形状记忆合金摩擦摆层间隔震结构抗震性能研究

为了提升层间隔震结构的抗震性能,提出形状记忆合金摩擦摆(shape memory alloy friction pendulumn bearing,SMAFP),并基于形状记忆合金旗帜形滞回特性给出形状记忆合金摩擦摆及其层间隔震结构参数优化方法。以形状记忆合金和传统摩擦摆支座的理论模型为基础推导得到形状记忆合金摩擦摆模型的理论模型,并通过OpenSees平台建立形状记忆合金摩擦摆数值模型,通过与试验结果对比验证数值模型可靠性。在此基础上,以某大底盘单塔层间隔震结构为研究对象,以所提出的SMAFP层间隔震结构参数优化方法对形状记忆合金摩擦摆中形状记忆合金装置的屈服力进行优化,并基于最优屈服力进一步研究该参数优化方法的有效性及形状记忆合金摩擦摆层间隔震结构的抗震性能。结果表明:基于韧性性能的参数优化方法可有效得到形状记忆合金摩擦摆的最优参数;采用最优参数的形状记忆合金摩擦摆层间隔震结构复位性能显著提升,可有效减小支座峰值位移、支座残余位移,同时可有效控制结构柱底剪力、顶层绝对加速度、层间位移增量;支座峰值位移减幅达11.4%,支座残余位移减幅达48.5%,结构柱底峰值剪力、顶层峰值绝对加速度增幅均控制在10.0%以内。

耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁抗震性能研究

为了提升梁式桥结构的抗震性能,提出了新型耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座(SCSLRB),并基于形状记忆合金(SMA)滞回特性提出了耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁减隔震参数设计方法。首先,基于OpenSees平台分别建立耗能型滑移铅芯橡胶支座(EDSLRB)与形状记忆合金索的数值模型,分析了往复荷载作用下的滞回响应,并与试验结果进行了对比,验证了数值模型的准确性,进一步建立了耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座数值模型。在此基础上,选取某3跨隔震连续梁桥,采用提出的减隔震参数设计方法,对耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座参数进行了优化设计,并基于支座最优参数进一步研究了减隔震参数设计方法的适用性与耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁的抗震性能。结果表明:新型耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座参数设计方法可有效得到隔震系统的最优参数;基于最优参数的新型耗能型自复位滑移铅芯橡胶支座隔震桥梁的自复位与耗能性能显著提升,能够实现主梁峰值位移、支座残余位移与桥墩地震剪力、弯矩的双重有效控制。其中,主梁峰值位移减幅达18.5%,支座残余位移显著减小,桥墩墩底剪力最大增幅仅为8.3%,支座耗能最大增幅达14.8%。研究结果可为近场地震作用下梁式桥抗震韧性提升提供有益参考。