0 引 言

连梁是带有联肢剪力墙结构中的重要耗能元件，工程中多通过配置交叉暗撑，菱形配筋，在连梁中设缝等方法对结构耗能性能进行改善[1-4].这些方法和技术在一定程度上提高了连梁的抗震性能及延性，但也面临着施工难度较大且震后不容易修复的困难.因此，Fortney等[5]在2007年首次提到了连梁具有震后可进行替换的性能，并且相应的提出了钢连梁可更换“保险丝”，随后郭子雄[6]和刘阳[7]等在RCS混合结构的基础上，提出了钢梁震害的替代概念，并进行了相关的研究工作.其工作原理主要为：通过削弱钢连梁中部尺寸，利用剪切屈服能耗，避免在梁端出现塑性铰，形成可更换的连梁保险丝.对于腹板开有菱形孔的连梁保险丝，其耗能能力与菱形孔洞参数有关.本文在菱形尺寸不变情况下，讨论了菱形孔洞参数(倒角和半径)对保险丝耗能能力的影响，在低周往复加载情况下进行了有限元分析，通过对比不同菱形孔洞参数的等效应力云图、滞回曲线给出了孔洞参数对保险丝耗能的影响.

1 有限元模型的建立

1.1 实验模型

目前，可更换连梁保险丝主要有三种形式[8]，为研究腹板开菱形孔的保险丝几何参数对结构耗能影响，以倒角和半径两个参数为设计变量，对倒角及半径分别为37°×30°×15 mm×12 mm;43°×37°×19 mm×15 mm;52°×46°×19 mm×11 mm;60°×54°×19 mm×9 mm的不同菱形孔洞保险丝建立有限元模型，并依次命名为M1、M2、M3、M4.

1.2 截面参数

为了使有限元模拟结果真实反应孔洞参数对构件承载力影响，建模时每一模型的截面尺寸应保持一致，保险丝两侧板厚15 mm，宽132 mm，高200 mm，螺栓孔直径21.5 mm，中部普通工字型钢尺寸为80 mm×60 mm×4 mm×10 mm.具体尺寸如下：

1.3 材料参数

对于本文所分析的模型，采用Q235钢，本构关系采用理想弹塑性模型，屈服应力f y=235MPa，弹性模量为E=2.1×105MPa，泊松比μ=0.3.

1.4 单元选取与网格划分

单元选取：本文所选用的单元为ANSYS中的四面体实体单元solid45；

从四个模型的等效应力云图、滞回曲线、累计耗能量可以看出，保险丝菱形孔洞参数(倒角和半径)对构件延性和耗能存在较大影响，一般情况下，随着菱形孔倒角和半径的增加，构件的抗剪能力增强，但其耗能能力随倒角和半径增加到一定程度后反而降低.从四个模型的对比可以看出模型M3具有较好的承载能力和耗能能力.

菌株Penicillium sp. H1分离自广西北部湾海域沉积物（2017年11月采集于广西北部湾海域（N21°44′39″、E108°35′25″）。

 

保险丝一侧板面施加全部约束，另一侧板面施加x、y向约束以及在z方向逐级施加低周往复位移荷载，加载至18 mm结束，计算结果如图2.1所示：四种不同的菱形开孔保险丝的最大等效应力均出现在开孔处.

图1.1 实验模型图

  

图1.2 网格划分

1.5 荷载与边界条件

为了清楚的对比不同菱形开孔的保险丝耗能能力，横坐标取值为施加位移荷载面上点的位移值，纵坐标为连梁保险丝横截面剪力值，得到各模型滞回曲线如图2.2所示.

2 分析结果

2.1 不同菱形开孔保险丝的等效应力对比

a 保险丝立面图 b A-A立面图

从模型M1的滞回环可以看出，整个保险丝的耗能较差，是由于菱形开孔倒角及半径尺寸较小，在施加荷载时，在小孔处产生的应力集中现象较为明显，开裂较早，裂缝发展速度较快导致承载能力较差.模型M2的滞回环相对于模型M1较为饱满，但抗剪承载力较小.模型M3相较于模型M1、M2滞回环更为饱满，抗剪承载力也相应的有所增加；模型M4滞回环的饱满程度明显降低，抗剪承载力略有增加.

网格划分：自由网格划分，网格尺寸控制在6mm，网格划分结果如图1.2所示.

 

a M1应力云图 b M2应力云图

 

c M3应力云图 d M4应力云图

图2.1 等效应力云图

2.2 不同菱形开孔保险丝的耗能性能研究

在左侧板面施加全部约束，在右侧板面施加x、y向约束以及在z方向逐级施加低周往复位移荷载，加载至18 mm结束.

CFR：非洲自贸协定前景堪忧。近日，外交关系协会发文称，尽管《非洲大陆自由贸易区协定》的签署有利于推动非洲内部贸易，但在落实协定方面仍面临许多挑战，主要原因包括：非洲第一大国尼日利亚等11个国家尚未签署协定；协定内容不全面；非洲基础设施落后，各国经济差异巨大，许多国家行政体制落后等。

由于模型M1倒角角度较小，在小角度处极易引起严重的应力集中，并且此菱形孔变形能力较差，低周往复荷载加载完成后，腹板基本上全部屈服，并且翼缘屈服也较严重，所以相同荷载作用下模型1破坏较严重.模型M2首先屈服点在倒角度数为37度的拐角处，并且应力增加方向与实验中裂缝开展方向一致.模型M3屈服首先发生在倒角角度较小处，并且向两侧板蔓延，加载完成后腹板有一定区域没有屈服，可知该保险丝受力性能较好，破坏缓慢.该保险丝所能承受的剪力较大，与连梁的跨高比小于2时，连梁一般发生脆性剪切破坏的受力要求相一致.模型M4首先屈服点呈现对称性出现在54度角的上下处，共有四处首先出现屈服，并且由此向腹板两侧延伸，由图可知加载完成后，该模型腹板屈服面积更大，能更好的吸收能量，从而达到保护主体结构的作用.

笔者自20世纪80年代末开始从事川菜烹饪工作，多年也一直从事中餐各大菜系传统代表名肴的制作与研究，历经30年，亦从厨房一名无名小卒发展成长为烹饪大师，其自身受益匪浅。现结合在实际烹饪工作中的理论与实践，特将本人在30年来积累的一些烹饪经验，在此将十大菜系作一个简要概述介绍如下，以飨烹饪爱好者，并与专业烹饪工作者共勉。

 

a M1滞回曲线 b M2滞回曲线

 

c M3滞回曲线 d M4滞回曲线

图2.2 各个模型滞回曲线

表2-1中给出了各个模型的累积能量耗散总量，由此可以看出：相同条件下，当保险丝腹板菱形开孔的倒角及半径为52°×46°×19 mm×11 mm时，保险丝耗散能量最多，抗剪承载力较好，此时继续增加倒角角度，耗能能力相应的有所降低，抗剪承载力变化较小.

 

表2-1 各模型累计耗能量Wtotal/(kN*m)

  

模型M1M2M3M4累计耗能量Wtotal/(kN∗m)5396871034869

试卷的变异系数可以用来衡量考生分数的分布情况，并没有统一规定的阈值范围，通常情况下，变异系数越大，分数分布越分散；变异系数越小，分数分布越集中.高考理科数学和文科数学卷的变异系数均较高，这说明，整个试卷分数分布很均匀，并没有集中在某个分数区间.特别是，文科数学卷的变异系数整体上高于理科数学试卷.这说明，虽然文科数学试卷平均得分低于理科数学试卷，对于考生而言试题较难，但是，由于考生分数的标准差较大，所以文科试卷依然保持着合理甚至优于理科试卷的分数分布，有利于区分和甄别考生.

3 结论与建议

(1)保险丝菱形孔洞的倒角和半径不宜过小，若倒角及半径小于43°×37°×19 mm×15 mm时将会出现如模型1所表现出的情况，应力集中现象明显，耗能能力较差，所能承受剪力也较小.

(2)实际工程当中，当选用腹板开菱形孔的保险丝作为联肢剪力墙连梁的保险丝时，在菱形对角线尺寸不变的情况下，倒角角度及半径并不是越大越好，因此合理的选取对应倒角角度及半径并使得衔接处光滑才能够充分发挥保险丝在连梁中的作用.

(3)保险丝腹板开有菱形孔洞，可以大大增加保险丝腹板的屈服面积，因此，连梁保险丝的使用可以很好的吸收地震能量，从而达到减小结构中其他构件破坏的目的.

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参 考 文 献

[1]孙占国,林宗凡,戴瑞同.菱形配筋剪力墙连梁的受力性能[J].建筑结构学报,1994,15(5):14～23

[2]DING Dajun,CAO Zhengliang,ZHANG Shuangji.Experimental studio of new ductile coupling beams and multistorey shear walls[J].Material and Structures,1997,30(203):566～567

[3]滕军,马伯涛,李卫华,等.联肢剪力墙连梁阻尼器伪静力试验研究[J].建筑结构学报,2010,31(12):92～94

[4]吕西林,陈云,毛苑君.结构抗震设计的新概念—可恢复功能结构[J].同济大学学报:自然科学版,2011,39(7):941～943

[5]Fortney P J,Shahrooz B M,Rassati G A.Large-scale testing of a replaceable“fuse”steel coupling beam[J].Journal of Structural Engineering,2007,133(12):1801～1807

[6]郭子雄,朱奇云,刘阳,等.装配式钢筋混凝土柱-钢梁框架节点抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2012,33(7):98～105

[7]刘阳,郭子雄,戴镜洲,等.不同破坏机制的装配式RCS框架节点抗震性能试验研究[J].土木工程学报,2013,46(3):18～28

[8]吕西林,陈云,蒋欢军.可更换连梁保险丝抗震性能试验研究[J].同济大学学报,2013,41(9):1319～1332