张笈玮[1]2004年在《应用形状记忆合金拉索高层钢结构风振控制研究》文中研究表明高层钢结构建筑具有高、轻、柔的特点,在风荷载作用下摆动较大,难以满足结构的刚度和舒适度的要求,甚至可能威胁到建筑的安全,因此需要对其进行风振控制。目前,寻找一种经济实用、效果显着,而且不依靠外界能源的新的控制措施,并建立相应的理论和方法已经成为迫切需要。形状记忆合金作为一种新型的智能材料,因其独特的形状记忆性能和超弹性性能,在结构振动控制领域受到了极大的关注,具有很好的发展前景。 本文利用形状记忆合金材料的超弹性性能,对高层钢结构建筑在风荷载作用下的振动进行控制,提出了控制装置的优化布置方案,在提高高层钢结构建筑的抗风安全性方面具有重要的理论意义和工程价值。本文工作和所取得的创新成果主要表现在以下几个方面: (1)通过拉伸、卸载试验获得形状记忆合金拉索的材料参数,选用合理的本构模型。根据随机振动理论,编制计算机程序模拟脉动风荷载,并根据振动控制理论,建立基于有限元原理和形状记忆合金超弹性性能的被动控制方程及其数值分析方法。 (2)根据被动控制的传递函数算法和高层钢结构的变形特点,设计了形状记忆合金拉索的被动控制优化布置方案,采用有限元分析软件ANSYS 8.0对建立的实际工程计算模型进行风振时程分析,验证了所设计拉索优化布置方案的适用性,并根据计算结果总结了风振控制的相关规律。 (3)通过对比按《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-98)计算和时程分析所得的顶层最大加速度结果,对模拟脉动风荷载进行了合理的调整,并根据拉索优化布置方案和高层建筑风振舒适度相关理论,提出了利用形状记忆合金拉索对高层钢结构进行风振加速度控制以满足舒适度要求的方法。
丁阳, 张笈玮[2]2006年在《应用形状记忆合金拉索高层钢结构风振控制研究》文中指出本文对应用形状记忆合金(SMA)拉索的高层钢结构建筑的风振控制效果进行了研究。根据被动控制的传递函数算法和脉动风荷载作用下高层钢结构的响应特点,提出了SMA拉索在结构中的优化布置方案;并对采用不同拉索布置方案的一栋40层的钢结构计算模型进行风振反应和风振控制数值分析。计算结果表明,结构按照优化布置方案布置SMA拉索后,顶层位移降低40%左右,顶层加速度降低30~40%。文中对分别采用普通拉索和SMA拉索的高层钢结构风振控制效果进行了比较,SMA由于其特有的优良特性,使其在振动控制方面更具优越性。
闫亚光[3]2008年在《应用SMA拉索的高层钢结构振动控制研究》文中研究表明高层钢结构的高度越大,受地震作用的影响就越显着,因此有必要对其进行振动控制。形状记忆合金(SMA)是一种新型的功能性材料,具有形状记忆、超弹性等特性。由于具有这些显着特性,形状记忆合金已成为结构振动控制中一种优越的传感和驱动材料,从而在结构振动控制的应用研究中发挥着越来越重要的作用。本论文将利用SMA材料的超弹性性能,采用SMA拉索对高层钢结构的地震反应进行振动控制,提出了控制拉索的优化布置方案,在提高高层钢结构建筑的抗震安全性方面具有重要的理论意义和工程价值。本文工作和所取得的成果主要表现在以下几个方面:(1)在充分认识SMA特性的基础上,根据振动控制理论,设计了利用SMA拉索被动控制高层钢结构振动的方案。(2)根据SMA的Brinson本构模型和热力学方程,推导了利用SMA拉索振动控制高层钢结构的动力学方程,并建立起基于有限元原理和形状记忆合金超弹性性能的振动控制数值分析方法。(3)建立一实例高层钢结构模型的SMA拉索被动控制方案,检验SMA拉索在高层钢结构被动控制中的有效性。运用有限元软件对该模型进行实施SMA拉索被动控制的结构地震反应时程分析,探讨SMA拉索对高层钢结构地震响应的被动控制效果和规律,以及影响控制效果的各种因素。通过理论与实例分析,得到SMA拉索对结构的被动控制效果要优于传统拉索的结论,当结构的动力特性和各SMA拉索的初始工作状态相同时,地震激励愈强烈,SMA拉索的被动控制效果越明显,拉索的布置方式对其控制效果也有影响,为形状记忆合金在实际工程中的应用作了一些准备工作,具有一定的工程价值和实践意义。
彭翼[4]2004年在《高层钢结构应用形状记忆合金的振动控制研究》文中进行了进一步梳理高层钢结构的高度越大,受地震力的影响就越显着,因此有必要对其进行振动控制。目前迫切需要寻求一种经济实用、效果显着且不依靠外界能源的新的控制措施,并建立相应的理论和方法。形状记忆合金(SMA)作为一种新型的智能材料,具有独特的形状记忆性能和超弹性性能,在结构振动控制领域受到了极大的关注。本论文将利用SMA材料的超弹性性能,对高层钢结构的地震反应实施振动控制,建立一种高层钢结构振动控制体系,提高高层钢结构的抗震安全性,因而具有重要的理论意义和工程价值。论文工作和所取得的创新成果主要表现在以下几个方面:(1)对形状记忆合金丝进行拉伸、卸载循环试验,观察其超弹性性能,获得形状记忆合金材料稳定的应力应变滞回曲线。根据实验所得的应力应变滞回曲线确定选用的形状记忆合金材料参数,并将试验结果和理论值进行比较,来验证所用的形状记忆合金材料本构关系的适用性。(2)根据振动控制理论和高层钢结构的变形特点,设计了SMA拉索的被动控制方案,建立起基于有限元原理和形状记忆合金超弹性性能的振动控制方程及其数值分析方法。(3)采用国际上检验各控制方法控制效果的基准模型—20层Benchmark分析模型来检验SMA拉索对高层钢结构振动控制的有效性。运用ANSYS建立一工程实例的高层钢结构模型,对其进行实施SMA拉索被动控制的结构地震反应时程分析,探讨SMA拉索对高层钢结构地震响应的被动控制效果和规律,以及影响控制效果的各种因素,为工程应用提供一定的理论依据。
参考文献：
[1]. 应用形状记忆合金拉索高层钢结构风振控制研究[D]. 张笈玮. 天津大学. 2004
[2]. 应用形状记忆合金拉索高层钢结构风振控制研究[C]. 丁阳, 张笈玮. 钢结构工程研究（六）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2006年学术交流会论文集. 2006
[3]. 应用SMA拉索的高层钢结构振动控制研究[D]. 闫亚光. 河北工程大学. 2008
[4]. 高层钢结构应用形状记忆合金的振动控制研究[D]. 彭翼. 天津大学. 2004
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