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主题:BoucWen论文写作 时间:2024-02-28

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摘 要:根据ISO和CUREE两种低周反复加载制度并采用BoucWen恢复力模型计算得到不同参考位移时轻型木结构的力学性能参数,通过对结构极限强度、极限位移、刚度、耗能和强度及刚度退化的分析得到如下的一些结论:1)不同加载制度下得到的轻型木结构力学性能参数是不同的,在利用试验结果对轻型木结构房屋进行性能评价时应该考虑加载制度和参考位移的影响;2)采用ISO加载制度,参考位移为120 mm时结构的极限强度和极限位移较参考位移为60 mm时分别增加12%~13%和66%~68%;采用CUREE加载制度,参考位移为100 mm时结构的极限强度和极限位移较参考位移为50 mm时分别增加4%~6%和55%~58%;3)结构的割线刚度受参考位移的影响较小;4)参考位移对ISO加载制度下的结构耗能、强度及刚度退化影响较大,而对CUREE加载制度下的影响较小.

关键词:反复加载制度;BoucWen恢复力模型;ISO加载制度;CUREE加载制度;力学性能

中图分类号:TU366.2文献标识码:A

Abstract: According to the ISO and CUREE cyclic test loading protocol, some mechanical performance parameters of wood framed constructions were calculated in BoucWen hysteresis model. Based on analysis of the ultimate strength,ultimate displacement, stiffness, energy dissipation and strength and stiffness degradation of wood framed construction, some basic conclusions on the mechanical performance considering the influence of different loading protocols and reference displacements were obtained. The influence of the loading protocols and reference displacements should be taken into consideration in order to evaluate the mechanical performance parameter based on the test results exactly. Reference displacement equal to 120mm resulted in a 12%~13% and a 66%~68% increasing in ultimate strength and ultimate displacement respectively when compared with reference displacement equal to 60mm under ISO protocol. Reference displacement equal to 100mm resulted in a 4%~6% and a 55%~58% increasing in ultimate strength and ultimate displacement respectively when compared with reference displacement equal to 50mm under CUREE protocol. The loading protocol appeared to have little influence on the scant stiffness of the wood framed construction. It was shown that the ISO protocol with different reference displacements had more effect on the energy dissipation and strength and stiffness degradation when compared with the CUREE protocol.

Key words: cyclic test loading protocol; BoucWen hysteresis model; ISO loading protocol; CUREE loading protocol; mechanical performance

北美轻型木结构房屋中,木框架剪力墙作为主要的抗侧力构件,其力学性能决定了房屋结构的整体性能.因此,许多的国外研究者对木框架剪力墙的力学性能做了大量的试验研究.轻型木结构设计规范中以表格形式给出的木框架剪力墙抗剪强度设计值是APA(美国工程木协会)根据ASTM E72[1]和ASTM E564[2]对尺寸为2.44 m×2.44 m的墙体进行单调加载试验得到的经验值.然而,通过单调加载试验不能完全了解轻型木结构房屋在地震作用下的反应.

为此,近年来许多研究者采用低周反复加载试验方法对木框架剪力墙进行力学性能的研究.ASTM E2126-11 [3]中提供了3种不同的针对木框架剪力墙低周反复试验的加载制度,分别是Sequential Phased Displacement (SPD),ISO Displacement Schedule(ISO)和CUREE Basic Loading Protocol (CUREE).其中,SPD加载制度循环次数多,试验中观察的典型破坏机制和地震作用下观察到的破坏具有显著不同,因此SPD加载机制没有得到普遍认可,故本文不讨论SPD加载制度.除以上3个常用的低周反复加载制度外,Forintek Canada Corp[4]也开发了一种加载制度(FCC),另外欧洲的木结构试验规范[5](CEN 2001)也提出了一种用于轻型木结构研究的低周反复加载(CEN short protocol),Ming[6]曾对采用后两种加载制度得到的试验结果进行过讨论,但是目前这两种加载制度使用不多.必须指出不同的加载制度下得到的墙体力学性能指标是不同的,各加载制度均对试验中参考位移的选取作了不同的规定,这给大量的试验结果之间的直接比较带来了困难.目前我国尚无对此展开深入研究,虽然在钢筋混凝土构件试验中有文章运用低周反复加载制度[7],有文章提到了加载制度对结构性能的影响[8-9],但讨论的是不同加载路径、循环次数及幅值增量的影响.范佳南、吕品田等[10]提到了加载制度对木桁架整体性能的影响,但只研究了不同持荷时间对木材蠕变的影响.

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