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)的荷載變形曲線。它反映結(jié)構(gòu)在反復(fù)受力過(guò)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(jiàn)的滯回形狀 結(jié)構(gòu)常見(jiàn)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(shuō)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

2、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(shuō)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。滯回曲線的評(píng)價(jià)描述方法 一般采用觀察滯回曲線

3、飽滿程度來(lái)評(píng)價(jià)滯回曲線，越飽滿，說(shuō)明塑性和韌性好，峰值點(diǎn)越高，材料性能越好。對(duì)于更一般問(wèn)題，常定義耗能指標(biāo)（Hysteresis energy dissipation index），用來(lái)表示每一循環(huán)的滯回耗能。采用言行參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)延性性能。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(chǎng)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(guò)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(guò)材料的內(nèi)摩阻或局部損傷（如開(kāi)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(lái)評(píng)定結(jié)構(gòu)耗能的一項(xiàng)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(guò)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(yàn)表明，一般情況下滯回曲線峰點(diǎn)的連線與單調(diào)加載時(shí)的荷載位移曲線（力變形曲線）很相近，可以用靜力