超弹性形状记忆合金增强低矮剪力墙抗震性能研究

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剪力墙是高层建筑结构中最常用的核心抗侧力部分,研究剪力墙的抗震性能是工程界十分关注的问题。  本文在普通的钢筋斜撑剪力墙的基础上首次提出了一种新型的加设形状记忆合金暗支撑的低矮剪力墙进行研究,即在前人研究的基础上提出了用形状记忆合金(SMA)棒来增强低矮剪力墙、提高剪力墙的抗震性能,从而保证整个结构在地震中的安全,具有很好的社会意义和经济效益。  本文主要工作:  (1)本文详细分析了形状记忆合金材料的基本特性,进行了超弹性形状记忆合金的力学性能试验,考虑循环次数、加载频率、应变幅值、环境温度等各方面因素的影响,建立了滞回曲线,并分析了各方面影响因素对力学参数的影响。在超弹性形状记忆合金进行循环加卸载试验基础上,采用BP神经网络原理,建立了超弹性形状记忆合金的循环本构模型,并与试验结果进行比较,验证了该模型的准确性。  (2)建立了两个高宽比为0.882的低矮剪力墙来进行抗震性能试验研究。两个试件包括1个加设钢筋暗支撑的混凝土低矮剪力墙和1个加设形状记忆合金材料的暗支撑的混凝土低矮剪力墙做为研究对象。本文详细的介绍了模型的设计与制作,并详细的描述了试验的加载方式及测试内容。  (3)在试验的基础上,通过加设暗支撑的钢筋剪力墙和加设暗支撑的形状记忆合金剪力墙对比,分析了这两个剪力墙试件的抗震性能:剪力墙的承载力、位移及延性、刚度、滞回特性、耗能力以及破坏特征等等。结果证明了:加设形状记忆合金暗支撑的剪力墙其抗震机理明显的提高,其在产生裂缝后,裂缝能慢慢的愈合,这是由于带形状记忆合金暗支撑的低矮剪力墙具有好的复位功能。  (4)在试验研究的基础上,建立了刚度以及承载力的简化力学模型与计算公式,计算出刚度和承载力的值,并与试验结果进行比较,结果证明,理论计算值与实测值符合较好。
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