SMA阻尼器-隅撑支撑对框架结构被动控制的理论研究

摘要

隅撑支撑是一种新型结构形式，具体表现为在小震作用下为结构提供抗侧移刚度，在大震作用下隅撑发生屈服进行耗能。超弹性形状记忆合金是一种新型智能材料具有大变形恢复功能，还具有较高的阻尼性能、抗疲劳性和耐久性。本文将SMA阻尼器与隅撑支撑相结合，制成耗能装置以实现对框架结构的振动控制。本文的主要内容如下：
　　（1）利用SMA的超弹特性设计一种新型的SMA阻尼器，对其结构构造和工作原理进行了详细说明，该阻尼器的优点为：对阻尼器拉力或者压力时，内部所有的SMA丝始终处于拉伸状态；对SMA的最大应变可以控制。
　　（2）将SMA阻尼器与隅撑支撑结合在一起，构成结构的双重耗能防线，即：中小震时，SMA阻尼器进行耗能；遇到强震时，隅撑构件主要进行耗能。
　　（3）基于ABAQUS平台运用UMAT子程序对SMA本构模型进行二次开发，建立了SMA力学模型，在此基础上建立SMA阻尼器-隅撑支撑框架结构在地震作用下的计算模型。
　　（4）以一十五层和一三层框架为算例，分别计算了SMA阻尼器隅撑支撑结构在地震作用下的振动响应和震后结构自复位情况，结果表明：该耗能体系可以有效地抑制层间位移和水平位移，并可以驱使结构在震后基本复位，但是对加速度有一定的提高。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 隅撑支撑框架结构的研究现状

1.3 SMA阻尼器在土木工程中的研究现状

1.4 本文的主要内容

第二章 SMA阻尼器-隅撑支撑耗能装置设计

2.1 SMA阻尼器设计

2.2 SMA阻尼器-隅撑支撑框架布置及工作原理

2.3 本章小节

第三章 基于ABAQUS的SMA阻尼器-隅撑支撑框架振动计算模型

3.1 引言

3.3 基于ABAQUS的SMA本构模型二次开发及单元选取

3.4 数值模拟

3.5 基于ABAQUS的SMA阻尼器-隅撑支撑框架模型建立

3.6 本章小节

第四章 基于ABAQUS的SMA阻尼器-隅撑支撑框架振动控制计算

4.1 时程分析法

4.2 模型建立与数值计算

4.3 本章小结

第五章 结论及展望

5.1 结论与建议

5.2 展望

参考文献

致谢