钢结构材料性能-滞回曲线(优选.)
钢结构材料性能-滞回曲线
什么是滞回曲线在力循环往复作用下,得到结构的荷载-变形曲线。
它反映结构在反复受力过程中的变形特征、刚度退化及能量消耗,是确定恢复力模型和进行非线性地震反应分析的依据。
又称恢复力曲线(restoring force curve)。
结构几种常见的滞回形状结构常见的几种滞回形状结构或构件滞回曲线的典型形状一般有四种:梭形、弓形、反S形和Z形。
梭形说明滞回曲线的形状非常饱满,反映出整个结构或构件的塑性变形能力很强,具有很好的抗震性能和耗能能力。
例如受弯、偏压、压弯以及不发生剪切破坏的弯剪构件,具有良好塑性变形能力的钢框架结构或构件的P一△滞回曲线即呈梭形。
弓形具有“捏缩”效应,显示出滞回曲线受到了一定的滑移影响。
滞回曲线的形状比较饱满,但饱满程度比梭形要低,反映出整个结构或构件的塑性变形能力比较强,节点低周反复荷载试验研究性能较好,.能较好地吸收地震能量。
例如剪跨比较大,剪力较小并配有一定箍筋的弯剪构件和压弯剪构件,一般的钢筋混凝土结构,其滞回曲线均属此类。
反S形反映了更多的滑移影响,滞回曲线的形状不饱满,说明该结构或构件延性和吸收地震能量的能力较差。
例如一般框架、梁柱节点和剪力墙等的滞回曲线均属此类。
Z形反映出滞回曲线受到了大量的滑移影响,具有滑移性质。
例如小剪跨而斜裂缝又可以充分发展的构件以及锚固钢筋有较大滑移的构件等,其滞回曲线均属此类。
滞回曲线的评价描述方法一般采用观察滞回曲线饱满程度来评价滞回曲线,越饱满,说明塑性和韧性好,峰值点越高,材料性能越好。
对于更一般问题,常定义耗能指标(Hysteresis energy dissipation index),用来表示每一循环的滞回耗能。
采用言行参数来评价延性性能。
滞回曲线的物理意义为:地震时,结构处于地震能量场内,地震将能量输入结构,结构有一个能量吸收和耗散的持续过程。
当结构进入弹塑性状态时,其抗震性能主要取决于构件耗能的能力。
滞回曲线中加荷阶段荷载-位移曲线下所包围的面积可以反映结构吸收能量的大小;而卸荷时的曲线与加载曲线所包围的面积即为耗散的能量。
滞回曲线的解说
一般来说滞回曲线最直观反映的是试件受力和产生位移的关系,这样的曲线中可以看到在某个力作用下产生的位移有多少。
一般来说曲线能简化为好几个直段,第一个直段跟第二个直段的交点就是弹性段跟塑性段的交点,也就是弹性段结束,塑性段开始的时刻,从这个点可以看出弹性模量、弹性极限等数据;以此类推,在塑性段的结束点也可以得出类似的关于塑性性能的数据。
而由于位移跟受力的乘积是能量,所以滞回曲线所围成的面积就是所消耗的能量。
再深入一点看,反复实验一般直到构件破坏结束(这要看实验描述),从这样的实验里面还可以得出试件的疲劳数据,得出抗疲劳性能等等数据具体讲解滞回曲线的书籍确实没有,现在市面上很多钢筋混凝土非线性分析或者钢筋混凝土有限元分析等方面的书籍,也仅仅都是点到为止,内容浅显,重复多创新少,几乎都是一带而过。
滞回曲线这方面的内容很多都是散见于一些零星的书籍或者文献中,需要自己留意收集整理了。
在进行弹性结构时程分析时,结构刚度为常数,即力一变形关系符合虎克定律(直线关系)。
在进行弹塑性结构时程分析时,结构屈服后要重新建立刚度矩阵,因而需要建立结构力一变形的弹塑性关系,如图1所示,即恢复力模型。
结构构件在周期性反复荷载作用下,可能发生图2所示的恢复力曲线,这是钢筋混凝土构件具有代表性的非线性恢复力特性曲线,由于曲线具有滞回性质,又称滞回曲线或称滞回环。
在钢筋混凝土受弯构件中,由于纯弯区段只有垂直裂缝,滞回曲线在卸载后不能回到原点的主要原因是受压区混凝土的塑性变形和受拉区钢筋与混凝土之间的滑移,整个弯矩(M)一曲率(φ)图形呈现出“梭形”的曲线[图3(a)]。
在剪弯构件中,不仅有垂直裂缝,还有斜裂缝。
斜裂缝的张合使滞回曲线变成带有“弓”形的特点,如图3(b)所示的侧向力(P)一位移(δ)曲线。
在压弯构件中,轴向力的存在对裂缝的发展起了抑制作用,如图3(c)所示,与受弯构件的弯矩一曲率曲线[图3(a)]相比,压弯构件的图形偏向弯短轴,提高了构件抗弯承载能力,但减少了曲率的塑性变形能力,以剪切变形为主的剪力墙,由于斜裂缝的张合,使侧向力(P)一剪切变形(y)图呈现出反s形[图3(d)]。
滞回曲线
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建筑钢结构球形支座滞回曲线
建筑钢结构球形支座滞回曲线全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:建筑钢结构球形支座滞回曲线是描述球形支座在受力作用下产生的变形和回弹现象的一种曲线。
球形支座是建筑结构中常用的一种支座形式,主要用于承受结构荷载并传递至结构基础,同时能够容许一定的变形。
当球形支座受到外力作用时,会在一定范围内发生变形,达到一定程度后会出现回弹现象,这种变形和回弹的过程被称为滞回现象。
滞回曲线是描述球形支座在受力作用下变形和回弹过程的图示曲线。
在制作滞回曲线时,通常以支座的水平位移和荷载大小作为横纵坐标,通过对球形支座施加不同的荷载,测量支座变形,再根据实验数据绘制出反映变形和回弹过程的曲线。
建筑钢结构球形支座滞回曲线的绘制对建筑结构的设计和维护具有重要意义。
滞回曲线可以帮助工程师更好地了解球形支座在受力过程中的变形特性,为结构的设计提供参考。
通过滞回曲线的绘制,可以对球形支座的性能进行评估,判断其在实际工程中是否能够满足设计要求。
滞回曲线还可以用于预测支座在长期使用过程中可能发生的变形和回弹情况,为结构的维护和保养提供参考依据。
在实际工程中,建筑钢结构球形支座滞回曲线的绘制需要进行一系列的实验研究和数据分析。
需要确定试验方案,包括选择合适的试验样品和测试方法。
然后,在实验过程中需要准确地测量和记录支座的变形和荷载,得到足够的试验数据。
通过数据处理和曲线绘制,得到准确的滞回曲线,并进行分析和评价。
建筑钢结构球形支座滞回曲线是描述球形支座在受力过程中变形和回弹现象的重要工具,对建筑结构的设计和维护具有一定的指导意义。
通过对滞回曲线的研究和应用,可以更好地保证建筑结构的安全稳定,提高结构的使用寿命和可靠性。
第二篇示例:建筑钢结构球形支座是建筑结构中的关键部件之一,承担着支撑和传递荷载的重要任务。
在地震等外部力作用下,支座会发生非线性变形,即滞回效应。
滞回曲线是描述支座在受力过程中应变与应力关系的曲线,对于建筑结构的稳定性和安全性具有重要意义。
(完整word版)滞回曲线的解说
一般来说滞回曲线最直观反映的是试件受力和产生位移的关系,这样的曲线中可以看到在某个力作用下产生的位移有多少。
一般来说曲线能简化为好几个直段,第一个直段跟第二个直段的交点就是弹性段跟塑性段的交点,也就是弹性段结束,塑性段开始的时刻,从这个点可以看出弹性模量、弹性极限等数据;以此类推,在塑性段的结束点也可以得出类似的关于塑性性能的数据。
而由于位移跟受力的乘积是能量,所以滞回曲线所围成的面积就是所消耗的能量。
再深入一点看,反复实验一般直到构件破坏结束(这要看实验描述),从这样的实验里面还可以得出试件的疲劳数据,得出抗疲劳性能等等数据具体讲解滞回曲线的书籍确实没有,现在市面上很多钢筋混凝土非线性分析或者钢筋混凝土有限元分析等方面的书籍,也仅仅都是点到为止,内容浅显,重复多创新少,几乎都是一带而过。
滞回曲线这方面的内容很多都是散见于一些零星的书籍或者文献中,需要自己留意收集整理了。
在进行弹性结构时程分析时,结构刚度为常数,即力一变形关系符合虎克定律(直线关系)。
在进行弹塑性结构时程分析时,结构屈服后要重新建立刚度矩阵,因而需要建立结构力一变形的弹塑性关系,如图1所示,即恢复力模型。
结构构件在周期性反复荷载作用下,可能发生图2所示的恢复力曲线,这是钢筋混凝土构件具有代表性的非线性恢复力特性曲线,由于曲线具有滞回性质,又称滞回曲线或称滞回环。
在钢筋混凝土受弯构件中,由于纯弯区段只有垂直裂缝,滞回曲线在卸载后不能回到原点的主要原因是受压区混凝土的塑性变形和受拉区钢筋与混凝土之间的滑移,整个弯矩(M)一曲率(φ)图形呈现出“梭形”的曲线[图3(a)]。
在剪弯构件中,不仅有垂直裂缝,还有斜裂缝。
斜裂缝的张合使滞回曲线变成带有“弓”形的特点,如图3(b)所示的侧向力(P)一位移(δ)曲线。
在压弯构件中,轴向力的存在对裂缝的发展起了抑制作用,如图3(c)所示,与受弯构件的弯矩一曲率曲线[图3(a)]相比,压弯构件的图形偏向弯短轴,提高了构件抗弯承载能力,但减少了曲率的塑性变形能力,以剪切变形为主的剪力墙,由于斜裂缝的张合,使侧向力(P)一剪切变形(y)图呈现出反s形[图3(d)]。
钢框架滞回曲线
钢框架滞回曲线
"钢框架滞回曲线" 通常是指在结构工程领域中,特别是在地震工程中,描述钢结构在受到外部加载(如地震荷载)后,其非弹性变形和恢复的关系的曲线。
这种曲线有时被称为"荷载-位移曲线" 或"滞回曲线"。
以下是关于钢框架滞回曲线的一些要点:
1.荷载与位移关系:钢框架滞回曲线显示了结构在承受荷载时的位移响应。
它反映了结构在荷载作用下的非线性行为,包括弹性阶段、屈服阶段、塑性变形阶段和退化阶段等。
2.弹性阶段:曲线的起始部分对应于结构的弹性变形,即结构在没有发生永久变形的情况下对荷载的响应。
3.屈服阶段:当荷载继续增加时,曲线会进入屈服阶段,表示结构开始发生塑性变形。
这是曲线上的一个明显的拐点。
4.塑性变形阶段:曲线的水平段表示结构处于塑性变形阶段,其位移继续增加,但荷载保持相对稳定。
这表示结构经历了一些永久性的形变。
5.退化阶段:在某些情况下,曲线可能在达到最大位移后逐渐下降,表示结构经历了一些损伤或失效。
这通常是在大幅度地震加载后出现的。
这些曲线对于地震工程中的结构性能评估和设计至关重要,因为它们提供了有关结构在地震或其他荷载下的行为的重要信息。
滞回曲线的形状和特征对结构的耐震性能有重要的影响,因此在地震设计和分析中得到广泛应用。
滞回曲线三段刚度法
滞回曲线三段刚度法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:滞回曲线三段刚度法是一种用于描述材料非线性特性的分析方法。
通常在材料受力过程中,会出现材料的应力和应变之间的关系不仅取决于当前的应变状态,还取决于先前的应变历史。
这种非线性特性需要用到滞回曲线来描述,而滞回曲线三段刚度法就是一种常用的描述方法之一。
滞回曲线三段刚度法将材料的非线性特性划分为三个阶段,并在每个阶段内使用不同的刚度参数来描述材料的响应。
这三个阶段包括初始刚度段、退化刚度段和剩余刚度段。
每个阶段的刚度参数会随着材料的应变历史而发生变化,从而更好地描述材料的非线性特性。
在滞回曲线三段刚度法中,初始刚度段是在应力载荷作用下,材料的应力和应变之间的关系为线性的阶段。
在这个阶段,材料的刚度是一个固定值,不会随着应变的增加而变化。
这个阶段通常对应于材料的线性弹性阶段,即在弹性变形时材料的刚度是不变的。
最后是剩余刚度段,在这个阶段中,材料的刚度会趋近于零。
在应变增加到一定程度时,材料的刚度会变得非常小甚至消失,这是由于材料的内部结构已经发生了较大的改变,无法再对外部应力作出有效的响应。
在这个阶段中,材料的非线性特性会变得非常显著,需要通过剩余刚度段来描述材料的响应。
滞回曲线三段刚度法是一种比较简单和直观的描述方法,可以帮助工程师更好地理解材料的非线性特性。
通过将材料的响应划分为三个阶段,并使用不同的刚度参数来描述每个阶段,可以更准确地模拟材料的行为。
这种方法常用于地震工程、结构分析和材料力学等领域,为工程设计和分析提供了重要的参考依据。
第二篇示例:滞回曲线三段刚度法是一种用于描述结构或材料在循环荷载下的非线性力学行为的方法。
它将滞回曲线分为三个不同的段落,每个段落代表了不同的刚度。
这种方法对于分析和设计多种工程结构都具有重要意义,例如桥梁、建筑和机械系统等。
在滞回曲线三段刚度法中,滞回曲线被分为三个段落:刚度较小的初段、刚度逐渐增大的中段和刚度最大的后段。
中心支撑框架结构及钢支撑滞回曲线模拟
中心支撑框架结构及钢支撑滞回曲线模拟
中心支撑框架结构及钢支撑滞回曲线模拟
摘要:本文分析了钢中心支撑框架结构抗震性能,并且总结了钢支撑的滞回性能及用于钢支撑滞回曲线模拟的塑性铰、现象学和有限元三类模型的优缺点。
关键词:中心支撑框架结构钢支撑滞回曲线模型
理想的抗震结构体系应具有多道防线,并且承受竖向荷载的构件不应先于主要抗侧力构件破坏,钢中心支撑框架结构是一种有效的双重抗侧力体系。
准确可靠的钢支撑滞回模型则是中心支撑框架结构弹塑性地震反应分析必不可少的条件。
1 中心支撑框架结构
早期的纯框架结构(也称抗弯框架结构)体系较柔,适用高度低,且为单一抗侧力体系,钢框架万一破坏,后果很严重。
为改善抗弯框架结构抗侧能力差的缺点,沿结构体系的纵横两个方向布置一些支撑与框架梁、柱形成带支撑的框架结构体系。
支撑体系通过楼板的变形协调与钢框架共同工作,形成双重抗侧力体系:在中小地震下,水平力几乎都由支撑体系承担,而在大震下若支撑体系破坏,水平力可重新分布由钢框架承担。
因而,框架支撑体系在中等以上强度地震作用下具有良好的抗震性能,适用高度较高。
支撑框架结构根据支撑的设置方式不同可分为:中心支撑框架、。
滞回曲线的主要特征
件与结构连接处。摩擦阻尼是结构阻尼,在建筑总阻尼中占很大比例。
(2) 粘性阻尼
粘性阻尼力的计算公式为
4
抗震工程概论教案 第 10 讲
Fr = −cu& 其中 c 为常数,称为粘性阻尼系数。粘性阻尼力的大小与运动速度成正比,方向与速度方向 相反。
在结构动力反应中,在运动的一个循环(周期)内,由结构弹塑性引起的耗能等于滞回 环内的面积∆W。而对于粘性阻尼引起的在一个振动周期内的耗能∆W阻尼(如图 10.31(b)所示) 等于
∆W阻尼 = 4πζ S∆OAB
所以,
S ∆OAB
பைடு நூலகம்
=
1 2
δ
m
Pm
=
1 2
kδ
2 m
∆W阻尼 = 2π kδ m2ζ
其中S∆OAB为三角形OAB的面积;Pm和δm分别为荷载和位移的最大值,如图 10.31 所示。 如果从能量耗散的观点考虑,可以用阻尼耗能表示弹塑性耗能,即令∆W=∆W阻尼,则等
目前已发展了一系列结构地震反应分析方法,主要有:
反应谱分析方法
单自由度体系反应谱法 振型分解反应谱法(基底剪力法可视为反应谱法的一种)
直接动力分析方法 (时程分析方法)
振型叠加法 逐步积分法
推倒分析(Pushover) 方法:也称非线性静力分析方法,是建筑抗震设计规范建议的 结构弹塑性分析方法之一
11.1 单自由度弹性结构地震反应分析
在钢筋混凝土(RC)结构或构件的承载力中,屈服承载力Py、最大承载力Pm和极限承 载力Pu是最为关心的。最大承载力Pm为荷载-位移曲线的峰值点对应的荷载值;极限承载力 Pu对应于极限状态(倒塌)时的荷载,但由于极限状态通常难以准确确定,有时也简单地取 Pu=(0.85~0.9) Pm。
滞回曲线定义
1滞回曲线hysteretic curve在反复作用下结构的荷载-变形曲线。
它反映结构在反复受力过程中的变形特征、刚度退化及能量消耗,是确定恢复力模型和进行非线性地震反应分析的依据。
又称恢复力曲线(restoring force curve )。
结构或构件滞回曲线的典型形状一般有四种:梭形、弓形、反S 形和Z 形滞回曲线 梭形说明滞回曲线的形状非常饱满,反映出整个结构或构件的塑性变形能力很强,具有很好的抗震性能和耗能能力。
例如受弯、偏压、压弯以及不发生剪切破坏的弯剪构件,具有良好塑性变形能力的钢框架结构或构件的P 一△滞回曲线即呈梭形。
弓形具有“捏缩”效应,显示出滞回曲线受到了一定的滑移影响。
滞回曲线的形状比较饱满,但饱满程度比梭形要低,反映出整个结构或构件的塑性变形能力比较强,节点低周反复荷载试验研究性能较好,.能较好地吸收地震能量。
例如剪跨比较大,剪力较小并配有一定箍筋的弯剪构件和压弯剪构件,一般的钢筋混凝土结构,其滞回曲线均属此类。
反S 形反映了更多的滑移影响,滞回曲线的形状不饱满,说明该结构或构件延性和吸收地震能量的能力较差。
例如一般框架、梁柱节点和剪力墙等的滞回曲线均属此类。
Z 形反映出滞回曲线受到了大量的滑移影响,具有滑移性质。
例如小剪跨而斜裂缝又可以充分发展的构件以及锚固钢筋有较大滑移的构件等,其滞回曲线均属此类。
( 31 )( 30 )( 29 )( 28 )( 27 )( 26 )( 25 )( 24 )( 23 )( 22 )( 21 )( 20 )( 19 )( 18 )( 17 )( 16 )( 15 )( 14 )( 13 )( 12 )( 11 )( 10 )( 9 )( 8 )( 7 )( 6 )( 5 )( 4 )( 3 )( 2 )( 1 ) 2423222120191817161514131211 10987654321。
钢结构混凝土结构选用损伤模型
为什么做动力弹塑性时程分析时钢材推荐标准双折线/标准三折线,混凝土采用修正武田三折线。
标准双折线、标准三折线滞回曲线如下图:
这样的曲线考虑了包辛格效应,与试验结果也是非常吻合的。
大家在写报告时,就可以讲这个曲线考虑包辛格效应写进去。
对于混凝土构件推荐修正武田三折线:
是因为其可以考虑混凝土材料的裂面效应(混凝土开裂后,裂面重新受压时,骨料咬合作用使裂缝在完全闭合之前就已传递较大的压力 ),三折线也可以考虑混凝土开裂对刚度的折减(其他能考虑混凝土裂面效应的还有克拉夫双折线,但是其是双折线,对模拟混凝土开裂不合理)。
高层结构钢支撑滞回性能分析及抗震设计对策
高层结构钢支撑滞回性能分析及抗震设计对策高层结构钢支撑滞回性能分析及抗震设计对策摘要:高层建筑在面临地震荷载时,支撑结构的滞回性能至关重要。
本文通过对高层结构钢支撑滞回性能的分析研究,总结了一些常见的抗震设计对策,以提高高层建筑的地震安全性。
一、引言高层建筑的地震安全性是人们关注的焦点之一。
在地震作用下,高层建筑可能出现支撑结构的滞回行为,导致结构的弹塑性变形。
因此,研究高层结构钢支撑的滞回性能对于提高建筑地震安全性具有重要意义。
二、滞回性能分析高层结构钢支撑的滞回性能是指结构在地震作用下所表现出的滞回行为。
滞回的主要特点是结构在加载和卸载过程中,受应力-应变关系的影响,呈现出不可逆性和非线性。
1. 滞回曲线滞回曲线是描述结构滞回性能的重要指标之一。
通过对高层结构钢支撑滞回曲线的绘制和分析,可以了解结构在地震荷载下的滞回行为,为后续的抗震设计提供参考。
2. 滞回耗能能力滞回耗能能力是指结构在滞回行为中所消耗的能量。
通过分析滞回耗能能力,可以对结构的抗震性能进行评估和优化设计,提高结构的地震安全性。
三、抗震设计对策为提高高层建筑的地震安全性,我们可以采取以下抗震设计对策:1. 选择适当的钢材和截面形式在高层建筑的钢结构设计中,应选择具有良好滞回性能的钢材和截面形式。
例如,采用高强度的低合金钢材,可以提高结构的抗震性能。
2. 加强连接节点的设计连接节点是高层建筑结构中的关键部位,影响着整个结构的抗震性能。
通过合理设计连接节点,加强连接的刚度和强度,可以提高结构的滞回性能和耗能能力。
3. 设计钢支撑的长度和刚度钢支撑的长度和刚度是影响结构滞回性能的重要因素。
适当控制钢支撑的长度和刚度,可以使结构在地震作用下呈现出合理的滞回行为,提高结构的地震安全性。
4. 考虑结构的非线性特性高层结构在地震作用下呈现出明显的非线性特性。
在抗震设计中,应充分考虑结构的非线性行为,采用合适的滞回模型和分析方法,准确评估结构的耗能能力。
滞回曲线的解说
一般来说滞回曲线最直观反映的是试件受力和产生位移的关系,这样的曲线中可以看到在某个力作用下产生的位移有多少。
一般来说曲线能简化为好几个直段,第一个直段跟第二个直段的交点就是弹性段跟塑性段的交点,也就是弹性段结束,塑性段开始的时刻,从这个点可以看出弹性模量、弹性极限等数据;以此类推,在塑性段的结束点也可以得出类似的关于塑性性能的数据。
而由于位移跟受力的乘积是能量,所以滞回曲线所围成的面积就是所消耗的能量。
再深入一点看,反复实验一般直到构件破坏结束(这要看实验描述),从这样的实验里面还可以得出试件的疲劳数据,得出抗疲劳性能等等数据具体讲解滞回曲线的书籍确实没有,现在市面上很多钢筋混凝土非线性分析或者钢筋混凝土有限元分析等方面的书籍,也仅仅都是点到为止,内容浅显,重复多创新少,几乎都是一带而过。
滞回曲线这方面的内容很多都是散见于一些零星的书籍或者文献中,需要自己留意收集整理了。
在进行弹性结构时程分析时,结构刚度为常数,即力一变形关系符合虎克定律(直线关系)。
在进行弹塑性结构时程分析时,结构屈服后要重新建立刚度矩阵,因而需要建立结构力一变形的弹塑性关系,如图1所示,即恢复力模型。
结构构件在周期性反复荷载作用下,可能发生图2所示的恢复力曲线,这是钢筋混凝土构件具有代表性的非线性恢复力特性曲线,由于曲线具有滞回性质,又称滞回曲线或称滞回环。
在钢筋混凝土受弯构件中,由于纯弯区段只有垂直裂缝,滞回曲线在卸载后不能回到原点的主要原因是受压区混凝土的塑性变形和受拉区钢筋与混凝土之间的滑移,整个弯矩(M)一曲率(φ)图形呈现出“梭形”的曲线[图3(a)]。
在剪弯构件中,不仅有垂直裂缝,还有斜裂缝。
斜裂缝的张合使滞回曲线变成带有“弓”形的特点,如图3(b)所示的侧向力(P)一位移(δ)曲线。
在压弯构件中,轴向力的存在对裂缝的发展起了抑制作用,如图3(c)所示,与受弯构件的弯矩一曲率曲线[图3(a)]相比,压弯构件的图形偏向弯短轴,提高了构件抗弯承载能力,但减少了曲率的塑性变形能力,以剪切变形为主的剪力墙,由于斜裂缝的张合,使侧向力(P)一剪切变形(y)图呈现出反s形[图3(d)]。
滞回曲线的解说
一般来说滞回曲线最直观反映的是试件受力和产生位移的关系,这样的曲线中可以看到在某个力作用下产生的位移有多少。
一般来说曲线能简化为好几个直段,第一个直段跟第二个直段的交点就是弹性段跟塑性段的交点,也就是弹性段结束,塑性段开始的时刻,从这个点可以看出弹性模量、弹性极限等数据;以此类推,在塑性段的结束点也可以得出类似的关于塑性性能的数据。
而由于位移跟受力的乘积是能量,所以滞回曲线所围成的面积就是所消耗的能量。
再深入一点看,反复实验一般直到构件破坏结束(这要看实验描述),从这样的实验里面还可以得出试件的疲劳数据,得出抗疲劳性能等等数据具体讲解滞回曲线的书籍确实没有,现在市面上很多钢筋混凝土非线性分析或者钢筋混凝土有限元分析等方面的书籍,也仅仅都是点到为止,内容浅显,重复多创新少,几乎都是一带而过。
滞回曲线这方面的内容很多都是散见于一些零星的书籍或者文献中,需要自己留意收集整理了。
在进行弹性结构时程分析时,结构刚度为常数,即力一变形关系符合虎克定律(直线关系)。
在进行弹塑性结构时程分析时,结构屈服后要重新建立刚度矩阵,因而需要建立结构力一变形的弹塑性关系,如图1所示,即恢复力模型。
结构构件在周期性反复荷载作用下,可能发生图2所示的恢复力曲线,这是钢筋混凝土构件具有代表性的非线性恢复力特性曲线,由于曲线具有滞回性质,又称滞回曲线或称滞回环。
在钢筋混凝土受弯构件中,由于纯弯区段只有垂直裂缝,滞回曲线在卸载后不能回到原点的主要原因是受压区混凝土的塑性变形和受拉区钢筋与混凝土之间的滑移,整个弯矩(M)一曲率(φ)图形呈现出“梭形”的曲线[图3(a)]。
在剪弯构件中,不仅有垂直裂缝,还有斜裂缝。
斜裂缝的张合使滞回曲线变成带有“弓”形的特点,如图3(b)所示的侧向力(P)一位移(δ)曲线。
在压弯构件中,轴向力的存在对裂缝的发展起了抑制作用,如图3(c)所示,与受弯构件的弯矩一曲率曲线[图3(a)]相比,压弯构件的图形偏向弯短轴,提高了构件抗弯承载能力,但减少了曲率的塑性变形能力,以剪切变形为主的剪力墙,由于斜裂缝的张合,使侧向力(P)一剪切变形(y)图呈现出反s形[图3(d)]。
关于滞回曲线的一些知识甄选
关于滞回曲线的一些知识(优选.)滞回曲线的一些知识总结1、钢筋混凝土的滞回曲线为“荷载-位移”曲线2、采用低周反复循环的静力加载试验方法研究钢筋混凝土构件的滞回曲线。
3、施加荷载通常为:先施加轴向力N,并维持恒定,然后按等增量(<>P)施加往复作用的横向力P;当结构(钢筋)屈服后,改为由正、负向变形(位移)增量(<>)控制横向加载,直至构件破坏并丧失承载力为止。
(实验方法)4、滞回曲线特点:(1)加载曲线:每次加载过程中,曲线的斜率随荷载的增大而减小,且减小的程度加快;比较各次同向加载,后次曲线比前次曲线斜率减小,表明:反复荷载下构件的刚度退化。
(2)卸载曲线:刚开始卸载时,回复变形很小;荷载减小后曲线趋向平缓,恢复变形逐渐加快。
——恢复变形滞后现象。
曲线斜率比随反复加载次数而减小,表明卸载刚度退化。
5、滞回环的对角线斜率反映构件的整理刚度;滞回环包围的面积——荷载正反交变一周时结构所吸收的能量。
显然,滞回环饱满者有志于结构的抗震。
6、多种受力状态的滞回曲线:(1)提高配筋率,滞回曲线饱满,有利于抗震。
(2)轴压比为0(受弯构件),滞回曲线十分饱满,有优越的延性和耗能性能轴压比不为0(压弯构件):轴压比提高,延性明显下降,滞回环严重捏拢。
(3)受扭构件(实验研究很少):纯扭构件出现裂缝后,刚度严重退化,滞回环为反S型。
压扭构件由于压力的存在延缓了斜裂缝的发展,滞回曲线相对饱满。
7、钢筋与混凝土的粘结-滑移粘结钢筋拉、压力反复加卸载实验测得的粘结应力-滑移曲线滞回曲线与单调加载试验的相似,但变形钢筋的平均粘结强度越降低14%,光圆钢筋降低更多(不宜在工程中采用)。
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滞回曲线的解说
一般来说滞回曲线最直观反映的是试件受力和产生位移的关系,这样的曲线中可以看到在某个力作用下产生的位移有多少。
一般来说曲线能简化为好几个直段,第一个直段跟第二个直段的交点就是弹性段跟塑性段的交点,也就是弹性段结束,塑性段开始的时刻,从这个点可以看出弹性模量、弹性极限等数据;以此类推,在塑性段的结束点也可以得出类似的关于塑性性能的数据。
而由于位移跟受力的乘积是能量,所以滞回曲线所围成的面积就是所消耗的能量。
再深入一点看,反复实验一般直到构件破坏结束(这要看实验描述),从这样的实验里面还可以得出试件的疲劳数据,得出抗疲劳性能等等数据具体讲解滞回曲线的书籍确实没有,现在市面上很多钢筋混凝土非线性分析或者钢筋混凝土有限元分析等方面的书籍,也仅仅都是点到为止,内容浅显,重复多创新少,几乎都是一带而过。
滞回曲线这方面的内容很多都是散见于一些零星的书籍或者文献中,需要自己留意收集整理了。
在进行弹性结构时程分析时,结构刚度为常数,即力一变形关系符合虎克定律(直线关系)。
在进行弹塑性结构时程分析时,结构屈服后要重新建立刚度矩阵,因而需要建立结构力一变形的弹塑性关系,如图1所示,即恢复力模型。
结构构件在周期性反复荷载作用下,可能发生图2所示的恢复力曲线,这是钢筋混凝土构件具有代表性的非线性恢复力特性曲线,由于曲线具有滞回性质,又称滞回曲线或称滞回环。
在钢筋混凝土受弯构件中,由于纯弯区段只有垂直裂缝,滞回曲线在卸载后不能回到原点的主要原因是受压区混凝土的塑性变形和受拉区钢筋与混凝土之间的滑移,整个弯矩(M)一曲率(φ)图形呈现出“梭形”的曲线[图3(a)]。
在剪弯构件中,不仅有垂直裂缝,还有斜裂缝。
斜裂缝的张合使滞回曲线变成带有“弓”形的特点,如图3(b)所示的侧向力(P)一位移(δ)曲线。
在压弯构件中,轴向力的存在对裂缝的发展起了抑制作用,如图3(c)所示,与受弯构件的弯矩一曲率曲线[图3(a)]相比,压弯构件的图形偏向弯短轴,提高了构件抗弯承载能力,但减少了曲率的塑性变形能力,以剪切变形为主的剪力墙,由于斜裂缝的张合,使侧向力(P)一剪切变形(y)图呈现出反s形[图3(d)]。
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什么是滞回曲线
在力循环往复作用下,得到结构的荷载-变形曲线。
它反映结构在反复受力过程中的变形特征、刚度退化及能量消耗,是确定恢复力模型和进行非线性地震反应分析的依据。
又称恢复力曲线(restoring force curve)。
结构几种常见的滞回形状
结构常见的几种滞回形状
结构或构件滞回曲线的典型形状一般有四种:梭形、弓形、反S形和Z形。
梭形说明滞回曲线的形状非常饱满,反映出整个结构或构件的塑性变形能力很强,具有很好的抗震性能和耗能能力。
例如受弯、偏压、压弯以及不发生剪切破坏的弯剪构件,具有良好塑性变形能力的钢框架结构或构件的P一△滞回曲线即呈梭形。
弓形具有“捏缩”效应,显示出滞回曲线受到了一定的滑移影响。
滞回曲线的形状比较饱满,但饱满程度比梭形要低,反映出整个结构或构件的塑性变形能力比较强,节点低周反复荷载试验研究性能较好,.能较好地吸收地震能量。
例如剪跨比较大,剪力较小并配有一定箍筋的弯剪构件和压弯剪构件,一般的钢筋混凝土结构,其滞回曲线均属此类。
反S形反映了更多的滑移影响,滞回曲线的形状不饱满,说明该结构或构件延性和吸收地震能量的能力较差。
例如一般框架、梁柱节点和剪力墙等的滞回曲线均属此类。
Z形反映出滞回曲线受到了大量的滑移影响,具有滑移性质。
例如小剪跨而斜裂缝又可以充分发展的构件以及锚固钢筋有较大滑移的构件等,其滞回曲线均属此类。
滞回曲线的评价描述方法
一般采用观察滞回曲线饱满程度来评价滞回曲线,越饱满,说明塑性和韧性好,峰值点越高,材料性能越好。
对于更一般问题,常定义耗能指标(Hysteresis energy dissipation index),用来表示每一循环的滞回耗能。
采用言行参数来评价延性性能。
滞回曲线的物理意义为:地震时,结构处于地震能量场内,地震将能量输入结构,结构有一个能量吸收和耗散的持续过程。
当结构进入弹塑性状态时,其抗震性能主要取决于构件耗能的能力。
滞回曲线中加荷阶段荷载-位移曲线下所包围的面积可以反映结构吸收能量的大小;而卸荷时的曲线与加载曲线所包围的面积即为耗散的能量。
这些能量是通过材料的内摩阻或局部损伤(如开裂、塑性铰转动等)而将能量转化为热能散失到空间中去。
因此,滞回曲线中滞回环的面积是被用来评定结构耗能的一项重要指标。
什么是骨架曲线
骨架曲线就是指往复加载过程中各次滞回曲线峰点的连线,给出了结构的发生塑性变形后·内力或者应力的路径。
由骨架曲线可以分析结构或构件的承载力和变形能力,并定义表征构件特征的若干控制点。
试验表明,一般情况下滞回曲线峰点的连线与单调加载时的荷载-位移曲线(力-变形曲线)很相近,可以用静力单调加载得到的曲线代替往复加载时的骨架曲线。
双线性模型、Ramberg-Osgood 模型和Bouc-Wen模型
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