自复位双肢剪切型耗能段的滞回性能与力学模型

Abstract

基于双肢短剪切型耗能段、形状记忆合金（SMA）棒材的超弹性和碟形弹簧的恢复力，提出一种自复位双肢剪切型耗能段，可有效提高中心支撑结构的抗震性能和震后功能恢复能力。采用校正的有限元法对自复位双肢剪切型耗能段力学性能进行分析，研究其滞回性能和破坏模式；随后对考虑SMA棒材直径和碟形弹簧刚度的十个模型进行参数化分析。结果表明：自复位双肢剪切型耗能段具有良好的承载能力和自复位能力，以及较小的残余变形。拉力作用下，SMA棒材受拉且碟形弹簧静止；压力作用下，SMA棒材静止且碟形弹簧受压，整个加载过程双肢短剪切型耗能段发生变形并提供承载力。增大SMA棒材直径和碟形弹簧刚度均能有效提高构件的承载能力、割线刚度和自复位能力等，并减小构件的残余变形和等效黏滞阻尼比。所推导的力学模型可较准确地计算自复位双肢剪切型耗能段的极限承载力，为该种构件的分析与设计提供理论基础。

Keywords

• 中心支撑结构;自复位双肢剪切型耗能段;滞回性能;力学模型;形状记忆合金