《具有自復位功能的SMA混凝土剪力牆抗震性能研究》是依託鄭州大學，由錢輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：具有自復位功能的SMA混凝土剪力牆抗震性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：錢輝
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬開展超彈性形狀記憶合金（SMA）增強混凝土剪力牆抗震性能和設計方法研究。通過不同循環載入條件下SMA筋力學性能試驗，揭示因潛熱引起的材料溫度變化規律以及相應的馬氏體相變機理，建立適用於工程結構地震反應分析的SMA應變率相關動態本構模型；通過低周反覆載入模型試驗，研究超彈性SMA混凝土剪力牆損傷破壞演化過程，揭示其損傷發生髮展機理、裂縫自修復和結構自復位規律及破壞失效機理；基於有限元分析軟體，建立SMA混凝土剪力牆數值分析模型，揭示材料特徵參數對剪力牆損傷破壞的影響規律；在數值模擬和試驗研究的基礎上，提出超彈性SMA混凝土剪力牆抗震性能的評價方法，建立基於性能的簡化設計方法。本項目涉及工程學、材料學和力學等多學科領域，具有學科交叉性，其研究成果對發展智慧型材料與高層建築結構災變振動控制技術具有重要的科學意義。
結題摘要
本課題實施了基於超彈性形狀記憶合金（SMA）的鋼筋混凝土剪力牆試驗研究、理論分析和數值模擬。通過對不同直徑的SMA棒材在不同載入條件下力學性能試驗研究，分析了直徑、循環載入次數、應變幅值、熱處理溫度對其力學性能的影響，得出大直徑SMA棒材相關力學特性及本構模型；設計並製作自復位SMA-RC剪力牆模型，進行了低周往復荷載模型試驗，觀察並記錄了SMA-RC剪力牆損傷破壞過程，分析了剪力牆的損傷發展機理，裂縫修復依據，自復位規律以及破壞失效機理，結果顯示SMA-RC剪力牆具有優越的自復位能力，在地震後經過必要修復以後即可以繼續使用，為建築抗震研究提供更多依據；基於工程水泥基複合材料（ECC）的優越性，開展了SMA-ECC剪力牆低周往復荷載模型試驗，依據承載力、能量耗散、剛度退化等參數對比得出不同材料對剪力牆抗震性能影響，首次提出了SMA-ECC剪力牆，彌補了國內外研究在這一點的空白；基於有限元分析軟體Opensees，建立SMA-RC剪力牆數值分析模型，分析材料參數對剪力牆損傷破壞影響規律；依據模型試驗和數值模擬結果，提出了自復位剪力牆抗震性能評價方法，建立了基於性能的簡化設計方法。綜上所述，本研究為探討SMA-RC剪力牆的自復位機制奠定了堅實的工作基礎。同時將SMA和ECC結合起來，提出並研究了具有更加優越的自復位結構，為建築抗震研究提供了新的思路和啟示。本項目涉及多學科領域，具有學科交叉性，其研究成果對發展智慧型材料與高層建築結構災變振動控制技術具有重要的科學意義。
