超弹性形状记忆合金阻尼器连接框架填充墙抗震性能理论研究

摘要

钢筋混凝土框架填充墙结构是工程中普遍应用的一种建筑结构形式。震害表明，按现行抗震规范设计的框架主体震害较轻，但填充墙破坏严重。填充墙的破坏，不仅影响建筑的使用功能，增加修复费用，严重时甚至危及生命安全。填充墙的破坏与墙体和框架的连接有直接关系，鉴于此，本文提出采用超弹性形状记忆合金（ShapeMemoryAlloy，建成SMA）阻尼器连接框架主体和填充墙，在控制框架主体振动的同时，保护填充墙不发生破坏。主要研究内容如下：
　　1、对直径为0.8mm和2.1mm的两种超弹性SMA丝材进行力学试验，研究循环次数、加载速率和应变幅值对SMA力学性能参数(相变应力、耗能量、损耗因子和残余应变)的影响，比较两种直径的SMA丝的各项力学指标。在试验基础上，建立SMA本构模型。
　　2、提出超弹性SMA阻尼器连接框架填充墙的设计方案。包括：设计一种缠绕式超弹性SMA阻尼器，对其工作原理进行分析，并建立力学模型；提出超弹性SMA阻尼器连接框架填充墙的构造设计，分析其工作原理，建立其计算模型。
　　3、分别以一单自由度和多自由度框架填充墙为例，利用Matlab数学模拟软件计算不同地震输入下裸框架和SMA阻尼器连接框架填充墙的地震反应，证明所提出的装置不仅能一定程度上抑制框架主体的振动，而且保护填充墙的安全。

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第一章 绪 论

1.1课题研究意义

1.2框架填充墙抗震性能的研究现状

1.3形状记忆合金的功能特性

1.4超弹性形状记忆合金在土木工程中的应用研究现状

1.5本文研究内容

第二章 超弹性形状记忆合金力学性能研究

2.1引言

2.2试验概况

2.3试验结果与分析

2.4超弹性形状记忆合金材料的数值模拟

2.5本章小结

第三章 SMA阻尼器的设计原理

3.1引言

3.2缠绕式SMA阻尼器

3.3 SMA阻尼器连接框架填充墙的结构设计

3.4计算原理

3.5本章小结

第四章 超弹性SMA阻尼器连接框架填充墙地震反应分析

4.1 超弹性SMA阻尼器连接单自由度框架填充墙地震反应分析

4.2 超弹性SMA阻尼器连接框架填充墙多自由度地震反应分析

4.3本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献