带SRC异形柱边框混合剪力墙的恢复力模型的识别方法研究

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翻新时间：2022-07-30

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带SRC异形柱边框混合剪力墙的恢复力模型的识别方法研究

【摘要】通过正在进行的带SRC异形柱边框混合剪力墙的有限元数值模拟和混合试验，获得一系列试验数据，结合项目组同学现有的知识结构，通过不同方法进行构件恢复力模型识别，为工程实践提供研究参考。

【关键词】型钢混凝土异形柱；拟静力实验；恢复力模型；骨架曲线。

1、引言

恢复力模型，是根据大量的实验中获取的恢复力和变形关系曲线经过适当的抽象和简化，从而得到的数学模型，这就是构件的抗震性能在地震反应中分析出的具体反映。假如只用非线性分析的话，恢复力模型是指力与形变之间关系骨架曲线的数学模型；而如果是用结构动力学非线性时程分析的话，恢复力模型不但包含骨架曲线，而且也包括各个阶段滞回环的数学模型。在钢筋混凝土结构中，恢复力模型的研究方向分为两个方面：第一方面：材料的恢复力模型，主要用于描述钢筋及混凝土的应力-应变滞回关系，它是钢筋混凝土构件恢复力模型计算的基础；第二方面：构件的恢复力模型，一般用于描述构件截面的弯矩-曲率滞回关系和构件的荷载-位移滞回关系。

滞回曲线是在反复受力的作用下结构荷载-位移曲线，它反映了结构在反复受力过程中的变形情况、刚度变化及能量损失，它确定了恢复力模型，并且是进行地震反应分析的依据，又称之为恢复力曲线。恢复力模型大致有以下几种：恢复力模型一般分为曲线型和折线型，折线型因为应用简便被普遍采用，目前提出的折线型恢复力模型主要包括双线型、三线型、四线型以及退化双线型、退化三线型、定点指向型和滑移型等。

带SRC异形柱边框混合剪力墙是指通过在普通的异形柱截面的柱中使用型钢与适量的纵筋和箍筋的组合的新型异形柱。新型异形柱不仅美观，而且非常实用，不但保证了异形柱使得建筑内不出现棱角，美观，实用，又大大提高了异形柱的受力和抗震能力，使得其承载力有很大的提高。目前带SRC异形柱是非常具有研究意义的。

2、恢复力模型的识别方法

本次研究主要研究三种识别方法，分别是基于理论计算法的恢复力模型识别，基于系统识别法的恢复力模型识别和基于实验拟合法的恢复力模型识别。通过不同的识别方法对恢复力模型进行研究，通过研究结果对恢复力模型进行分析与得出结果。

2.1 基于理论计算法的恢复力模型识别

理论计算法是根据混凝土、钢筋和型钢等材料的本构关系的截面有限元法，就是将截面划分为若干个单元，整个截面要符合平截面假定，并且每个单元处于单向应力状态，所以，可以根据相应纤维材料的本构关系得出结构的恢复力模型，并提取骨架曲线来研究结构的受力特性。

2.2 基于系统识别法的恢复力模型识别

系统识别法是运用目前先进的控制理论，在构件恢复力模型建立中，运用外部输入加上结构或构件的反应来确定结构的恢复力模型。

2.3 基于试验拟合法的恢复力模型识别

试验拟合法是根据试验所得数据，然后绘制成试验散点图，并利用的数学模型，定量的画出骨架曲线和滞回曲线，找到滞回规则，然后将骨架曲线提取出来，按照一定的滞回规则所得出的骨架曲线就是恢复力模型。经试验所得滞回曲线求得骨架曲线如下所示：

3、分析及讨论

实际上对恢复力模型的识别就是观察滞回曲线与骨架曲线的特点。将同一个方向上加载的拉或压应力―应变曲线中，将每一次加载中所得到的曲线最大值，绘制成的曲线称为骨架曲线。骨架曲线反映了试件的受力与形变之间特殊关系，它还可以反映出试件强度、刚度、塑性、延性、耗能及抗地震能力等。

结论