钢板-砖砌体组合异形柱的耗能能力分析：试验研究与应用

钢板-砖砌体组合异形柱的耗能能力通过耗能能量、能量耗散系数（耗能系数E）来定量地表征[73]。试件在低周往复荷载作用时，加载时吸收能量，卸载时释放能量，每个循环试件吸收和释放能力之差就是试件在一个循环加载中消耗的能量，耗能的大小在滞回曲线中反映为一个滞回环所围成的面积，见图12-13所示。

图12-13 耗能系数计算简图

图12-13中，耗散能量为S（ABC＋ADC），耗能系数E定义为实际耗能能量与弹性能量的比值，即E＝S（ABC＋ADC）/S（OBE＋ODF）。各试件在各个加载级别的耗能系数见表12-5～表12-12所示，其中位移控制加载过程中每级的耗能能量指每级第一循环的耗能能量。

表12-5试件T-300-0.18各个加载级别的耗能系数

表12-6 试件T-300-0.36各个加载级别的耗能系数

表12-7 试件T-400-0.18a各个加载级别的耗能系数

续表 12-7

表12-8 试件T-400-0.18b各个加载级别的耗能系数

表12-9 试件L-300-0.18各个加载级别的耗能系数(www.xing528.com)

续表 12-9

表12-10 试件L-300-0.21各个加载级别的耗能系数

表12-11 试件L-400-0.18各个加载级别的耗能系数

续表 12-11

表12-12 试件L-400-0.36各个加载级别的耗能系数

从表12-5～表12-12可以得到，各试件屈服前的耗能与总耗能的比例分别为：试件T-300-0.18等于41.7％，试件T-300-0.36等于13.9％，试件T-400-0.18a等于27.8％，试件T-400-0.18b等于72.2％，试件L-300-0.18等于6.7％，试件L-300-0.21等于11.4％，试件L-400-0.18等于5.9％，试件L-400-0.36等于18.3％。由此可见，L形截面组合柱的屈服前耗能比例一般比T形截面组合柱小，且均在20％以下，当竖向压应力水平较低时（0.18），屈服前耗能比例在5％～7％，这时组合柱处于弹性阶段，试件通过砌体与砂浆接触面开裂、砌体内部细小开裂、钢板部分脱胶等“空鼓”现象吸收了部分能量，因此比例很低。屈服后的耗能比例对于L形截面柱基本在80％以上，竖向压应力水平为0.18时达到93％以上，这时的耗能由柱脚钢板的局部屈曲变形、砖砌体破坏、甚至钢板的撕裂破坏来实现的，随着加载位移的增大，滞回环越来越饱满，吸收能量越来越多；因此，L形截面柱在屈服后有较好的耗能能力。屈服后的耗能比例对于T形截面柱子相对较低。

8根试件中，试件T-300-0.18的总体耗能过少，分析原因可能为对拉螺栓破坏导致上部钢板变形严重，卸载时位移不准确；试件T-300-0.36也存在同样问题。试件T-400-0.18b由于底座固定不牢靠，虚位移过大，而位移控制加载级数又较少，所以屈服前的耗能比例计算出来较大。