理论教育 可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的滞回曲线和骨架曲线

可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的滞回曲线和骨架曲线

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:滞回曲线是试件在低周往复循环荷载作用下的荷载-位移曲线。各试件的水平荷载-位移滞回曲线和骨架曲线如图2.20所示。相比试件SPSW-1和试件SPSW-2,试件SPSW-3滞回曲线较为饱满;3个试件中,试件SPSW-2和试件SPSW-3滞回曲线呈饱满的梭形,表现出较好的滞回性能。图2.20滞回曲线和骨架曲线根据上述方法,由滞回曲线可以绘制波形钢板剪力墙的骨架曲线,如图2.20所示。

可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的滞回曲线和骨架曲线

滞回曲线是试件在低周往复循环荷载作用下的荷载-位移曲线。滞回曲线是衡量构件抗震性能的一个重要指标,可以反映构件的变形特征、刚度退化特性、承载能力和耗能能力大小等抗震性能,是确定恢复力模型以及进行非线性地震反应分析的依据,又称恢复力曲线(Restoring Force Curve)[67]。滞回曲线的形状一般分为梭形、弓形、反S形和Z形,其中以梭形最为饱满,这种饱满程度可以反映出整个结构或构件的塑性变形能力的强弱。滞回曲线较为饱满的结构或试件具有更好的抗震性能和耗能能力。

骨架曲线是指从加载开始点出发,将每次加载循环的峰值荷载(位移控制加载时,骨架曲线取该级第一次加载得到的荷载)和对应的位移所形成的点连接起来的曲线。它反映了构件受力与变形的各个不同阶段和特性(强度、刚度、延性、耗能能力及抗倒塌能力等),也是确定恢复力模型中特征点的重要依据[68]

试验采集了试件顶梁中心线高度处的水平位移,以此水平位移为横坐标,以MTS液压伺服机作动器施加的水平荷载为纵坐标,可以得到各试件的滞回曲线。各试件的水平荷载-位移滞回曲线和骨架曲线如图2.20所示。由图可以看出:试件SPSW-1的H型钢柱过早破坏,滞回曲线大部分位于早期弹性加载阶段,但在试件屈服后有趋于饱满的趋势,随着荷载不断增大,试件SPSW-1达到屈服后,很快就发生破坏,滞回曲线不够饱满,近似线性,滞回性能较差;试件SPSW-2在加载初期为弹性阶段,其滞回曲线出现捏拢现象,这是由于试件内嵌波形钢板竖向放置时,在水平荷载作用下,会产生水平方向的“手风琴效应”;试件SPSW-3在加载初期滞回曲线较为饱满,因波形钢板为横向放置,其平面内剪切变形较小,对其刚度的影响较小,其滞回曲线在弹性阶段并未发生捏拢现象。相比试件SPSW-1和试件SPSW-2,试件SPSW-3滞回曲线较为饱满;3个试件中,试件SPSW-2和试件SPSW-3滞回曲线呈饱满的梭形,表现出较好的滞回性能。

图2.20 滞回曲线和骨架曲线

根据上述方法,由滞回曲线可以绘制波形钢板剪力墙的骨架曲线,如图2.20(d)所示。由图可知:试件SPSW-1经历了弹性和弹塑性2个阶段,而且在弹塑性初始阶段便发生了失稳破坏,所以骨架曲线接近直线;试件SPSW-2和试件SPSW-3的骨架曲线基本为“S”形,说明试件SPSW-2和试件SPSW-3试件在低周反复荷载下经历了弹性、弹塑性、塑性和破坏阶段,其中试件SPSW-2的承载能力略低于试件SPSW-3的。根据骨架曲线的斜率可以看出,试件SPSW-3的抗侧刚度最大,试件SPSW-1次之,因为试件SPSW-2内嵌波形钢板是竖向放置,在水平荷载作用下产生了手风琴效应,所以SPSW-2的抗侧刚度较小。(www.daowen.com)

根据3个试件的骨架曲线得到其初始刚度如表2.4所示。由表中数据可知:横向波形钢板剪力墙的初始刚度最大,平钢板剪力墙次之,竖向波形钢板剪力墙最小;2种波形钢板剪力墙的承载力远大于平钢板剪力墙。

表2.4 各试件初始刚度

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