古塔结构抗震控制设计理论和方法研究

摘要

随着智能材料科学的迅速发展，作为一种新型的功能材料，形状记忆合金(SMA)因其独特而优异的特性在工程结构应用中有着良好的前景。因此，研究SMA阻尼器在结构振动控制中的应用，特别是在古建筑振动控制中的应用，具有重要的理论意义和工程应用前景。
　　 本文以古塔结构为背景，结合形状记忆合金在结构振动控制中的研究和应用现状，采用理论分析和计算机模拟相结合的方法对形状记忆合金阻尼器在某古塔抗震加固中的应用进行了研究。主要内容有以下几个方面：⑴从SMA材料的本构关系入手，利用SMA的超弹性特性设计了一种单拉式阻尼器，建立了这种阻尼器的理论模型，对其进行了试验研究。⑵介绍了光塔的构造和现状，对光塔结构的抗震性能进行现场测试，最后对光塔无控结构地震下的动力反应进行了有限元分析。⑶对光塔无控结构、安装有SMA阻尼器的有控结构在EL Centro波、Taft波和场地波大小震作用下进行有限元分析，对比分析了有控和无控结构的小塔顶相对主塔顶的位移和小塔顶加速度，考察了SMA阻尼器的控制效果。结果表明本文所设计的阻尼器可以有效减小光塔的地震响应。⑷建立数学模型并得出目标函数，在满足一定的约束条件下，求解使得目标函数为极小(或极大)的设计变量。在既定的优化目标下通过改变SMA阻尼器的数量和布置方式对结构进行优化设计，并结合有限元分析得出了最优设计方案。

目录

第1章 绪论

第2章 SMA的本构模型及阻尼器设计

第3章 广州怀圣寺光塔现状调查与动力特性测试

第4章 SMA阻尼结构地震反应有限元分析

第5章 光塔结构中布置SMA阻尼器的优化理论与方法

第6章 结论

致谢

参考文献

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