SMA耗能連梁框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系抗震性能研究.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,高層建筑越來越普遍地出現(xiàn),成為現(xiàn)代城市建筑的重要組成部分?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)因其既有良好的抗震能力,同時在建筑設(shè)計上又易于實現(xiàn)靈活的設(shè)計意圖,而成為鋼筋混凝土高層建筑普遍采用的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)抗震設(shè)計中,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁往往充當(dāng)了結(jié)構(gòu)抗震“保險絲”的角色,即在罕遇地震作用下連梁先于框架和剪力墻墻肢屈服,通過連梁形成塑性鉸耗散地震能量,同時改變結(jié)構(gòu)振動頻率,避開地震的卓越周期,一定程度上減弱結(jié)

2、構(gòu)共振響應(yīng)。但這樣的設(shè)計思想往往導(dǎo)致連梁在地震后存在塑性損傷破壞,修復(fù)困難且維修費用較大。
　　 形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,簡稱SMA)是一種具有多功能特性的智能材料。從上世紀(jì)90年代開始,SMA開始被用于土木工程結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)控制。由于SMA具有超彈性特性,利用SMA這一特性開發(fā)的土木工程減震被動阻尼器不但具有較好的耗能能力,并且阻尼器在地震后不存在殘余變形,不需維修和替換即可繼續(xù)使用。為減輕框架-剪

3、力墻結(jié)構(gòu)中連梁的塑性損傷,本文提出在框架-剪力墻連梁部位通過交叉斜撐安裝SMA阻尼器,研究SMA阻尼器特征參數(shù)、安裝方式、安裝位置等對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。
　　 本文的主要研究內(nèi)容:
　　 首先,為實現(xiàn)采用多垂直桿模型對剪力墻墻肢進(jìn)行有限元建模,基于美國太平洋地震工程研究中心的OpenSEES(Open System for Earthquake Engineeing Simulation)系統(tǒng)平臺,其進(jìn)行二次開發(fā),建立

4、了多垂直桿模型中剪切彈簧滯變材料本構(gòu),編寫了相應(yīng)計算程序。為驗證所開發(fā)材料本構(gòu)的正確性,將采用多垂直桿模型建模的剪力墻在往復(fù)荷載作用下的內(nèi)力和變形計算結(jié)果與實際實驗結(jié)果進(jìn)行了比較。
　　 其次,基于OpenSEES平臺,開發(fā)了SMA簡化分段線性超彈性本構(gòu)模型,編寫了相應(yīng)計算程序。為驗證該模型開發(fā)的正確性,將采用該模型建模的SMA阻尼器安裝在同濟大學(xué)12層鋼筋混凝土框架benchmark模型中,計算該結(jié)構(gòu)模型地震響應(yīng),并觀察結(jié)構(gòu)中