9.2.5.1　承载能力和变形能力

分析试件的承载能力和变形能力时，选取4个特征点，分别是开裂点、屈服点、峰值点及极限点。则各试件的承载能力特征点定义如下：开裂荷载Fcr、屈服荷载Fy、峰值荷载Fm和极限荷载Fu（Fu=0.85Fm）。变形能力特征点定义如下：开裂位移Δcr、屈服位移Δy、峰值位移Δm和极限位移Δu。

本书采用几何作图法确定试件的屈服点。如图9.25所示，过骨架曲线原点O作直线OA相切于骨架曲线初始段，过骨架曲线峰值荷载点E作水平直线交直线OA于A点，过A点作骨架曲线Δ轴垂线，交骨架曲线于C点，连接OC交直线AE于B点，过B点作骨架曲线Δ轴垂线，交骨架曲线于D点，则点D即为试件的近似屈服点，其所对应的荷载和位移即为试件的屈服荷载和屈服位移。位移延性系数μ是衡量结构屈服后变形能力的指标［240］，它表示结构的极限位移和屈服位移的比值，即μ=Δu/Δy。结构的延性越好，说明其变形能力越好，结构的抗震性能也就越为优异。

图9.25　几何作图法

9.2.5.2　耗能能力

结构的耗能能力是指结构在荷载或地震作用下吸收和消耗外部能量的能力。滞回曲线所围成的面积即是结构所消耗的能量，通常以结构半周耗能量多少来衡量结构耗能能力的强弱。通过试件的滞回曲线，计算出试件在加载过程中的耗能情况，试件耗能量计算简图如图9.26所示。计算得到试件的耗能量值后，可进一步得到耗能-位移曲线、累计耗能-位移曲线和等效黏滞阻尼系数-位移曲线。试件耗能量用E表示，试件的等效黏滞阻尼系数用ξeq表示，计算公式分别见式（9-35）和式（9-36）。

图9.26　能量计算简图

式中：SAEC+SBEC— —滞回环所包围的面积，mm2；

S△AOD+S△BFO——相应三角形面积，相当于试件弹性应变能，mm2。

9.2.5.3　承载力退化和刚度退化

承载力退化指结构承载力随加载循环次数的增加而降低的特性，采用承载力降低系数η表征试件的承载能力退化这一特性。η的计算方法是采用同一位移幅值作用下最后一次循环的最大荷载与首次循环的最大荷载之比，计算公式见式（9-37）。

式中：Fn——同一位移幅值下，最后一次循环最大荷载，kN；

F1——同一位移幅值下，首次循环最大荷载，kN。

结构抗震性能退化的主要原因是刚度退化引起的强度退化。结构的刚度在同一级位移幅值下，随往复荷载循环次数的增加而降低，称之为刚度退化，可取各级位移幅值下的环线刚度K1来表征。结构的刚度退化速率越缓慢，则其耗能能力越好。环线刚度K1的计算方法为同级位移幅值多次循环加载的平均荷载与平均位移的比值，计算公式见式（9-38）。

式中：Δi——位移幅值，mm；(www.daowen.com)

Fi——同一位移幅值下，第i次循环时对应的最大荷载，kN。

9.2.5.4　钢板应变分析

试验过程中，波形钢板可视作平面应力状态。波形钢板上各测点处的应变花类型为45°-3直角形，可分别测得0°、45°和90°这3个方向的线应变ε0°、ε45°和ε90°，如图9.27（a）所示。由所测得的应变数据可计算出线应变εx、εy和剪切应变λxy，及其主应变方向，如图9.27（b）所示。

吴永瑞等［220］总结了电测试验中45°-3直角形应变花的应变处理公式，计算公式见式（9-39）～式（9-43）。其中ε1和ε2为主应变，α0为主应变方向。

图9.27　应变花原理示意图