抗震与滞回曲线

2020年03月12日 星期四

在抗震里,经常有几个概念:变形能力、滞回曲线、耗能等等,然而似乎也没有一个地方把这几个东西讲的很清楚。而那些专家们也经常云里来雾里去,不把这些以浅显的方式讲个明白。如同本科专业课里每个老师都会说以概率理论为基础的极限状态设计方法会有其他老师讲的,自己就不讲了,然后就没有一个老师把这个问题讲清楚乃至于讲过。这里就谈谈自己的理解和一些困惑。……

​ 在抗震里,经常有几个概念:变形能力、滞回曲线、耗能等等,然而似乎也没有一个地方把这几个东西讲的很清楚。而那些专家们也经常云里来雾里去,不把这些以浅显的方式讲个明白。如同本科专业课里每个老师都会说以概率理论为基础的极限状态设计方法会有其他老师讲的,自己就不讲了,然后就没有一个老师把这个问题讲清楚乃至于讲过。这里就谈谈自己的理解和一些困惑。

​ (1)地震作用与一般作用的不同

​ 地震作用所产生的效应(这里尽量不采用荷载这一称呼,因为荷载指的应该是直接作用)是反复的,又是动力的,即短时间内的反复作用。

​ 这不同于常规的静力荷载,需要考虑动力效应。这个在地震作用计算时已经考虑入内了。

​ 会问那风荷载也是会通过风振系数考虑动力效应的,那为什么风荷载不做特殊处理呢?与风荷载相比,地震作用可能使构件内力多次超过屈服承载力。因此需要特别考虑。

​ 至于与疲劳现象相比,时间短,作用又强,两者也有明显区别。

(2)耗能与滞回曲线

​ 首先谈谈滞回曲线。我觉得沈祖炎《钢结构设计原理》里这句话写的不错:

这种变形能力就是结构经历很大变形但仍能够保持一定承载力水准的能力。

这样就可以比较轻松理解一般所说的四种滞回曲线样式(梭形、弓形、反s型,z型)。但是还是有一个困惑,就是如果是理想弹性那岂不是更好?

再讲讲耗能,我觉得因该是基于上面一段的总结。就是说滞回曲线越饱满,往复一圈所耗能就越大,经历变形后保持承载能力越强。但是需要实际测试。在同一本书中对于压弯构件举了个例子,表明轴压比较大时滞回性能是变差的。

参考资料:《钢结构设计原理》沈祖炎

后续有时间再讲讲等向强化、随动强化等。


2020年3月12日 星期四 天气晴转阴

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