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滯回環(huán)的面積與結(jié)構(gòu)耗能能力有何關(guān)系

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 11:51:59
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滯回環(huán)的面積與結(jié)構(gòu)耗能能力有何關(guān)系【專家解說】:滯回曲線的定義為:由于材料的彈塑性性質(zhì),當(dāng)荷載大于一定程度后,在卸荷時(shí)產(chǎn)生殘余變形,即荷載為零而變形不回到零,稱之為“滯后”現(xiàn)象,這

【專家解說】:滯回曲線的定義為:由于材料的彈塑性性質(zhì),當(dāng)荷載大于一定程度后,在卸荷時(shí)產(chǎn)生殘余變形,即荷載為零而變形不回到零,稱之為“滯后”現(xiàn)象,這樣經(jīng)過一個(gè)荷載循環(huán),荷載位移曲線就形成了一個(gè)環(huán),將此環(huán)線叫做滯回環(huán),多個(gè)滯回環(huán)就組成了滯回曲線!
滯回曲線的物理意義為:地震時(shí),結(jié)構(gòu)處于地震能量場內(nèi),地震將能量輸入結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)有一個(gè)能量吸收和耗散的持續(xù)過程。當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)時(shí),其抗震性能主要取決于構(gòu)件耗能的能力。滯回曲線中加荷階段荷載-位移曲線下所包圍的面積可以反映結(jié)構(gòu)吸收能量的大??;而卸荷時(shí)的曲線與加載曲線所包圍的面積即為耗散的能量。這些能量是通過材料的內(nèi)摩阻或局部損傷(如開裂、塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)等)而將能量轉(zhuǎn)化為熱能散失到空間中去。因此,滯回曲線中滯回環(huán)的面積是被用來評定結(jié)構(gòu)耗能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

滯回曲線
hysteretic curve
  在反復(fù)作用下結(jié)構(gòu)的荷載-變形曲線。它反映結(jié)構(gòu)在反復(fù)受力過程中的變形特征、剛度退化及能量消耗,是確定恢復(fù)力模型和進(jìn)行非線性地震反應(yīng)分析的依據(jù)。又稱恢復(fù)力曲線(restoring force curve)。
  結(jié)構(gòu)或構(gòu)件滯回曲線的典型形狀一般有四種:梭形、弓形、反S形和Z形
  

滯回曲線
梭形說明滯回曲線的形狀非常飽滿,反映出整個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的塑性變形能力很強(qiáng),具有很好的抗震性能和耗能能力。例如受彎、偏壓、壓彎以及不發(fā)生剪切破壞的彎剪構(gòu)件,具有良好塑性變形能力的鋼框架結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的P一△滯回曲線即呈梭形。
  弓形具有“捏縮”效應(yīng),顯示出滯回曲線受到了一定的滑移影響。滯回曲線的形狀比較飽滿,但飽滿程度比梭形要低,反映出整個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的塑性變形能力比較強(qiáng),節(jié)點(diǎn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)研究性能較好,.能較好地吸收地震能量。例如剪跨比較大,剪力較小并配有一定箍筋的彎剪構(gòu)件和壓彎剪構(gòu)件,一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其滯回曲線均屬此類。
  反S形反映了更多的滑移影響,滯回曲線的形狀不飽滿,說明該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件延性和吸收地震能量的能力較差。例如一般框架、梁柱節(jié)點(diǎn)和剪力墻等的滯回曲線均屬此類。
  Z形反映出滯回曲線受到了大量的滑移影響,具有滑移性質(zhì)。例如小剪跨而斜裂縫又可以充分發(fā)展的構(gòu)件以及錨固鋼筋有較大滑移的構(gòu)件等,其滯回曲線均屬此類。
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