有效质量系数为什么会小于90%?

如题所述

有效质量不足,一般是因为产生了局部振动。

你可以看看“结构空间振动简图”,每个振型都看一下(不要局限于前三个振型),找出局部振动的部位。我估计应该就是和你加的夹层梁有关。看看是否有输入错误的构件吧(比如铰接点错啊,节点没搭到啊,梁标高不对啊)

另外,你这种算法是错误的。

在一层地面位置只做了梁而没有板,而楼板的平面内刚度非常大(一般认为无穷大,即刚性板),所以这个标高并不能真正形成一个楼层,更不能作为嵌固端。

根据工程经验和一些专家的理论,解决的办法是把一层地面做成刚性地坪,也就是双层双向配筋的钢筋混凝土地坪,并且和周围的地梁锚固(地梁也需要有一定刚度)。即使这样做,也不建议考虑锚固,而是将之作为一层进行计算。当然,可以根据地质情况考虑土的约束比(m值)。

这样应该能解决你的问题。

一阶振型自振频率最小(周期最长),二阶,三阶....振型的自振频率逐渐增大. 地震力大小和地面加速度大小成正比,周期越长加速度越小,地震力也越小。 自振振型曲线是在结构某一阶特征周期下算得的各个质点相对位移(模态向量)的图形示意.在形状上如实反映实际结构在该周期下的振动形态.振型零点是指在该振型下结构的位移反应为0。 振型越高,周期越短,地震力越大,但由于我们地震反应是各振型的迭代,高振型的振型参与系数小。 特别是对规则的建筑物,由于高振型的参与系数小,一般忽略高振型的影响。

振型的有效质量:这个概念只对于串连刚片系模型有效(即基于刚性楼板假定的,不适用于一般结构。)。某一振型的某一方向的有效质量为各个质点质量与该质点在该一振型中相应方向对应坐标乘积之和的平方。一个振型有三个方向的有效质量,而且所有振型平动方向的有效质量之和等于各个质点的的质量之和,转动方向的有效质量之和等于各个质点的转动惯量之和。

有效质量系数:如果计算时只取了几个振型,那么这几个振型的有效质量之和与总质量之比即为有效质量系数。这个概念是由WILSON E.L. 教授提出的,用于判断参与振型数足够与否,并将其用于ETABS程序。

振型参与质量:某一振型的主质量(或者说该模态质量)乘以该振型的振型参与系数的平方,即为该振型的振型参与质量。

振型参与质量系数:由于有效质量系数只适用于刚性楼板假设,现在不少结构因其复杂性需要考虑楼板的弹性变形,因此需要一种更为一般的方法,不但能够适用于刚性楼板,也应该能够适用于弹性楼板。出于这个目的,我们从结构变形能的角度对此问题进行了研究,提出了一个通用方法来计算各地震方向的有效质量系数即振型参与质量系数,规范即是通过控制有效质量振型参与质量系数的大小来决定所取的振型数是否足够。(见高规(5.1.13)、抗规(5.2.2)条文说明)。这个概念不仅对糖葫芦串模型有效。一个结构所有振型的振型参与质量之和等于各个质点的质量之和。如果计算时只取了几个振型,那么这几个振型的振型参与质量之和与总质量之比即为振型参与质量系数。

由此可见,有效质量系数与振型参与质量系数概念不同,但都可以用来确定振型叠加法所需的振型数。

我们注意到:ETABS6.1中,只有有效质量系数(effective mass ratio)的概念,而到了ETABS7.0以后,则出现了振型质量参与系数(modal participating mass ratio),可见,振型参与质量系数是有效质量系数的进一步发展,有效质量系数只适用于串连刚片系模型,分别有x方向 、y方向、rz方向的有效质量系数。振型参与质量系数则分别有x、y、z、rx、ry、rz六个方向的振型参与质量系数。

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