【摘 要】
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在基于性能的抗震设计中,建筑结构的变形能力是衡量其抗震性能和损伤程度的重要指标。然而,震后的残余变形所带来的修复问题会造成巨大的经济损失。梁柱节点作为钢结构中的关
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在基于性能的抗震设计中,建筑结构的变形能力是衡量其抗震性能和损伤程度的重要指标。然而,震后的残余变形所带来的修复问题会造成巨大的经济损失。梁柱节点作为钢结构中的关键构件和薄弱环节,其力学性能的优劣对建筑结构的整体抗震性能影响很大。形状记忆合金(SMA)作为一种具有多功能特性的智能材料,在结构振动控制领域具有广阔的应用前景。本文研究了一种基于SMA材料的自复位钢框架节点,以此来控制结构的地震响应并消除残余变形。主要研究工作如下:(1)基于ABAQUS平台,编制了形状记忆合金一维分段线性超弹性本构模型分析子程序,并将其嵌入到ABAQUS材料库中。通过实例分析,验证了子程序的正确性。(2)基于ABAQUS平台,建立了自复位钢框架节点分析模型,分析钢框架节点在低周反复加载作用下滞回性能、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能,并和普通钢节点进行了对比。结果表明,自复位钢框架节点承载力大大增加,卸载后有效地消除了残余变形,具有良好的自复位效果。(3)对自复位钢框架节点进行了参数分析,考虑了SMA预应力大小、复位筋位置、复位筋直径、复位筋根数、角钢厚度等为分析参数。分析表明,预应力大小、角钢厚度、复位筋竖向间距、复位筋直径、复位筋根数对节点的承载能力和复位性能均有明显的影响。(4)基于现有规范抗震设计规范,提出自复位框架结构的抗震性能设计目标,给出了自复位钢框架节点基于性能的设计方法。本文将超弹性SMA用于自复位钢框架节点中,研究自复位钢结构节点的抗震性能,研究结果对提高钢结构体系的抗震性能具有重要的科学意义,为SMA材料在工程结构抗震设计中的应用提供了一定的参考。
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