基于形状记忆合金的新型消能减震装置抗震性能研究

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1、万方数据振动与冲击第3】卷第15期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKV01．31No．152012基于形状记忆合金的新型消能减震装置抗震性能研究陈云，吕西林，蒋欢军(同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092)摘要：首先通过形状记忆合金的材性试验研究了形状记忆合金的超弹性变形性能，并将其等效拟合为多线性模型，得到其设计参数，并详细介绍了分析计算时所采用的形状记忆合金的本构模型。针对框架结构的变形特点，提出一种基于形状记忆合金的消能减震装置，即在底层框架柱的反弯点附近设置锚固装置，形状记忆合金索的上端固定在锚

2、固装置上，将其下端锚固在地下，在震时通过其来回反复变形耗散地震能量。然后通过有限元程序对设置形状记忆合金索的新型框架与普通框架进行静力推覆分析和低周反复分析，研究表明新型框架不仅屈服承载力和极限承载力高于普通框架，而且其滞回环更加饱满，累积塑性滞回耗能能力提高了41．4％，形状记忆合金索的滞回环也很饱满，具有优良的耗能能力，最后，比较了对角设置形状记忆合金索的框架的耗能能力与本消能减震装置的耗能能力。因此该消能减震装置在减轻框架柱震害方面具有一定的工程应用价值和前景。关键词：形状记忆合金索；超弹性变形；反弯点；静力推覆分析；低周反复分

3、析；滞回耗能中图分类号：TU352．1文献标识码：ASeismicperformanceofanewenergydissipationdevicebasedonshapememoryalloysCHENYun，LUXi—lin，JIANGHuan-jun(StateKeyLaboratoryofDisasterReductioninCivilEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Thesuper—elasticdeformationbehaviorofas

4、hapememoryalloy(SMA)wasstudiedthroughmaterialtest，itsstress—straincurvewasfittedasanequivalentmulti—linearmodel，anditsconstitutivemodelwasdetailedlyintroduced．Accordingtothedeformationcharacteristicsoftheframestructure，anenergydissipationdevicebasedonshapememoryalloyswa

5、spresented，inwhichananchoragedevicewassetneartheinflectionpointofcolumns．thetopofaSMAcablewasconnectedwiththeanchoragedeviceanditsbottomfixedintheground．Whenexperiencinganearthquake，seismicenergywouldbedissipatedbyrepeateddeformationoftheSMAcable．TheperformancesoftheSMA

6、frameandtheordinaryframewerecomparedthroughstaticpushoveranalysisandlowcyclicanalysis．TheresultsshowthattheSMAframehasahigheryieldandultimateloadbearingcapacitythantheordinaryframe，anditshysteresisloopisbroader．Thecapacityofaccumulatingplastichystereticenergyincreasesby

7、41．4％．Inaddition．acomparativestudybetweenaframestructurewithsimplydiagonallyinstalledSMAcableandtheenergydissipationdeviceproposedin’thepaperwasmade，bywhichtheadvantagesoftheproposeddevicewereclearlypresented．Keywords：shapememoryalloycable；super-elasticdeformation；infle

8、ctionpoint；staticpush-overanalysis；lowcyclicanalysis；hystereticenergy现代结构工程中，为了对结构振动进行控制，目前已经开发了多种形式的阻尼器，根据不同类