基于形状记忆合金阻尼器的混凝土框架结构减振分析

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1、四川建筑科学研究第36卷第4期158SichuanBuildingScience2010年8月基于形状记忆合金阻尼器的混凝土框架结构减振分析杨慧，陈国平，罗小惠，母恩喜(西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010)摘要：针对形状记忆合金具有形状记忆效应、超弹性效应和高阻尼特性，利用其超弹性制成的形状记忆合金阻尼器性能优良的耗能减振装置，可以有效地控制结构的动力响应。本文采用ANSYS通用有限元软件，分别建立无阻尼器混凝土框架结构和在相应框架结构各层角点处加形状记忆合金阻尼器两种不同的模型，进行模态分析，再数值模拟加载地震波载荷作用下结构的瞬态动力响应。

2、模态分析结果表明，形状记忆合金阻尼器作为一种记忆和超弹性材料对混凝土框架结构具有良好的减振效果，与理论结果一致。在加阻尼器的单元上，固有频率增大，刚度增大，整体框架结构刚度矩阵减小，同时，通过调整阻尼器的位置，可以明显改变刚度大小，说明阻尼器具有明显的耗能减振效应。瞬态分析计算结果表明，加形状记忆合金阻尼器模型各层位移时程曲线都有不同程度的减小，振幅也有不同程度的衰减；其中位移最大值比无阻尼器模型减小了42％，振幅衰减了31％。但跟其他粘弹性阻尼器比较，形状记忆合金阻尼器作为一种优质高价材料，在混凝土框架结构中的减振效果无明显优势。通过对计算结果的分析，预计该阻

3、尼器适用于大变形钢结构体系。关键词：框架结构；形状记忆合金；阻尼器；减振；有限元中图分类号：TU352．1文献标识码：A文章编号：1008—1933(2010)04—158—04EnergydissipationofframeconstructionwithshapememoryalloyYANGHui，CHENGuoping，LUOXiaohui，MUEnxi(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，Chin

4、a)Abstract：Withthedevelopmentofmaterialscience，beinganewmaterial，ShapeMemoryAlloys(SMA)hasagoodapplicationprospectinstructureengineering；itsusealsoofersaNewapproachforthestructuralvibrationcontro1．Hence，thestudyontheSMAdampersandthestructuralvibrationcontrolwiththesedampershasconside

5、rablevalue．Italsoanalysesblastingdamagetheoryofbeddedrockunderthesituationblastholeaxisisverticaltoorhorizontalwithstratificationplaneandblastgaswedgeprincipalofbeddedrock．Fromtheexperimentalrestoringforcechive，thedampingcoeficientandstifnessofdamperarecalculated．Basedontheseparamete

6、rsofthedamper，finiteelementmethodisadoptedtosimulatetheearthquakeresponseoftheframemodel，controlledanduncontrolledbySMAdampers．ThenumericalresultsilustratethattheearthquakeresponsedisplacementoftheframeisreducedgreatlyanditsvibrationdecayrateisincreasedefectivelyafterthedevelopedSMAd

7、ampersarefixedinit．SuchtypeofSMAdamperisagooddevicetodissipateenergyandtoreducethevibrationofthestructures．Keywords：frameconstruction；shapememoryalloy；damper；seismiccontrol；finiteelement本文针对传统抗震技术的缺陷和形状记忆合金0前言的优越性，以混凝土框架结构为研究对象，采用AN．结构耗能减振技术是一种新型的结构控制技SYS通用有限元软件，对小高层混凝土框架结构在术，通过在结构的适

8、当位置安装耗能减振装置，