SMA-橡胶复合支座的力学性能及在桥梁结构中的应用研究

利用形状记忆合金材料(SMA)在相变伪弹性阶段的工作原理与力学性能,建立其在荷载和温度等因素作用下的本构模型;针对桥梁结构在外界条件激励作用下的受力特性,制作成形状记忆合金与橡胶复合桥梁支座,形成新的结构隔震装置.该装置具有自复位功能,可以改变桥梁结构中普通橡胶支座变形过大,不能恢复的缺陷,避免桥梁结构过早地出现病害.为SMA-橡胶桥梁复合支座的深入研究和广泛应用提供了理论基础.

带边框柱剪力墙模型结构抗震性能试验研究

对于 1 15缩尺比例的两个配筋方式不同的带边框柱剪力墙模型在低周反复水平荷载作用下进行了试验研究 ,分析了墙体边框柱与墙体的共同工作性能 ,对比研究了带边框柱的中高剪力墙受力特点、破坏和耗能机理 ,并从承载力、刚度、延性、恢复力特性、耗能能力等方面综合评价了其抗震性能。研究结果表明 ,带边框柱剪力墙结构具有良好的抗震性能。

带边框柱剪力墙模型抗震性能试验研究

对于 1 /1 5缩尺比例的两个配筋方式不同的带边框柱剪力墙模型在低周反复水平荷载作用下进行了试验研究 ,分析了墙体边框柱与墙体的共同工作性能 ,对比研究了带边框柱的中高剪力墙受力特点、破坏和耗能机理 ,并从承载力、刚度、延性、恢复力特性、耗能能力等方面综合评价了其抗震性能 .研究结果表明 。

T形RAC短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对4个缩尺比例为1∶2的不同再生粗骨料取代率、不同轴压比的T形再生混凝土(RAC)短肢剪力墙结构模型进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验,分析试验所得模型破坏形态、特征曲线、延性、刚度退化、耗能能力及正负向特征荷载的变化规律。分析结果表明:(a)T形RAC短肢剪力墙具有良好的抗震性能,能够应用于轴压比较小的实际工程之中。(b)随着再生粗骨料取代率的增加,T形RAC短肢剪力墙特征曲线、耗能能力等指标逐渐增强,同时,随着轴压比的增大,各指标逐渐减小;试件延性性能随着再生粗骨料取代率及轴压比的增加出现不同程度的降低。

基于新型压电摩擦阻尼器的大底盘隔震结构智能混合控制研究

利用SAP2000大型有限元软件对某大底盘隔振结构进行了地震响应分析,结果表明橡胶支座能够有效降低结构的地震响应,但在El Centro波罕遇地震作用下,橡胶支座由于相对位移过大而发生受拉破坏,导致隔震效果失效。为解决此类问题,利用所提出的新型压电摩擦阻尼器,结合SIMULINK所编制的模糊控制系统,对该大底盘隔振结构进行了有效的混合控制,其中在El Centro波8度罕遇地震作用下,隔震层处位移最大降幅为0.173 m,满足规范对于隔震层相对位移小于0.150 m的要求,避免了橡胶支座由于受拉而导致破坏的问题,从而有效的提高了此类结构的抗震安全及可靠性。

性能增强再生混凝土框架中节点地震损伤评估

通过对3个足尺性能增强再生混凝土框架中节点进行低周反复加载试验,按照传统延性损伤模型(单参数)、改进的Park-Ang损伤模型(双参数)对其损伤演化与累积进行分析:各试件特征位移等于20 mm时,试件已经出现损伤,但按照延性损伤模型计算结果为负;当特征位移超过100 mm时,改进的Park-Ang损伤模型计算结果表明各试件已经完全破坏,无法继续承载,但试件实际结果却仍表现出一定的承载能力与耗能能力。因而有必要对前述损伤模型进行修正,使其能够适用于性能增强再生混凝土结构之中。基于前述试验结果,针对改进的Park-Ang损伤模型,提出并拟合了纤维项系数、位移项系数和能量项系数3种修正系数,并建立了相应的修正的Park-Ang损伤模型。最后,利用所提出的损伤模型,以HF-RAC2为例进行了损伤指标误差分析,结果表明:平均误差在6%以内,即:所提出双参数损伤模型能够应用于性能增强再生混凝土框架节点地震损伤与评估分析之中。

T形RAC短肢剪力墙抗震性能试验与极限承载力分析

通过对4个缩尺比例为1∶2的不同再生粗骨料取代率、不同轴压比的T形再生混凝土(RAC)短肢剪力墙结构模型进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验,分析试验所得模型破坏形态、滞回曲线、正负向特征荷载的变化规律。结果表明,T形RAC短肢剪力墙具有良好的抗震性能;同时,随着再生粗骨料取代率的增加,滞回性能等指标逐渐增强,而随着轴压比的增大,各指标逐渐减小。最后,通过试验结果分析,建立了T形RAC短肢剪力墙正截面极限承载力计算公式,并在此基础之上推导了其水平极限承载力计算公式。利用所建公式对4个模型水平极限承载力进行计算,所得结果与试验结果基本吻合,平均误差仅为9.45%。上述结果表明:该公式能够应用于实际T形RAC短肢剪力墙的设计计算之中。

基于大跨空间网架结构主动控制的新型超磁致伸缩材料作动器优化配置研究

首先基于新型超磁致伸缩材料(GMM)设计了一种新型作动器,并对其进行了试验研究,获得了其本构方程.利用结构振动模态方程提出了遗传优化算法中的主要参数——优化性能指标;利用MATLB所提供的遗传算法工具箱并结合前述结论确定了作动器最优布置位置.最后利用所编制的LQR主动控制程序对一平板网架结构进行了不布置及随机布置与优化布置该作动器下的地震响应对比分析.结果表明:优化布置该新型作动器后结构地震响应明显减弱,从而验证了该新型作动器在结构主动控制中应用的有效性及遗传优化算法对于此类问题进行研究的可行性.

Research on Magnetomechanical Coupling Effect of Q235 Steel Member Specimens

In this study,magnetomechanical coupling tests were performed on Q235 solid round steel model specimens in NIM-200HF magnetomechanical coupling equipment.Hysteresis loops were obtained in different magnetic fields and stresses.Magnetization curves were also achieved at different stresses.Influence of the applied stresses on the hysteresis loops was investigated.The stress sensitive region and linear stress sensitive region of magnetic induction were determined for the model specimen according to the experimental data.The dependence relation of magnetic induction versus applied stresses was established,and the optimum magnetic field was determined in the stress sensitive range of magnetic induction,which builds a basis for nondestructive testing(NDT) of stress with the total magnetic flux for steel structure.Based on modified Jiles-Atherton's model of magnetic hysteresis,the hysteresis loop for Q235 steel 4-mm diameter model specimen was numerically simulated,which was well consistent with the experimental results.