新型SMA耗能连梁-剪力墙体系抗震性能研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luckmax1985
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
剪力墙结构是高层建筑中普遍采用的抗侧力结构体系。传统建筑结构抗震设计方法中,对剪力墙结构的延性设计要求罕遇地震作用下剪力墙中的连梁先于墙肢屈服,通过连梁形成塑性铰耗能,同时改变结构振动频率,避开地震的卓越周期,一定程度上减弱结构共振响应。然而连梁本身塑性变形的积累总不可避免地导致连梁的损伤破坏,地震后虽可修复但修复费用较大,施工工期较长,影响地震后建筑结构使用功能的快速恢复并由此带来不可预测的间接经济损失。因此,研究新型自复位连梁,使得剪力墙中的连梁在地震下既能有效耗散能量,其塑性变形在地震后又可自动回复,无疑具有重要的理论意义和实际工程意义。形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)是一种具有多种特殊力学性能的新型功能材料。处于奥氏体状态的SMA材料在受力产生超弹性变形时,具有较好的耗能能力,同时当外力消失时,由于材料内部晶体相变的作用,材料的变形可完全自动回复。因而SMA材料的出现为开发新型具有较好耗能能力和自回复特性的剪力墙连梁提供了可能。本论文利用SMA材料的超弹性特性,开发新型可承受剪切变形的阻尼器,并将其安装在剪力墙连梁中部,使得新型连梁在地震作用下先于剪力墙墙肢屈服耗能,同时地震后SMA阻尼器的变形由于SMA的超弹性特性而自动回复。本论文的主要研究内容如下:(1)对NiTi SMA丝材进行了超弹性性能试验,分析了应变幅值、加载频率和加卸载循环圈数对NiTi丝的超弹性性能的影响。(2)研究了SMA一维分段线性化本构模型,并对SMA的材料本构进行了二次开发,将其加入到有限元分析软件ABAQUS材料库中。编写的SMA-VUMAT子程序可用于模拟各种SMA一维的分段线性化本构关系。对使用SMA材料的结构输入复杂地震动,检验了子程序的正确性和准确性。(3)提出了新型SMA耗能连梁的概念设计和理论模型,以一榀12层钢筋混凝土联肢墙为例,建立了具有传统钢筋混凝土连梁和新型SMA耗能连梁的模型结构有限元模型,研究了SMA阻尼器参数对这一新型结构体系地震响应的影响规律。(4)新型SMA耗能连梁-剪力墙结构体系损伤模式和耗能分布研究。从能量的观点出发,研究了SMA阻尼器对结构损伤模式和耗能分布的影响。结果表明,合理的SMA阻尼器参数能够使结构的损伤模式和耗能分布更加合理。
其他文献
近几年来国家建设飞速发展,城市人口越来越多,为此城市圈在不断的扩大。面对人口的庞大和城市土地的有限的问题,高楼大厦成为了充分有效利用城市空间的主要手段,地铁交通也成
新型混凝土横孔空心砌块是一种新型墙体材料,克服了传统砌块存在的“热、渗、裂”等缺点,具有干砌、防渗、抗裂、轻质、保温隔热、节能、节地和环保等多种优点,对建设“两型
泡沫混凝土(Foam concrete performance),是先将发泡剂溶剂采用机械搅拌的方式或者利用压缩空气的方式,使发泡剂溶剂充分的发泡,再将做好的泡沫液体与骨料充分的均匀混合搅拌,最后采用人工搅拌或者机械的拌合的方式,将发泡剂与混凝土其他的材料搅拌好均匀,最后将拌合物放入事先准备好的磨具中制做成型。之后在标准的自然养护或者人工养护条件下,所形成的泡沫混凝土。泡沫混凝土中,因为有发泡剂的
根据《国家中长期铁路网规划08版》的目标,在十一五期间,我国高速铁路得到快速发展,四横四纵和多个城际客运专线系统逐渐建设完成。而板式无砟轨道由于具有平稳性好、平顺性
砷及砷的化合物是诸多权威机构公认的致癌物。砷的危害和控制是目前水处理研究的热点之一。砷的来源广泛,矿物的溶解、冶金行业的含砷废水的排放,严重危害环境及人类健康安全。
随着社会的发展和科学技术的进步,人类居住的房屋建筑日益高大、轻柔化,风对建筑结构的威胁越来越大,其作用从“要考虑”渐渐地变为“必须考虑”,风荷载成为了建筑结构设计的控制
钢筋混凝土填充墙框架结构由于具有良好的使用功能和结构性能而成为多层民用建筑的首选结构形式之一,但大量的震害表明,填充墙的破坏及由填充墙引起的结构破坏十分严重。目前
随着恐怖袭击的日益猖獗,对于民用建筑及公共建筑的抗爆研究任务越来越紧迫。在这些建筑设施中,堤坝、核电站、机场、大型体育场馆、超高层建筑等更容易成为恐怖袭击的首选目
近年来,地震在全球范围内发生频繁。如何能够有效预测地震引起的损失,减轻地震造成的破坏,是土木工程领域中最为关心的问题之一,具有十分重要的意义。地震易损性分析是建筑结
近年来,随着化石能源的大量使用,其储备量急剧下降,开发新能源迫在眉睫。在土木工程领域,利用压电俘能器俘获交通环境振动能,并用来给无线传感设备供电,以便更好的实现结构健康监测