全功能滞回曲线处理程序-HLA2022

1 前言

之前的一篇文章“滞回曲线数据预处理(1)”中讲到，试验得到的滞回曲线数据总是存在着或多或少的问题，如停顿点、异常点、曲线存在锯齿不平滑等。软件DPP在一定程度上可以解决停顿点、异常点的问题，对于曲线的平滑问题却无能为力。更能体现「全功能」的滞回曲线处理程序HLA2022能很好地解决这些问题。

对滞回环处理程序HLA进行了大幅更新，优化代码逻辑，调整了界面UI，新增曲线平滑、停顿点删除、滞回曲线GIF动图制作等功能，同时支持输出更多滞回环的信息，形成了全新的滞回曲线处理程序HLA2022。为了方便查看，这里将软件HLA2022的「功能、参数含义和操作步骤」进行详细说明。

「注意：软件测试了大量的滞回曲线，尽量避免了各种Bug，使用过程中遇到任何问题，欢迎随时与我联系。文末有软件下载链接、购买方式和联系方式。数据来源：中国建筑学会抗震防灾分会建筑结构抗倒塌专业委员会 (collapse-prevention.net)」

2 软件功能

滞回环分解、滞回环信息查看与导出

「概述：」批量拆解滞回曲线并输出滞回环的基本信息

「打开文件：」支持批量导入csv、txt格式，文件中第一列为广义位移，第二列为广义力，有无表头均可。若为EXCEL文件，需要另存为csv后导入

「文件列表：」单击打开文件后，选择的所有文件将出现在该列表中

「滞回环列表：」即滞回曲线分解后的每一圈滞回环

「滞回环信息：」

力峰值点(+)、力峰值点(-)：当前选中滞回环的最大广义力、最小广义力所在点

位移峰值点(+)、位移峰值点(-)：当前选中滞回环的最大广义位移、最小广义位移所在点，

总圈数：当前滞回曲线的总圈数

累计耗能面积：字面意思，即累计的滞回环面积

面积：当前选中滞回环的面积

隔行取数：当数据点太多的时候，可以采用该功能，等间距的选取数据，只能输入整数，数值根据数据疏密程度选择

曲线对比图(间隔x行)：将原始曲线(黑色实线)与隔行取数后的曲线(红色虚线)进行对比，防止数值选择过大

滞回环分解图：展示分解后的曲线

「导出滞回数据：」导出文件列表中所有曲线的滞回环信息和曲线分解后的数据

导出的滞回数据文件结构示意如下图所示：

「说明：」

• 力峰值点(+)、位移峰值点(+)可能是一个点，也可能不是，这由滞回环的形状决定，力峰值点(-)、位移峰值点(-)同理
• 软件中绘制的所有曲线图，都支持右键复制图片、另存为图片、缩放拖动观察数据等功能

一键导出所有数据

「导出所有数据：」批量导出滞回曲线的所有指标

导出的文件结构如下图所示：

数据预处理-曲线平滑

「概述：」支持三种算法对滞回曲线进行平滑处理

「控制点数量：」从滞回曲线中选取一定数量的特征点作为控制点进行插值，建议取值不宜过大

「插值点数：」在两个控制点间进行插值的点数

「平滑因子：」控制曲线的平滑度

「平滑曲线(刷新)：」设置好参数后刷新界面

「导出平滑曲线数据：」导出当前文件平滑处理后的数据

「平滑处理前后曲线对比：」

数据预处理-停顿点修正

「概述：」智能识别曲线中的停顿点，减少数据点的数量，便于后续的分析处理

「曲线对比图：」停顿点删除前后的曲线对比

「阈值x、y：」用于判断是否为停顿点，若不知道如何取值，可不断尝试，判断标准为停顿点删除前后曲线重合

「停顿点修正(刷新)：」设置好参数后刷新界面

「导出处理后数据：」导出修正点删除前后的数据

导出的文件结构示意如下图所示：

曲线展示-动图制作

「概述：」让曲线动起来，可以配合试验的加载过程进行展示，模拟曲线的生成过程

「节点间距：」控制节点的显示间距，可以用于粗略估计曲线中点的数量

「节点大小：」控制节点的显示大小，可以设置为0

「动画增量步：」 控制绘制时曲线上点增加的数量

「线宽：」即控制线的宽度

「播放速度：」调节动画的播放速度

「显示坐标轴：」是否显示坐标轴，即图中的十字线

「每帧间隔：」控制输出GIF的速度，单位为毫秒

「图片质量：」可选默认、Bit4、Bit8和灰度

「滞回环信息：」

力峰值点(+)、力峰值点(-)：滞回曲线所有数据点中的最大广义力、最小广义力所在点

位移峰值点(+)、位移峰值点(-)：滞回曲线所有数据点中的最大广义位移、最小广义位移所在点

「播放/暂停：」字面意思

「导出动图：」 字面意思

「导出效果：」

评价指标

「概述：」滞回曲线各个指标的含义和计算方法可以参考建筑抗震实验规程（JGJ/T 101-2015）第 4.5 节，下面是规范的条文

「割线刚度：」，公式含义见上面的规范条文，下同

「割线刚度(+)：」

「割线刚度(-)：」

「等效粘滞系数：」

「等效粘滞系数(+)：」

「等效粘滞系数(-)：」

「能量耗散系数(需自行按照公式计算)：」

「累计耗能面积：」即累计滞回环的面积

「滞回环面积：」即每圈滞回环的面积

「滞回环残余变形：」可用于判断试件所处的阶段(弹性、塑性)

「滞回环峰值位移：」用处不大

「滞回环峰值承载力：」用于计算强度退化系数， ，即用后一圈的峰值力除以前一圈的峰值力，需自行按照公式计算

导出的评价指标文件的结构如下图所示：

「至此，除延性系数外，滞回曲线的所有评价指标便可通过导出的数据进行计算。」

骨架曲线

「概述：」软件支持三种方法获得骨架曲线，即以每圈最大位移形成的包络线、以每圈最大力形成的包络线、以滞回曲线的包络线三种方式，选择最优的即可。

延性系数的计算需要提取骨架曲线。建筑抗震实验规程（JGJ/T 101-2015）第4.5.2条解释道：

❝

试体的骨架曲线应取荷载变形曲线的各级加载第一次循环峰值点所连成的包络线。

❞

对于这句模糊的话，我觉得有两种解释：即

❝

(1)骨架曲线是滞回曲线的各级加载第一次循环「位移峰值点」所连成的包络线。

(2)骨架曲线是滞回曲线的各级加载第一次循环「荷载峰值点」所连成的包络线。

❞

这两种情况下得到的骨架曲线是不一样的，有时差别还很大，所以建议根据自己需要，取荷载峰值点连线为包络或者位移峰值点连线为包络，或者取滞回曲线的包络线。

导出的骨架曲线数据的文件结构示意如下图所示：

延性系数

「概述：」提供三种算法获得延性系数，即几何法、能量法、Park 法。同时支持正向、负向骨架曲线延性系数的计算，软件默认采用滞回曲线的包络线作为骨架曲线。

「计算公式：」

「极限强度系数：」计算延性系数时需要先得到试件的极限变形，一般地，破坏荷载及极限变形应取试体在荷载下降至最大荷载的85%时的荷载和相应变形，即通常取0.85倍峰值荷载对应的位移

导出的延性系数数据的文件结构如下图所示：

关于

3 软件获取

如果您需要使用该软件，请关注本公众号，并在后台回复关键词：

「HLA2022」

获取下载链接。

「注：」软件需注册