入7。

8、转换层所在层号：应按楼层组装中的自然层号填写，例如：地下室3层，转换层位于地上2层时，转换层所在层号应填入5。

程序不能自动识别转换层，需要人工指定。

对于高位转换的判断，转换层位置以嵌固端起算，即以（转换层所在层号-嵌固端所在层号+1）进行判断，是否为3层或3层以上转换。

9、加强层所在层号：人工指定。

根据《高规》10.3、《抗规》6.1.10条并结合工程实际情况填写。

10、底框层数：用于框支剪力墙结构。

高规10.211、施工模拟加载层步长：一般默认1.12、恒活荷载计算信息：（P66）1）一般不允许不计算恒活荷载，也较少选一次性加载模型；2）模拟施工加载一模式：采用的是整体刚度分层加载模型，该模型应用与各种类型的下传荷载的结构，但不使用与有吊柱的情况；3）按模拟施工二：计算时程序将竖向构件的轴向刚度放大十倍，削弱了竖向荷载按刚度的重分配，柱墙上分得的轴力比较均匀，传给基础的荷载更为合理。

结构总体信息1、结构体系：按实际情况填写。

2、结构材料信息：按实际情况填写。

3、结构所在地区：一般选择“全国”。

分为全国、上海、广东，分别采用中国国家规范、上海地区规程和广东地区规程。

B类建筑和A类建筑选项只在坚定加固版本中才可选择。

4、地下室层数：定义与上部结构整体分析的地下室层数，根据实际情况输入，无则填0。

5、嵌固端所在层号：（P219~224）抗规6.1.14条：地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。

如果地下室首层的侧向刚度大于其上一层侧向刚度的2倍，可将地下一层顶板作为嵌固部位；如果不大于2倍，可将嵌固端逐层下移到符合要求的部位，直到嵌固端所在层侧向刚度大于上部结构一层的2倍。

由于剪切刚度比的计算只与建筑结构本身的特性有关，与外界条件（如回填土的影响、是否为地下室等）无关，所以在计算侧向刚度比是宜选用剪切刚度比。

在YJK中的结果文件wmass.out中，剪切刚度是RJX1、RJY1，可从地下一层逐层计算与地上一层的剪切刚度比，出现大于2或四舍五入大于2的，该层顶板即可作为嵌固端。

如果地下室各层都不满足嵌固条件，应将嵌固部位设定在基础顶板处，嵌固端所在层号填0。

6、与基础相连构件最大底标高：7、裙房层数：程序不能自动识别裙房层数，需要人工指定。

应从结构最底层起算（包括地下室），例如：地下室3层，地上裙房4层时，裙房层数应填入7。

8、转换层所在层号：应按楼层组装中的自然层号填写，例如：地下室3层，转换层位于地上2层时，转换层所在层号应填入5。

程序不能自动识别转换层，需要人工指定。

对于高位转换的判断，转换层位置以嵌固端起算，即以（转换层所在层号-嵌固端所在层号+1）进行判断，是否为3层或3层以上转换。

9、加强层所在层号：人工指定。

根据《高规》10.3、《抗规》6.1.10条并结合工程实际情况填写。

10、底框层数：用于框支剪力墙结构。

高规10.211、施工模拟加载层步长：一般默认1.12、恒活荷载计算信息：（P66）1）一般不允许不计算恒活荷载，也较少选一次性加载模型；2）模拟施工加载一模式：采用的是整体刚度分层加载模型，该模型应用与各种类型的下传荷载的结构，但不使用与有吊柱的情况；3）按模拟施工二：计算时程序将竖向构件的轴向刚度放大十倍，削弱了竖向荷载按刚度的重分配，柱墙上分得的轴力比较均匀，传给基础的荷载更为合理。