问题描述:
请问滞回曲线是什么,有何作用?
解答:
滞回曲线,又称恢复力曲线,是在力循环往复作用下,得到结构的荷载-变形曲线,如下图1所示。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。
图1非线性恢复力-位移关系
滞回模型通常用于描述材料的应力-应变行为(影响使用该材料的框架纤维铰和分层壳)、塑性铰或者多段线性塑性类型的连接单元的力-变形行为。
所有模型典型的循环加载行为如下:
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正向或负向的初始加载段随骨架曲线变化;
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反转变形时,卸载沿着不同的路径,通常比加载路径陡。常常平行或近似平行于初始弹性段的斜率;
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当荷载减小到零后,持续的反向变形引起的反向加载的路径最终交于对面的骨架曲线,通常是位于变形等于在该方向或相反方向的先前最大变形处。
程序提供多种滞回模型用来描述不同类型材料的滞回行为。例如,通常用于金属材料的随动硬化行为,其滞回曲线如下图2所示。如图2所示的滞回曲线描述中,“加载”指在给定的正方向或负方向的变形量不断增大,“卸载”指变形的随后减小直至负载为零。持续的变形减小即“反向加载”直至变形为零,这以后变形再次增加并与荷载同号称为再“加载”。加载和卸载发生在力-变形图形中的第一和第三象限,反向加载发生在第二和第四象限。
图2随动硬化滞回模型
滞回行为可能会影响涉及荷载反向和循环加载的工况,例如:非线性时程荷载工况(单向加载工况不会受影响)。多数情况下,这些模型的差别在于给定的变形周期中能量耗散的大小,以及随着变形量增大能量耗散行为如何变化。
(关于滞回模型的更多内容可阅读《滞回模型的应用》)