自复位双肢剪切型耗能段的滞回性能与力学模型

• Published in: Jianzhu Gangjiegou Jinzhan Vol. 27; pp. 21 - 30
• Main Authors: 朱剑波, 曾思智, 常丽青, 邵铁峰, 胡淑军
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: Editorial Department of Progress in Steel Building Structures, Tongji University 01.07.2025
• Subjects: 中心支撑钢框架结构; 力学模型; 形状记忆合金; 抗震性能; 滞回性能; 自复位双肢剪切型耗能段
• ISSN: 1671-9379
• DOI: 10.13969/j.jzgjgjz.20240304001

基于双肢短剪切型耗能段的耗能机制、形状记忆合金（shape memory alloy， SMA）棒材的超弹性特性和碟形弹簧的恢复力特性，提出了一种自复位双肢剪切型耗能段（self-centering coupled shear link， SC-CSL），该耗能段可有效提高中心支撑钢框架结构的抗震性能和震后恢复能力。采用校正的有限元法对SC-CSL的力学性能进行分析，研究其滞回性能和破坏模式；随后对考虑了SMA棒材直径和碟形弹簧刚度的10个模型进行了参数分析。结果表明：SC-CSL具有良好的承载能力和自复位能力，以及较小的残余变形。在拉力作用下，SMA棒材处于受拉状态且碟形弹簧保持静止；在压力作用下，SMA棒材保持静止且碟形弹簧处于受压状态，整个加载过程中双肢短剪切型耗能段发生变形并提供承载力。增大SMA棒材直径和碟形弹簧刚度均能有效提高构件的承载能力、割线刚度和自复位能力等，并能减小构件的残余变形和等效黏滞阻尼比。通过分析也能发现所推导的力学模型可较准确地计算SC-CSL的极限承载力，为该种构件的分析与设计提供理论基础。