應用形狀記憶合金拉索高層鋼結構風振控制研究.pdf

1、高層鋼結構建筑具有高、輕、柔的特點，在風荷載作用下擺動較大，難以滿足結構的剛度和舒適度的要求，甚至可能威脅到建筑的安全，因此需要對其進行風振控制。目前，尋找一種經(jīng)濟實用、效果顯著，而且不依靠外界能源的新的控制措施，并建立相應的理論和方法已經(jīng)成為迫切需要。形狀記憶合金作為一種新型的智能材料，因其獨特的形狀記憶性能和超彈性性能，在結構振動控制領域受到了極大的關注，具有很好的發(fā)展前景。 本文利用形狀記憶合金材料的超彈性性能，對高層鋼結

2、構建筑在風荷載作用下的振動進行控制，提出了控制裝置的優(yōu)化布置方案，在提高高層鋼結構建筑的抗風安全性方面具有重要的理論意義和工程價值。本文工作和所取得的創(chuàng)新成果主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)通過拉伸、卸載試驗獲得形狀記憶合金拉索的材料參數(shù)，選用合理的本構模型。根據(jù)隨機振動理論，編制計算機程序模擬脈動風荷載，并根據(jù)振動控制理論，建立基于有限元原理和形狀記憶合金超彈性性能的被動控制方程及其數(shù)值分析方法。 (2)根據(jù)被動控制的

3、傳遞函數(shù)算法和高層鋼結構的變形特點，設計了形狀記憶合金拉索的被動控制優(yōu)化布置方案，采用有限元分析軟件ANSYS8.0對建立的實際工程計算模型進行風振時程分析，驗證了所設計拉索優(yōu)化布置方案的適用性，并根據(jù)計算結果總結了風振控制的相關規(guī)律。 (3)通過對比按《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-98)計算和時程分析所得的頂層最大加速度結果，對模擬脈動風荷載進行了合理的調整，并根據(jù)拉索優(yōu)化布置方案和高層建筑風振舒適度相關理論，提