在 RFEM 6 中定义塑性铰
塑性铰对于 Pushover 分析(POA)作为结构抗震分析的非线性静力方法是必不可少的。在该分析中,将预先确定的侧向荷载模式施加到结构上并逐步增加,以识别屈服和塑性铰的形成,以及各种结构构件发生破坏时的荷载。
结构的非线性行为通过能力曲线或 Pushover 曲线表示,即基底剪力与建筑物水平屋顶位移之间的荷载-变形曲线。
Pushover 曲线可以使用塑性铰创建。在 RFEM 6 中,塑性铰可以定义为杆端铰,在导航器数据中作为“杆件类型”提供(图 1)。
在非线性作用的铰组件的“塑性”选项中,有四种可选方式(图 2):
- 双线性
- 图表
- FEMA 356 | 刚性
- FEMA 356 | 弹性
根据 EN 1998-3 的铰正在开发中,即将可用。
例如,本文将创建一个采用“塑性 | 双线性”选项的塑性铰。选择该选项后,会出现一个新标签页,用于定义塑性区域的属性(图 3)。由于负区和正区的属性相同,因此勾选“反对称”复选框。也可以通过取消勾选该复选框,为负区和正区分配不同的属性。
塑性区域的属性与以下比值相关联:“My/My,yield”和“φy/φy,yield”(图 3)。例如,当 My/My,yield 的值为 1 时,截面在达到塑性弯矩时开始屈服。
此时请注意,正确定义杆件长度也很重要,因为它会影响塑性铰的刚度计算。虽然杆件长度会自动从铰所指定的杆件长度中识别,但您也可以通过勾选相应的复选框,为铰指定用户自定义的杆件长度。
接下来,此对话框中的“验收准则”部分允许您定义屈服准则的极值,以确保建筑物的安全性(图 3)。验收准则的说明可在相关标准中找到。
例如,φ/φyield 的值为 6,000 意味着,一旦塑性变形达到屈服强度出现时的六倍,就达到“生命安全”的临界值。
最后,塑性铰的指定属性以及验收准则的区域显示在对话框右上角的“塑性图表”部分中(图 3)。