第1章 绪论 1
1.1 背景与现状 1
1.1.1 自复位结构与形状记忆合金 1
1.1.2 SMA材料 1
1.1.3 SMA基本元件研究进展 3
1.1.4 SMA构件与装置研究进展 6
1.1.5 基于SMA构件的结构体系研究进展 10
1.1.6 研究现状分析 12
1.1.7 研究方向展望 13
1.2 本书内容安排 13
第2章 形状记忆合金棒材试验研究 15
2.1 引言 15
2.2 试验方法 15
2.2.1 试件设计 15
2.2.2 试验流程 16
2.2.3 试验结果与参数分析 18
第3章 基于形状记忆合金棒材的钢结构节点抗震性能 32
3.1 引言 32
3.2 SMA棒材节点试验研究 32
3.2.1 试件设计 32
3.2.2 试验流程 38
3.2.3 试验结果 40
3.3 SMA棒材节点有限元建模 50
3.3.1 建模方法 50
3.3.2 建模结果验证 53
3.4 基于SMA棒材的节点性能影响参数分析 54
3.4.1 螺杆预应变的影响 55
3.4.2 螺杆长度的影响 56
3.4.3 角钢厚度的影响 57
3.4.4 节点构造形式的影响 58
3.5 设计建议与方法 60
3.5.1 纯SMA螺杆节点设计流程 60
3.5.2 带角钢SMA螺杆节点设计流程 63
第4章 形状记忆合金环簧试验研究 65
4.1 引言 65
4.2 构造与机理 65
4.3 试验方法 66
4.3.1 试件设计 66
4.3.2 试验流程 67
4.4 试验结果与分析 68
4.4.1 常幅循环加载试验 68
4.4.2 增幅循环加载试验 72
第5章 基于形状记忆合金环簧的钢结构节点抗震性能与设计方法 76
5.1 引言 76
5.2 SMA环簧节点试验研究 76
5.2.1 试件设计 76
5.2.2 试验流程 79
5.2.3 试验结果与分析 82
5.3 SMA环簧节点有限元建模 88
5.3.1 建模方法 88
5.3.2 建模结果验证 90
5.4 SMA环簧组节点性能影响参数分析 95
5.4.1 环簧组预紧量的影响 95
5.4.2 内外环接触面摩擦系数的影响 97
5.4.3 外环厚度的影响 98
5.4.4 腹板螺栓预紧力的影响 99
5.4.5 盖板自由段长度与厚度之比的影响 100
5.5 设计建议与方法 101
5.5.1 确定设计目标 101
5.5.2 确定SMA外环基本几何参数 102
5.5.3 确定SMA外环数量 106
5.5.4 节点其余部件设计 107
第6章 基于形状记忆合金环簧的自复位阻尼器抗震性能与设计方法 110
6.1 引言 110
6.2 构造与机理 110
6.3 SMA阻尼器试验研究 112
6.3.1 试件设计 112
6.3.2 试验流程 114
6.3.3 试验结果 117
6.3.4 试验结果分析 122
6.4 SMA环簧阻尼器滞回模型构建 126
6.4.1 单环加载分析 126
6.4.2 阻尼器分析 129
6.5 基于SMA阻尼器的框架设计建议与方法 133
6.5.1 确定性能目标 133
6.5.2 框架设计流程 134
6.5.3 SMA环簧自复位阻尼器设计流程 135
第7章 基于形状记忆合金碟簧的钢结构节点抗震性能与设计方法 138
7.1 引言 138
7.2 SMA碟簧钢结构节点试验研究 138
7.2.1 试件设计 138
7.2.2 试验流程 142
7.2.3 试验结果 145
7.2.4 试验结果对比分析 149
7.3 设计建议与方法 153
7.3.1 确定节点设计目标 153
7.3.2 确定SMA螺杆及SMA碟簧的基本几何参数 153
7.3.3 确定SMA螺杆及SMA碟簧的预应变 155
7.3.4 确定SMA螺杆长度及SMA碟簧相对排列个数 156
7.3.5 SMA碟簧节点的设计流程 156
第8章 基于形状记忆合金的钢-混凝土组合节点抗震性能与设计方法 157
8.1 引言 157
8.2 基于SMA的组合节点试验研究 157
8.2.1 试件设计 157
8.2.2 试验流程 159
8.2.3 试验结果 161
8.2.4 试验结果分析 166
8.3 基于SMA的组合节点有限元模拟 172
8.3.1 建模方法 172
8.3.2 建模结果验证 177
第9章 基于形状记忆合金的自复位钢框架抗震设计与地震损失分析 182
9.1 引言 182
9.2 自复位支撑滞回模型与OpenSEES建模 182
9.2.1 自复位支撑的滞回模型 182
9.2.2 屈曲约束支撑的滞回模型 183
9.2.3 OpenSEES建模 183
9.3 屈曲约束支撑与自复位支撑Benchmark钢框架设计 184
9.3.1 Benchmark钢框架概述 184
9.3.2 Benchmark抗弯钢框架设计信息 185
9.3.3 屈曲约束支撑钢框架设计 187
9.3.4 SMA自复位支撑钢框架设计 194
9.3.5 结构设计对比 197
9.4 SMA支撑钢框架的易损性分析 197
9.4.1 结构易损性分析方法 197
9.4.2 结构易损性分析结果 204
9.5 SMA支撑钢框架的地震经济损失分析 209
9.5.1 基于MCS的地震经济损失分析方法 209
9.5.2 结构震后修复费用与地震经济损失分析结果 215
9.5.3 结构总修复费用曲线的敏感性分析 216
9.5.4 经济损失金字塔 217
参考文献 219