滞回曲线

滞回曲线

所谓滞回曲线就是在反复作用下结构的荷载－变形曲线。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。又称恢复力曲线（restoring force curve）。

滞回曲线特点：

（1）加载曲线：

每次加载过程中，曲线的斜率随荷载的增大而减小，且减小的程度加快；

比较各次同向加载，后次曲线比前次曲线斜率减小，表明：反复荷载下构件的刚度退化。

（2）卸载曲线：

刚开始卸载时，回复变形很小；荷载减小后曲线趋向平缓，恢复变形逐渐加快。——恢复变形滞后现象。

曲线斜率比随反复加载次数而减小，表明卸载刚度退化。

滞回曲线结构
　　
结构或构件滞回曲线的典型形状一般有四种:梭形、弓形、反S形和Z形
　　
梭形说明滞回曲线的形状非常饱满，反映出整个结构或构件的塑性变形能力很强，具有很好的抗震性能和耗能能力。例如受弯、偏压、压弯以及不发生剪切破坏的弯剪构件，具有良好塑性变形能力的钢框架结构或构件的P一△滞回曲线即呈梭形。
　　
弓形具有“捏缩”效应，显示出滞回曲线受到了一定的滑移影响。滞回曲线的形状比较饱满，但饱满程度比梭形要低，反映出整个结构或构件的塑性变形能力比较强，节点低周反复荷载试验研究性能较好，.能较好地吸收地震能量。例如剪跨比较大，剪力较小并配有一定箍筋的弯剪构件和压弯剪构件，一般的钢筋混凝土结构，其滞回曲线均属此类。
　　
反S形反映了更多的滑移影响，滞回曲线的形状不饱满，说明该结构或构件延性和吸收地震能量的能力较差。例如一般框架、梁柱节点和剪力墙等的滞回曲线均属此类。
　　
Z形反映出滞回曲线受到了大量的滑移影响，具有滑移性质。例如小剪跨而斜裂缝又可以充分发展的构件以及锚固钢筋有较大滑移的构件等，其滞回曲线均属此类。


图1 滞回曲线

滞回曲线的外包络线

滞回曲线的外包络线称为骨架曲线。

恢复力曲线包括滞回曲线和骨架曲线。

（多数情况下，骨架曲线与单调加荷时的力—变形曲线基本一致。滞回曲线与骨架曲线合称恢复力曲线，它表示构件或结构的变形履历过程。同时，恢复力也代表构件或结构在外荷载去除后恢复原来形状的能力。）

骨架曲线:将同方向（拉或压）加载的应力—应变曲线中，超过前一次加载最大应力的区段平移相连后得到的曲线称为骨架曲线。

滞回曲线的一些知识总结

多种受力状态的滞回曲线：

（1）提高配筋率，滞回曲线饱满，有利于抗震。

（2）轴压比为0（受弯构件），滞回曲线十分饱满，有优越的延性和耗能性能

轴压比不为0（压弯构件）：轴压比提高，延性明显下降，滞回环严重捏拢。

（3）受扭构件（实验研究很少）：纯扭构件出现裂缝后，刚度严重退化，滞回环为反S型。压扭构件由于压力的存在延缓了斜裂缝的发展，滞回曲线相对饱满。