形状记忆合金环向预应力混凝土结构技术研究

摘要

基于形状记忆合金(Shape Memory Alloy,．SMA)的形状记忆效应，提出一种新型的预应力结构一形状记忆合金环向预应力混凝土结构，并提出SMA环向预应力混凝土结构在应用推广之前必须解决的问题以及研究方向。 本文为了研究形状记忆合金环向预应力混凝土结构，在理论分析的基础上，通过对国内外有关SMA文献资料的研究，了解了有关SMA的各种特性、工程意义及目前国内外SMA的研究现状，为下一步试验的顺利实施做好充分的准备。进行了SMA的形状记忆效应测定、SMA环向预应力混凝土柱的通电试验、混凝土在100℃下被烘干后的力学性能的试验研究、在未加SMA作为箍筋的条件下素混凝土柱的轴压试验研究、在合金丝有预应变条件下SMA环向混凝土柱的轴压试验研究和在合金丝没有预应变条件下SMA环向混凝土柱的轴压试验研究。经过分析和试验，得出了形状记忆合金丝在有预应变、没有预应变和无环向约束三种情况下混凝土柱的裂缝出现时的荷载、承载力和变形变化规律。 结果表明：通电加热合金的方法可以使SMA达到其相变点温度，但是在加热的过程中，合金向混凝土传递热量难以控制；烘干后的混凝土柱的轴向抗压强度和表面抗拉强度都比没有加热的试件的相应强度要低；SMA环向预应力不能提高SMA混凝土柱的极限承载力，但能够提高其抗裂能力。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1预应力混凝土结构发展概况

1.2 SMA环向预应力混凝土结构研究背景及理论依据

1.2.1研究背景

1.2.2理论依据

1.3 SMA环向预应力混凝土结构的研究现状

1.4 SMA环向预应力混凝土结构的研究意义

1.5本文主要的研究工作

1.6本章小结

第二章形状记忆合金及其应用

2.1形状记忆合金(Shape Memory Alloy，SMA)

2.2形状记忆合金发展概况和研究现状

2.3 TiNi SMA的特性及其工程意义

2.3.1形状记忆效应(Shape Memory Effect，SME)

2.3.2超弹性(Super Elasticity，SE)

2.3.3阻尼性能

2.3.4电阻特性

2.4 SME和SE的区别

2.5 TiNi SMA的工程应用研究现状

2.5.1 SME的应用

2.5.2 SE的应用

2.6 SMA丝的马氏体描述

2.7 SMA材料的本构模型

2.8 SMA丝目前使用的触发方式

2.9本章小结

第三章试验方案

3.1试件尺寸

3.2试验需要的主要材料

3.3试验需要的主要仪器和工具

3.4试件制作

3.5试件加热

3.5.1加热方式的选取

3.5.2加热过程

3.6应变测点布置

3.7试件加载方案

3.7.1试件极限承载力的粗略计算

3.7.2加载流程

3.8试件加载及数据采集

3.9本章小结

第四章试验结果及分析

4.1试验数据统计

4.1.1试验测试内容

4.1.2试验数据

4.2试验现象

4.3试验数据分析

4.3.1应变分析

4.3.2极限荷载分析

4.3.3裂现荷载分析

4.4本章小结

第五章结论及展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间参加的科研项目及发表的论文