形狀記憶合金加固混凝土圓柱的機理分析.pdf

1、形狀記憶合金是一種兼有感知和驅動功能的新型功能材料，它具有形狀記憶效應和超彈性等特性。目前，形狀記憶合金在土木工程領域主要用于結構的主動和被動控制，在結構加固方面的應用極少。本文以形狀記憶合金的形狀記憶效應為基礎，提出了采用形狀記憶合金加固混凝土圓柱的方法，著重分析了其加固機理，并通過試驗和計算進行驗證。
　　本文為了研究形狀記憶合金加固混凝土圓柱的機理，首先通過對文獻研究了解了形狀記憶合金的各種特性及其工作原理，然后分析了混凝土

2、柱的受力和破壞情況，并對現(xiàn)有的各種加固方法進行了總結。在充分認識形狀記憶合金特性的基礎上，重點分析了形狀記憶合金加固混凝土圓柱的加固機理。同時，導出了普通的、含有損傷的、纏繞形狀記憶合金和用形狀記憶合金加固四種不同狀態(tài)下軸心受壓混凝土圓柱極限承載力的計算方法。
　　本文還對素混凝土圓柱、纏繞未拉伸形狀記憶合金的混凝土圓柱和形狀記憶合金加固的混凝土圓柱進行了軸壓試驗，測得了三種狀態(tài)下混凝土圓柱的應變和極限承載力值。結果表明:用形狀記

3、憶合金加固的混凝土圓柱的抗壓強度得到了大幅提高，相對于素混凝土圓柱的極限承載力提高了近31％。最后運用通用有限元計算軟件ANSYS對三種不同狀態(tài)下的混凝土圓柱進行了建模和靜力分析，得到了它們的極限承載力，并與公式計算的結果進行了比較分析，兩者相吻合，結果表明用形狀記憶合金全包裹加固的混凝土圓柱的極限承載力比素混凝土圓柱增加了3.2倍。說明形狀記憶合金加固混凝土圓柱能顯著提高其抗壓強度。試驗和計算結果都驗證了本文對加固機理的分析。