【摘要】：本文主要研究自復(fù)位框架結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特性,并選取了屈曲約束支撐框架結(jié)構(gòu)作為參照對(duì)象,以增量動(dòng)力分析方法為主要研究手段。自復(fù)位支撐的核心成分為形狀記憶合金。在開展系統(tǒng)抗震分析之前,本文首先提出了以形狀記憶合金和低屈服點(diǎn)鋼為核心成分的屈曲約束阻尼器。屈曲約束阻尼器作為耗能部分耗散輸入的地震能量,形狀記憶合金提供自復(fù)位功能以減小結(jié)構(gòu)震后殘余變形。利用有限元分析軟件ANSYS Workbench建立屈曲約束自復(fù)位阻尼器的有限元模型,進(jìn)行低周反復(fù)位移加載,模擬該構(gòu)件在受到地震作用后的非線性靜力行為,得到滯回曲線并與已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì);同時(shí)進(jìn)行瞬態(tài)分析,模擬該構(gòu)件在地震作用下的瞬時(shí)動(dòng)力彈塑性響應(yīng)和高階屈曲行為。在此基礎(chǔ)上對(duì)模型尺寸進(jìn)行控制單一變量的改動(dòng),研究模型半徑、屈曲段長度等尺寸因素對(duì)屈曲約束自復(fù)位阻尼器功效的影響。通過模擬數(shù)值與實(shí)驗(yàn)數(shù)值及普通鋼材構(gòu)件實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行比較,與安裝傳統(tǒng)屈曲約束阻尼器相比,在阻尼器中加入形狀記憶合金可降低最大變形及殘余變形。在抗震分析中,選取了美國加州洛杉磯地區(qū)中震烈度的20條地震波。有限元模型在抗震分析軟件OpenSees中建立。重點(diǎn)考察的地震響應(yīng)指標(biāo)包括:最大層間位移轉(zhuǎn)角、最大樓面加速度和殘余層間位移轉(zhuǎn)角。分別對(duì)單自由度結(jié)構(gòu)和代表多自由度結(jié)構(gòu)的多層支撐框架結(jié)構(gòu)展開了分析。抗震分析表明,由于自復(fù)位結(jié)構(gòu)的耗能能力低,因而當(dāng)自復(fù)位支撐框架和屈曲約束支撐框架具有相同的彈性行為和屈服后剛度比時(shí),前者的地震響應(yīng)往往更大。以屈服后剛度比進(jìn)行參數(shù)化分析,結(jié)果表明:1)結(jié)構(gòu)的峰值位移可以通過增大屈服后剛度得到有效控制;2)結(jié)構(gòu)的峰值樓面加速度不因屈服后剛度增大而增大;3)輸入的地震能量幾乎不變;4)隨著屈服后剛度的增大,結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)離散性和層間位移比差異性都顯著下降。
【圖文】：

圖２．２形狀記憶合金微觀結(jié)構(gòu)圖逡逑形狀記憶合金有兩種主要的內(nèi)部晶體架構(gòu)狀態(tài)：奧氏體狀態(tài)和馬氏體狀態(tài)。馬氏體逡逑又有孿晶體與非孿晶體兩種狀態(tài)ｔ４］，如圖２．２。奧氏體可以在高溫度、低應(yīng)力下保持穩(wěn)定，逡逑此時(shí)合金彈性模量大、不易發(fā)生變形：馬氏體可以在低溫度、高應(yīng)力下保持穩(wěn)定，此時(shí)逡逑合金彈性模量小、容易發(fā)生變形。通過誘導(dǎo)應(yīng)力或溫度變化，奧氏體狀態(tài)和馬氏體狀態(tài)逡逑之間能夠發(fā)生可逆相變，我們習(xí)慣稱從奧氏體狀態(tài)到馬氏體狀態(tài)的相變?yōu)轳R氏體正相變，逡逑從馬氏體狀態(tài)到奧氏體狀態(tài)的相變?yōu)轳R氏體逆相變。形狀記憶合金狀態(tài)變化時(shí)的臨界溫逡逑度分別定義為馬氏體相變起始溫度Ｍｓ，馬氏體相變終止溫度Ｍｆ，奧氏體相變起始溫度逡逑４，奧氏體相變終止溫度４。逡逑Ｊｉａｒｎ逡逑邐？逡逑圖２３形狀記憶效應(yīng)和超彈性的微觀結(jié)構(gòu)圖逡逑２．３形狀記憶效應(yīng)逡逑７逡逑

１４４邋ＶＷｉ邋ＷｈＵ逡逑奧氏體邐馬氏體（寧品體）邐馬氏體（羋孿晶體）（ａ）邐（ｂ）邐（ｃ）逡逑圖２．２形狀記憶合金微觀結(jié)構(gòu)圖逡逑種主要的內(nèi)部晶體架構(gòu)狀態(tài)：奧氏體狀態(tài)和兩種狀態(tài)ｔ４］，，如圖２．２。奧氏體可以在高溫度、不易發(fā)生變形：馬氏體可以在低溫度、高應(yīng)發(fā)生變形。通過誘導(dǎo)應(yīng)力或溫度變化，奧氏，我們習(xí)慣稱從奧氏體狀態(tài)到馬氏體狀態(tài)的相狀態(tài)的相變?yōu)轳R氏體逆相變。形狀記憶合金變起始溫度Ｍｓ，馬氏體相變終止溫度Ｍｆ，度４。逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU391;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2600949