鋼結(jié)構(gòu)材料性能-滯回曲線

1、什么是滯回曲線在力循環(huán)往復(fù)作用下，得到結(jié)構(gòu)的荷載一變形曲線。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)幾種常見的滯回形狀(b)(c)(d)結(jié)構(gòu)常見的幾種滯回形狀結(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。梭形說明滯回曲線的形狀非常飽滿，反映出整個結(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 帶回曲線即呈梭形。圖10.22滯回他

2、線形狀一梭形弓形具有捏縮”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，

3、其滯回曲線均屬此類。B1抵居再H ip滯回曲線的評價描述方法一般采用觀察滯回曲線飽滿程度來評價滯回曲線，越飽滿，說明塑性和韌性好，峰值點(diǎn)越高， 材料性能越好。對于更一般問題，常定義耗能指標(biāo)（Hysteresis energy dissipation index），用 來表示每一循環(huán)的滯回耗能。采用言行參數(shù)來評價延性性能。滯回曲線的物理意義為：地震 時，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，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 載一位移曲線下所包圍的面積可以反映結(jié)構(gòu)吸收能量的大小;而卸荷時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)耗能的一項重要指標(biāo)。什么是骨架曲線骨架曲線就是指往復(fù)加載過程中各次滯回曲線峰點(diǎn)的連線，給出了結(jié)構(gòu)的發(fā)生塑性變形 后內(nèi)力或者應(yīng)力的路徑。由骨架曲線可以分析結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力和變形能力，并定義表 征構(gòu)件特征的若干控制點(diǎn)。試驗表明，一般情況下滯回曲線峰點(diǎn)的連線與單調(diào)加載時的荷載 一位移曲線（力一變形曲線）很相近，可以