7.2.8   武田三折线滞回模型
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产品功能 Ver.112 R3 / No.2009-03

手册内容 Ver.110 R2 / No.2009-02

 

技术原理

(1)概要

    武田模型是根据构件试验结果整理的恢复力模型,卸载刚度由卸载点在骨架曲线上的位置和反向是否发生了第一屈服决定。对正向和负向可定义不同的屈服后的刚度折减系数,适用于梁、柱、支撑构件。

 

 

图7.2.8-1  武田三折线模型

 

(2)定义骨架曲线

非线性特性用下面参数定义:

P1(+)P1(-) — 正向和负向的第一屈服强度;

 P2(+)P2(-) — 正向和负向的第二屈服强度;

D1(+)D1(-) — 正向和负向的第一屈服变形;

 D2(+)D2(-)— 正向和负向的第二屈服变形;

                  K0 — 初始刚度;

K2(+)K2(-)  — 正向和负向的第二条折线的刚度,K2(+)=α1(+)K0K2(-)=α1(-)K0

  K3(+)K3(-)— 正向和负向的第三条折线的刚度,K3(+)=α2(+)K0K3(-)=α2(-)K0

   α1(+)、α1(-)— 正向和负向第一屈服后刚度折减系数;

  α2(+)、α2(-) — 正向和负向第二屈服后刚度折减系数。

                     β — 计算卸载刚度的幂阶;

                     α — 内环卸载刚度折减系数,用于对内环的卸载刚度进行折减,

 

(3)武田三折线滞回模型的路径移动规则

①  时,为线弹性状态,沿着经过原点斜率为K0的直线移动(Rule:0)。

② 变形D初次超过D1(±)时,沿着第二条折线的斜率K2(+)K2(-) 移动(Rule:1);

 

在第二条折线移动时卸载,将沿着指向反向最大变形点移动,反向没有发生屈服时,反向第一屈服点为最大变形点(Rule:2);在到达反向变形最大点之前重新加载时,将沿着相同的卸载直线移动(Rule:3);当达到骨架曲线位置时,重新沿着斜率为K2(+)K2(-)的骨架曲线移动(Rule:4)。

 

 

图7.2.8-2  变形D初次超过D1(±)时的路径移动规则

 

③ 变形D初次超过D2(±)时,沿着第三条折线的斜率K3(+)K3(-)移动(Rule:13);此时卸载时,将沿着斜率为Kr(+)Kr(-)的直线移动(Rule:15);反向为发生第一屈服前时斜率kr(±)的范围为P1,超过P1时将向第二屈服点移动(Rule:17)。

 

 

               其中,

 

 β:计算卸载刚度的幂阶( β=0.4,Default)

 

图7.2.8-3  变形D初次超过D2(±)时的路径移动规则

 

④ 超过恢复力为0的点时将向反向最大变形点移动(Rule:18);

在向反向最大变形点移动时卸载,则开始进入内环(Rule:20);

在内环中到恢复力为0的点之前按照斜率为Kun(-)、Kun(+)的直线卸载,超过恢复力为0的点后将向反向的之前卸载点移动(Rule:21)

 

 

图7.2.8-4  超过恢复力为0的点时的路径移动规则