新型自復位鋼支撐的滯回性能研究.pdf

1、現(xiàn)有的自復位鋼支撐常采用預應力鋼絞線或形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，簡稱SMA)提供復位。當采用預應力鋼絞線作為復位部件時，鋼絞線需確保處于彈性狀態(tài)，由于支撐長度有限，導致自復位鋼支撐的軸向變形能力不足。當采用SMA金屬材料作為復位部件時，雖可利用SMA的超彈性性能實現(xiàn)較大的軸向變形，但耗能部件具有飽滿的滯回特征，致使用于實現(xiàn)復位的SMA材料用量巨大，造價昂貴?；诖耍疚奶岢隽艘环N利用具有捏縮滯回特征的只拉鋼板帶

2、、聯(lián)合SMA金屬材料提供復位的新型自復位鋼支撐（Self-Centering Steel Brace，簡稱SC-SB）。該支撐內部設有兩組用于實現(xiàn)捏縮滯回特征的只拉矩形鋼板，并利用其提供軸向承載力、剛度及耗能;通過在支撐內部的可移動滑塊上纏繞SMA線材實現(xiàn)復位功能。該支撐充分利用了只拉鋼板帶的捏縮滯回特征，顯著降低了用于實現(xiàn)復位功能的SMA材料的用量。本文對新型SC-SB支撐的滯回性能進行了理論分析、試驗研究及數(shù)值模擬，研究內容如下:<

3、br>　　(1)提出了新型SC-SB支撐的細部構造，明確其工作原理。實現(xiàn)了利用內部兩組具有捏縮滯回特征的只拉矩形鋼板提供軸向承載力、剛度和耗能，利用SMA線材提供復位功能。新型SC-SB支撐處于任何狀態(tài)，矩形鋼板只承受拉力，SMA線材始終處于受拉狀態(tài)。詳細分析了新型SC-SB支撐的工作原理，給出了新型SC-SB支撐軸向承載力的計算公式，基于只拉矩形鋼板的雙折線模型及SMA材料旗幟形模型疊加原理構建了新型SC-SB支撐的恢復力模型;

4、>　　(2)設計、制作5個新型SC-SB支撐構件，進行5個1/3縮尺僅設置矩形鋼板鋼支撐的低周往復加載試驗。重點考察僅設置矩形鋼板鋼支撐的滯回性能、耗能能力、最大水平承載力及抗側剛度等;
　　(3)采用ANSYS程序建立了試驗試件的微觀有限元模型，并對其進行循環(huán)加載分析。基于模擬結果與試驗結果對比驗證了ANSYS程序分析的準確性;
　　(4)采用ANSYS程序分別對只設有SMA線材的純復位鋼支撐、只設有矩形板的耗能鋼支撐及兩