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SMA-摩擦摆支座力学性能及其在连续梁桥中的应用
| 论文题名： | SMA-摩擦摆支座力学性能及其在连续梁桥中的应用 |
| 关键词： | 连续梁桥;复合型支座;形状记忆合金;摩擦摆;力学性能;地震响应 |
| 摘要： | 形状记忆合金（Shape Memory Alloy，即SMA）作为一种新型智能材料，凭借其显著的形状记忆效应和超弹性效应，早已与多种支座结合研究，并成功应用于实际减隔震工程结构中。形状记忆合金与传统的正刚度摩擦摆支座结合形成的复合型支座，已被验证具有良好的耗能和自复位等优点。但这种复合型支座存在着导致桥墩响应增大的问题，因此，本文考虑设计一种SMA-负刚度摩擦摆支座，通过试验和数值模拟研究其力学性能，并进行桥梁地震响应分析。本文的主要内容如下： （1）SMA-摩擦摆支座的力学性能试验研究。先分别对形状记忆合金丝和索进行单轴拉伸试验，探讨了应变幅值、加载速率、不同种类和直径对其力学性能的影响。再对不安装SMA的负刚度支座进行了滞回性能试验，结果表明支座呈现了负刚度特性，在实际工程中需搭配SMA形成复合型支座使用。然后对SMA-负刚度摩擦摆支座进行力学性能试验研究，探讨了竖向荷载、位移幅值、加载速率对其力学性能的影响，确定了其滞回性能曲线，并与理论推导结果相互对照验证。 （2）SMA-摩擦摆支座的有限元模拟。采用ABAQUS对SMA-正刚度摩擦摆支座和SMA-负刚度摩擦摆支座进行模拟，建立了其力学模型，并与试验结果对比验证。然后探讨了位移幅值、摩擦系数、竖向荷载、不同SMA布置方式（绷直布置、弯曲布置）以及SMA布置数量对两种支座的力学性能的影响。 （3）SMA-摩擦摆支座在连续梁桥中的应用。首先采用OpenSees对隔震连续梁桥和三种支座（传统正刚度摩擦摆支座、SMA-正刚度摩擦摆支座、SMA-负刚度摩擦摆支座）建模，然后选取合适的地震波，对比分析了采用不同支座的桥梁地震响应。结果表明，SMA-负刚度摩擦摆支座不仅可以减小主梁最大位移和残余位移，还能有效控制桥墩内力响应。 |
| 作者： | 刘雅琴 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 龙晓鸿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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