铜质形状记忆合金阻尼器在钢梁柱连接中的应用

摘要

介绍了对采用铜质形状记忆合金(SMA)的部分约束连接试验研究的详细内容。提出在规则空心钢梁与宽翼缘钢柱之间的端板连接构造,其中4根处于奥氏体阶段的CuAlBe(3mm)钢筋,在端板和柱翼缘之间起着预拉作用。通过在梁末端施加特征频率为0.25Hz和1Hz的循环位移,对连接的物理模型进行试验。采用电位计和测压元件来测量钢筋中的应变、应力和梁端的位移及荷载。采用预先循环拉力测试过的相同热处理的钢筋,显示其有超弹性性能,应变可达到2.3%。在静态拉伸试验中,断裂应变大约为8%,为穿晶断裂机制。单根试验钢筋的等效阻尼比随应变增大而有所增加,对应于应变2.3%时等效阻尼比为6%。梁柱连接同时也表现出超弹性性能、中等程度的耗能水平,在多个周期作用偏移达到3%的情况下仍无强度退化。最后,对一个三层标准结构进行数值模拟,以对比刚性钢结构和采用SMA连接的部分约束结构的性能。