理论教育 可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的耗能能力结果

可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的耗能能力结果

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:由图9.41和图9.42可以看出,试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的耗能量随水平位移的增大而不断增大。图9.46等效黏滞阻尼系数-位移曲线9.3.4.3各试件更换墙趾构件前、后耗能能力对比图9.47、图9.48和图9.49分别给出了各试件的耗能-位移曲线、累积耗能-位移曲线和等效黏滞阻尼系数-位移曲线的对比图。

可恢复功能波形钢板-混凝土组合剪力墙的耗能能力结果

结构的耗能能力由等效黏滞阻尼系数ξeq表征。采用本章9.2节所述计算方法,得到各试件的耗能Ei、累计耗能∑Ei,进而计算得到各试件的等效黏滞阻尼系数ξeq,同时给出了各试件的耗能-位移曲线、累积耗能-位移曲线、等效黏滞阻尼系数-位移曲线。

9.3.4.1 试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2

试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的耗能-位移曲线、累积耗能-位移曲线以及等效黏滞阻尼系数-位移曲线分别如图9.41、图9.42和图9.43所示。

由图9.41和图9.42可以看出,试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的耗能量随水平位移的增大而不断增大。水平位移加载至位移角0.5%阶段,试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的单周耗能量基本相当;随着水平位移继续增大,试件RSPCSW-H2的单周耗能量低于试件RSPCSW-H1的,当水平位移加载至位移角1%阶段,试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的单周耗能量再次达到持平;试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的累积耗能随水平位移增大而不断增大,相同位移条件下,试件RSPCSW-H2的累积耗能量小于试件RSPCSW-H1的。

图9.41 耗能-位移曲线

图9.42 累积耗能-位移曲线

图9.43 等效黏滞阻尼系数-位移曲线

由图9.43可以看出,水平位移加载至位移角1%阶段,试件RSPCSW-H1和试件RSPCSWH2的等效黏滞阻尼系数-位移曲线发展趋势一致,试件RSPCSW-H2的等效黏滞阻尼系数略小于试件RSPCSW-H1的。这是由于累积损伤的存在,试件RSPCSW-H2相较于试件RSPCSW-H1的刚度有一定程度的退化,耗能能力减弱;水平位移继续增大,试件RSPCSW-H2的等效黏滞阻尼系数也随位移的增大而不断增大,且增长速率较快,说明试件RSPCSW-H2的刚度退化较大,耗能能力降低较大。

9.3.4.2 试件RSPCSW-V1和试件RSPCSW-V2

试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的耗能-位移曲线、累积耗能-位移曲线以及等效黏滞阻尼系数-位移曲线分别如图9.44、图9.45和图9.46所示。

由图9.44和图9.45可以看出,试件RSPCSW-V1和试件RSPCSW-V2的耗能量随水平位移的增大而不断增大。水平位移加载至位移角1%阶段,试件RSPCSW-V1和试件RSPCSW-V2的耗能位移曲线发展趋势一致,2条曲线几乎重合,说明更换墙趾构件后再加载,试件RSPCSW-V2的耗能能力退化较少,抗震性能基本保持完好;随着水平位移继续增大,试件RSPCSW-V2的耗能量随位移的增大而增大,且增长速率基本保持不变;试件RSPCSW-V1和试件RSPCSW-V2的累计耗能随水平位移增大而不断增大,相同位移条件下,试件RSPCSW-V2的累计耗能量小于试件RSPCSW-V1的。

图9.44 耗能-位移曲线

图9.45 累积耗能-位移曲线

由图9.46可以看出,水平位移加载至位移角1%阶段,试件RSPCSW-V1和试件RSPCSW-V2的等效黏滞阻尼系数-位移曲线发展趋势一致;相同位移条件下,试件RSPCSW-V2的等效黏滞阻尼系数小于试件RSPCSW-V1的。这是由于累计损伤的存在,试件RSPCSW-V2相较于试件RSPCSW-V1的刚度有一定程度的退化,耗能能力减弱;随着水平位移继续增大,试件RSPCSWV2的等效黏滞阻尼系数随位移的增大而不断增大,且增长速率几乎不变,说明试件RSPCSW-V2的刚度退化较缓慢,耗能能力降低较小,表现出了良好的延性。

图9.46 等效黏滞阻尼系数-位移曲线

9.3.4.3 各试件更换墙趾构件前、后耗能能力对比

图9.47、图9.48和图9.49分别给出了各试件的耗能-位移曲线、累积耗能-位移曲线和等效黏滞阻尼系数-位移曲线的对比图。

图9.47 耗能-位移曲线对比

各试件的耗能-位移曲线和累积耗能-位移曲线总体发展趋势一致,加载初期试件的耗能和累计耗能增加缓慢;位移角超过1%后,试件的耗能和累计耗能增长速率加快。由图9.47(a)可知,试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-V1的单周耗能能力相差不大,加载至相同水平位移,2个试件的耗能基本相等。由图9.11(b)可知,相同位移条件下,试件RSPCSW-V2的单周耗能略优于试件RSPCSW-H2,由于试件RSPCSW-H2的极限位移小于试件RSPCSW-V2,故试件RSPCSW-H2在极限位移时的耗能量远远小于试件RSPCSW-V2的。(www.daowen.com)

由图9.48(a)可知,试件RSPCSW-V1的单周耗能能力优于试件RSPCSW-H1的,加载至相同水平位移,试件RSPCSW-V1的单周耗能量大于试件RSPCSW-H1的。同时可以得到,随着水平位移的增大,试件RSPCSW-V1与试件RSPCSW-H1的耗能量差值也越来越大。由图9.48(b)可知,水平位移加载至位移角1%阶段,试件RSPCSW-H2和试件RSPCSW-V2累积耗能相差不大;水平位移加载至位移角大于1%阶段,相同位移条件下,试件RSPCSW-V2的累积耗能明显优于试件RSPCSW-H2,表现出了良好的耗能能力。同时可以看出,由于试件RSPCSW-H2的极限位移小于试件RSPCSW-V2,故试件RSPCSW-H2在极限位移时的累积耗能量远远小于试件RSPCSW-V2的。

图9.48 累积耗能-位移曲线对比

综上所述,加载至位移角1%阶段,各试件整体刚度下降很少,屈服部位集中于可更换墙趾消能器;位移角大于1%后,随着位移角增加,试件整体刚度下降,滞回曲线发展饱满,耗能大幅增加。同时可以看出,墙趾构件更换后再加载过程中,试件RSPCSW-V2比试件RSPCSW-V1的耗能和累积耗能量的下降程度远远小于试件RSPCSW-H2相比试件RSPCSW-H1的下降程度;试件RSPCSW-V2的累积耗能为试件RSPCSW-H2的9.4倍。说明内置波形钢板竖向放置时,混凝土组合剪力墙具有更好的耗能能力。

由图9.49(a)可以看出,试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-V1的等效黏滞阻尼系数-位移曲线发展趋势基本一致,曲线斜率在加载初期产生突变,之后趋于稳定,等效黏滞阻尼系数随水平位移的增大而不断增大;相同位移条件下,试件RSPCSW-V1的等效黏滞阻尼系数小于试件RSPCSW-H1的。由图9.49(b)可以看出,水平位移加载至位移角1.5%阶段,2个试件的等效黏滞阻尼系数-位移曲线发展趋势一致,等效黏滞阻尼系数随水平位移的增大,出现先增大后减小再增大的趋势;在位移角接近0.75%时,2个试件等效黏滞阻尼系数达到最小值;位移角大于1.5%之后,试件RSPCSW-V2比试件RSPCSW-H2的等效黏滞阻尼系数增长速率更为缓慢,原因是试件RSPCSW-V2的母墙损伤程度小于试件RSPCSW-H2的,故试件RSP CSW-V2的刚度退化更缓慢。同时也说明,波形钢板竖向放置时,组合剪力墙试件具有更好的耗能能力。

图9.49 等效黏滞阻尼系数-位移曲线对比

表9.8给出了各试件的特征点的等效黏滞阻尼系数:屈服点ξeq,y、位移角1%点ξeq,0.01、峰值点ξeq,m和极限点ξeq,u。由表9.8可以看出:加载至峰值点之前,与内置波形钢板水平方向放置相比,内置波形钢板竖向放置时,剪力墙试件的等效黏滞阻尼系数更小。因此,该阶段试件RSPCSW-H1和试件RSPCSW-H2的耗能优于试件RSPCSW-V1和试件RSPCSW-V2。峰值点后,试件RSPCSWH2耗能弱于试件RSPCSW-V2。更换墙趾构件后再加载,各试件的等效黏滞阻尼系数均有不同程度的减小,试件RSPCSW-H2比试件RSPCSW-H1的屈服点黏滞阻尼系数ξeq,y减小29.33%,试件RSPCSW-V2比试件RSPCSW-V1的屈服点黏滞阻尼系数ξeq,y减小17.91%;试件RSPCSW-H2比试件RSPCSW-H1的位移角1%点黏滞阻尼系数ξeq,0.01减小17.24%,试件RSPCSW-V2比试件RSPCSW-V1的位移角1%点黏滞阻尼系数ξeq,0.01减小11.84%。试件RSPCSW-V2比试件RSPCSW-H2的峰值点和极限点黏滞阻尼系数分别增大19.03%和20.94%。综上所述:更换墙趾构件后再加载过程中,试件RSPCSW-V2的等效黏滞阻尼系数减小程度小于试件RSPCSW-H2的,说明内置波形钢板竖向放置时,剪力墙试件的耗能能力受累积损伤影响较小,表现出良好的抗震性能。

表9.8 各试件的特征点等效黏滞阻尼系数

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