应用SMA复合支座的底层框架砌体结构隔震研究

论文摘要

叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座基础隔震技术为建筑结构抵御地震灾害提供了一种行之有效方法,在工程实践中得到较为广泛的应用,但是叠层橡胶支座在使用中也逐渐暴露出水平刚度低过大的水平剪切变形易导致支座失稳等缺点,而铅芯橡胶支座发生过大的水平剪切变形后无法恢复原状,降低了支座的自恢复能力.因此基于普通橡胶支座的不足之处,本文设计出一种SMA复合支座,是利用SMA超弹性在普通叠层橡胶支座四周安装SMA绞线作为支座恢复力补充这样既提高了支座水平侧移刚度又可使支座发生过大水平剪切变形后恢复到原位并保持支座的稳定.同时把所研制的SMA复合支座放在底层框架砌体结构中进行ANSYS模拟来显示其在地震中的优越性。首先利用SMA超弹性特性之后,针对普通橡胶支座存在的恢复力和阻尼较小的不足,通过在橡胶支座四周布置SMA绞线,设计出该复合支座。然后,建立SMA复合支座在底层框架砌体结构中的动力模型及动力方程,并进行分析。同时,利用ANSYS对底层框架砌体结构进行隔震研究,在两种地震波作用下进行普通橡胶支座和该复合支座的时程分析,得出SMA复合支座是一种有效的隔震装置,尤其是在强震的作用下效果更明显。将它用于底层框架砌体结构中,能有效地减小结构的位移、速度以及加速度时程反应,可以看出SMA复合支座是一种很有效的隔震装置,将其放在底层框架砌体结构中,会使它的地震响应明显降低,尤其是强震中效果更明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 基础隔震的国内外研究现状
• 1.3 形状记忆合金（SMA）及其在结构振动控制中的应用
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 形状记忆合金（SMA）的材料特性及其本构关系
• 2.1 引言
• 2.2 SMA 的基本特性
• 2.3 SMA 材料及其超弹性效应在土木工程中的应用研究
• 2.4 形状记忆合金（SMA）的本构模型分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 SMA 复合支座的研制及其恢复力模型
• 3.1 引言
• 3.2 普通叠层橡胶支座的力学性能设计
• 3.3 普通橡胶支座的不足
• 3.4 SMA 复合支座的构造设计
• 3.5 SMA 复合支座的工作原理
• 3.6 SMA 复合支座的恢复力模型
• 3.7 本章小结
• 第四章 应用 SMA 复合支座的底层框架结构动力分析
• 4.1 建立结构地震作用下的动力分析模型
• 4.2 底层框架砌体结构地震作用下动力方程解法
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于SMA 复合支座的底层框架砌体结构隔震效果数值模拟
• 5.1 模型简介
• 5.2 数值分析模型
• 5.3 数值分析结果
• 5.4 结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 主要参考文献
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研项目