新型SMA叠层橡胶支座剪力墙抗震性能分析

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feilang166
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基础隔震方式能够快速实现抗震减震的目的。为改进传统的橡胶支座等一系列不足,引入形状记忆合金材料配合以橡胶支座,发挥形状记忆合金超弹性性能,设计了一种新型SMA叠层橡胶支座。通过理论分析、试验分析、有限元模拟研究等办法相结合,研究分析了新型SMA叠层橡胶支座性能参数、恢复力特性、变化规律以及隔震性能。通过理论分析,对新型SMA叠层橡胶支座各种构件的组成进行详细的性能参数,以Auricchio&Sacco本构模型为基础进行有限元分析;通过试验分析方法研究了新型SMA叠层橡胶支座在竖向刚度、抗剪刚度、抗剪极限承载力等性能参数变化;通过有限元分析方法对新型SMA叠层橡胶支座进行水平往复荷载研究,分析了水平荷载和竖向荷载对新型SMA叠层橡胶支座耗能能力的影响以及对等效水平刚度、等效阻尼比、单位耗能等新型SMA叠层橡胶支座动态性能影响;结合剪力墙抗震规划和新的抗震隔震理念,对传统剪力墙、普通橡胶支座剪力墙和新型SMA叠层橡胶支剪力墙进行有限元模拟,验证本文发明设计的新型SMA叠层橡胶支座的隔震性能。主要得到以下结论:(1)利用形状记忆合金的超弹性和高阻尼特性设计出一种新型SMA叠层橡胶支座,分析了该支座组成、隔震原理、恢复力力学计算公式。结果证明形状记忆合金为橡胶支座提供了良好的阻尼特性和恢复力,有效改善橡胶支座的不足之处。(2)通过试验研究分析,新型SMA叠层橡胶支座在抗剪刚度和抗剪极限承载力上均优于普通橡胶支座,证明新型SMA叠层橡胶支座具有良好的力学特性和隔震潜力。(3)依据Auricchio&Sacco本构模型对形状记忆合金超弹性进行了有限元模拟,有限元可以较好地模拟超弹性;对新型SMA叠层橡胶支座有限元模拟,水平位移和竖向荷载对新型SMA叠层橡胶支座的等效水平刚度、等效阻尼比、单位循环耗能都有一定的影响。其中水平位移对新型SMA叠层橡胶支座性能影响较明显;竖向荷载对新型SMA叠层橡胶支座的影响较小且趋于平稳。(4)利用ADINA软件对新型SMA叠层橡胶支座进行剪力墙结构有限元分析研究,通过混凝土、钢筋以及耗能能力分析结果表明,新型SMA叠层橡胶支座具有良好的隔震性能和耗能潜力,证明新型SMA叠层橡胶支座设计的合理性。该论文有图48幅,表13个,参考文献60篇。
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