浅谈sma-滚动隔震支座在输电塔中的隔震研究

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1、广州大学硕士学位论文SMA-滚动隔震支座在输电塔中的隔震研究姓名：吴冬梅申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：刘树堂20070501摘要摘要结构振动控制是一种新型的抗震技术，其中以基础隔震技术的理论最为成熟，因而得到了广泛的应用。形状记忆合金(ShapeMemoryAlloys，简称SMA)作为一种新型的功能性材料，因其具有形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼特性等显著特性，己成为结构振动控制研究中一种具有广泛应用前景的感知和驱动材料。本文在充分利用SMA在结构振动控制方面优势的基础上，结合普通滚球隔震支座的结构特点，设计和研究开发了

2、一种新型SMA-滚动隔震支座，通过SMA丝的合理布置，弥补传统支座的缺陷，实现建筑结构的水平向隔震。本文主要研究了该支座在输电塔结构中的隔震理论和隔震性能，具体展开了以下研究工作：(1)设计了新型SMA-滚动隔震支座本文根据SMA恢复力特性推导了SMA-滚动隔震支座的恢复力表达式，并编写了SMA-滚动隔震支座恢复力程序，利用该程序分析了SMA丝截面面积、隔震支座位移、SMA丝预应变、SMA丝初始长度、SMA丝与下承板夹角、隔震支座滚动摩阻系数这几个参数变化下SMA一滚动隔震支座的滞回曲线。(2)建立了塔式结t2y运_动方程本文根据设计

3、的SMA-滚动隔震支座恢复力表达式和塔式结构的动力特性，建立了地震作用下一般固定支座和安装了SMA-滚动隔震支座的塔式结构运动方程。(3)SMA-滚动隔震支座的隔震效果分析本文采用MATLAB语言分析了SMA-滚动隔震支座在某输电塔中的隔震性能。为了保证该程序的正确性，在未加隔震支座之前的无控状态，本文采用SAP2000通用程序进行了验证。本文用正交试验设计的原理系统地研究了SMA-滚动隔震支座参数变化对隔震效果的影响。并且本文比较了结构所受风荷载作用下底部剪力与隔震层的屈服强度。此外，对该输电塔隔震结构，本文考察了不同地震波作用下S

4、MA一滚动隔震支座的隔震规律。(4)提出SMA-滚动隔震结构的设计方法最后，根据国内外隔震结构的研究成果，结合我国的建筑结构抗震设计规范，本文探讨了SMA一滚动隔震结构的设计原则和方法。通过以上研究表明，SMA一滚动隔震支座能有效隔离地震作用，该支座特别适合广州大学硕士学位论文于建在硬土场地上的输电塔结构。关键词；输电塔结构；基础隔震；SMA-滚动隔震支座；形状记忆合金；正交试验IlAbstractThestructurevibrationcontrolisanewearthquakeprotectivecountermeasurei

5、ncivilengineering．Becauseofthematuretheory,thebaseisolationisadoptedwidely．ShapeMemoryAlloys(SMA)arefunctionalmaterialswitllspecialcharacteristicssuch嬲sh印ememoryeffect,super-elasticityandhighdampingcharacteristic．ThismakesSMAparticularlyattractiveforapplicationsinthefie

6、ldsofvibrationcontrolandearthquakeresistantcoginoaing，AneⅣSMA-rollingisolationbearingisproposedbasedonusingthemeritsofSMAonstructurevibrationcontrolandcombiningthepropertiesofordinaryballbearings．BysettingtheSMAappropriately,thedemeritsofconvcotionalstructuresisovercome

7、．Thehorizontalvibrationisisolatedbyutilizingthisbearing．Thethesisaimsatinvestigatingthe、，ib洲∞controltheoryandconU'olperformanceofseismicisolationoftransmissiontowersusingSMA-rollingisolationbearing．Followingresearcheshavebeenachievedindetail：(1)AnewSMA-rollingisolationb

8、earingisdesigned．ThebehaviorsofresilienceofSMAaleusedtodedllcetherestoringforceformulaoftheSMA-rollingisolatio