新型自復(fù)位鋼支撐的滯回性能研究.pdf

1、現(xiàn)有的自復(fù)位鋼支撐常采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線或形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，簡稱SMA)提供復(fù)位。當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為復(fù)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(dǎo)致自復(fù)位鋼支撐的軸向變形能力不足。當(dāng)采用SMA金屬材料作為復(fù)位部件時，雖可利用SMA的超彈性性能實(shí)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(shí)現(xiàn)復(fù)位的SMA材料用量巨大，造價昂貴。基于此，本文提出了一種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(fù)位的新型自復(fù)位鋼支撐（Self-Centering Steel Brace，簡稱SC-SB）。該支撐內(nèi)部設(shè)有兩組用于實(shí)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(nèi)部的可移動滑塊上纏繞SMA線材實(shí)現(xiàn)復(fù)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(shí)現(xiàn)復(fù)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(jìn)行了理論分析、試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬，研究內(nèi)容如下:<

3、br>　　(1)提出了新型SC-SB支撐的細(xì)部構(gòu)造，明確其工作原理。實(shí)現(xiàn)了利用內(nèi)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(fù)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(xì)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(jì)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(gòu)建了新型SC-SB支撐的恢復(fù)力模型;

4、>　　(2)設(shè)計(jì)、制作5個新型SC-SB支撐構(gòu)件，進(jìn)行5個1/3縮尺僅設(shè)置矩形鋼板鋼支撐的低周往復(fù)加載試驗(yàn)。重點(diǎn)考察僅設(shè)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(cè)剛度等;
　　(3)采用ANSYS程序建立了試驗(yàn)試件的微觀有限元模型，并對其進(jìn)行循環(huán)加載分析?；谀M結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比驗(yàn)證了ANSYS程序分析的準(zhǔn)確性;
　　(4)采用ANSYS程序分別對只設(shè)有SMA線材的純復(fù)位鋼支撐、只設(shè)有矩形板的耗能鋼支撐及兩