新型自定心连梁的滞回性能及数值模拟研究

摘要

针对可更换连梁中的损伤部件在强震后由于残余位移过大而无法拆卸和更换的问题，提出一种基于形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)杆的新型自定心连梁(self-centering coupling beam, SCCB)。首先，设计并测试了一种新型自定心摩擦阻尼器，研究其力学性能；其次，对同一SCCB试件进行了低周往复加载试验，探究了加载速率对其滞回性能的影响；最后，建立SCCB的有限元模型并进行参数化分析。结果表明：SCCB的滞回特性呈典型“旗帜”型，摩擦力为10 kN时，加载速率从1 mm/min提升到10 mm/min,滞回环面积减小了34.45%;增大SMA棒直径可以提高SCCB的刚度、承载力及耗能，并减少残余位移；增大SMA棒预拉力可以提高刚度和承载力，对耗能影响较小。SCCB有效提高了结构在强震后对残余位移的适应能力，为可更换连梁的设计提供了参考。

关键词

金属结构 / 自定心 / 连梁 / 形状记忆合金 / 抗震性能 / 震后可修复性