【摘 要】
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高层钢结构的高度越大,受地震力的影响就越显著,因此有必要对其进行振动控制.目前迫切需要寻求一种经济实用、效果显著且不依靠外界能源的新的控制措施,并建立相应的理论和方
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高层钢结构的高度越大,受地震力的影响就越显著,因此有必要对其进行振动控制.目前迫切需要寻求一种经济实用、效果显著且不依靠外界能源的新的控制措施,并建立相应的理论和方法.形状记忆合金(SMA)作为一种新型的智能材料,具有独特的形状记忆性能和超弹性性能,在结构振动控制领域受到了极大的关注.该论文将利用SMA材料的超弹性性能,对高层钢结构的地震反应实施振动控制,建立一种高层钢结构振动控制体系,提高高层钢结构的抗震安全性,因而具有重要的理论意义和工程价值.论文工作和所取得的创新成果主要表现在以下几个方面:(1)对形状记忆合金丝进行拉伸、卸载循环试验,观察其超弹性性能,获得形状记忆合金材料稳定的应力应变滞回曲线.根据实验所得的应力应变滞回曲线确定选用的形状记忆合金材料参数,并将试验结果和理论值进行比较,来验证所用的形状记忆合金材料本构关系的适用性.(2)根据振动控制理论和高层钢结构的变形特点,设计了SMA拉索的被动控制方案,建立起基于有限元原理和形状记忆合金超弹性性能的振动控制方程及其数值分析方法.(3)采用国际上检验各控制方法控制效果的基准模型-20层Benchmark分析模型来检验SMA拉索对高层钢结构振动控制的有效性.运用ANSYS建立一工程实例的高层钢结构模型,对其进行实施SMA拉索被动控制的结构地震反应时程分析,探讨SMA拉索对高层钢结构地震响应的被动控制效果和规律,以及影响控制效果的各种因素,为工程应用提供一定的理论依据.
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