钢筋混凝土梁的SMA智能控制系统研究

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1、中图分类号UDCTU352624硕士学位论文学校代码!垒三圣三密级公珏钢筋混凝土梁的SMA智能控制系统研究STUDYONTHESMASMARTCONTROLSYSTEMOFREIⅫ’0RCEDCONCRETEBEAM作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：庄伟土木工程结构工程土木工程学院匡亚川副教授论文答辩日期丛窿抄答辩委员会主席中南大学2013年5月p会}；!分原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不

2、包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：扣良年上月幽学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：浒导师签名划日期：址年#月业日钢筋混凝土梁的SMA智能控制系统研究摘

3、要：形状记忆合金(简称SMA)是一种具有多功能特性的智能材料，具良好的形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼性能、电阻特性、抗疲劳效应和很好的抗腐蚀能力等特性。将常温处于马氏体的SMA筋，预拉后埋入混凝土中，形成SMA智能控制系统。利用形状合金的记忆效应，在受限回复时能产生较大的回复力，有效的控制混凝土的损伤，为永久修复赢得时间。本文以SMA智能结构为研究对象，系统地研究了钢筋混凝土梁的体外SMA智能控制系统、体内无粘结SMA智能控制系统、体内有粘结SMA智能控制系统的理论和方法。主要研究内容如下：(1)研究了SMA智能钢筋混凝土梁的损伤控制机理。分析了形状记忆合金加热驱动前后

4、，体外SMA智能混凝土梁、体内无粘结SMA智能混凝土梁和体内有粘结SMA智能混凝土梁的挠度、应力网复性能，以及最大裂缝宽度变化规律。(2)采用有限元软件ANSYS，建立了SMA智能混凝土梁分析模型，对SMA智能混凝土梁损伤控制的进行了计算分析。研究了SMA筋的直径大小、初始预应变值、SMA与梁底距离等因素对体外SMA智能混凝土梁、体内无粘结SMA智能混凝土梁和体内有粘结SMA智能混凝土梁的回复性能的影响规律。关键词：智能混凝土梁；形状记忆合金；控制系统；回复力；有限元分析分类号：TU352IISTUDY0NTHESM-ASMARTCONTROLSYSTEMOFREINFO

5、RCEDCONCRETEBEAMAbstract：Shapememoryalloy(referredtoSMA)isakindofmulti—functionalcharacteristicsofsmartmaterials，withagoodshapememoryeffect，super-elasticeffect，highdampingproperties，resistancecharacteristics，anti．fatigueeffect，goodresistancetocorrosionandothercharacteristics．Stretchthemto

6、someextentatnormaltemperatureandrisetemperatureofthem，martensiteinversephasechangemayoccur,andthentheymaygetbacktotheiroriginalshape．Structuraldeformationmaybecontrolledandrestoredwiththeuseofshapememoryalloysandshapememoryeffects，andconcretesplitbeamsandfissuresmaybedecreasedorevenclosed

7、．BasedontheSMAsmartstructureastheresearchobject，asystematicstudyofreinforcedconcretebeamscontr01systemstheoryandmethodswithinvitroshapememoryalloys、invivounbondedshapememoryalloysandinvivobondedshapememoryalloyshasbeendone．Themaincontentsareasfollows：(1)Thepaperstud