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传统的抗弯钢框架梁柱节点主要以全焊和栓焊形式连接,但地震过程中大量焊接节点出现了脆性破坏,结构呈现低延性、弱耗能特征。随着基于性能抗震设计理念的发展,同时具有良好的耗能能力和自复位性能的新型梁柱节点成为工程结构抗震领域的研究热点。本文利用形状记忆合金(SMA)的超弹性特性和非石棉(NAO)摩擦耗能器的构造简单、性能稳定等优点,提出一种带SMA杆和NAO摩擦耗能器的自复位梁柱节点(NAO-SMA-SC)。NAO-SMA-SC节点的自复位性能由大直径SMA杆提供,但目前有关大直径SMA杆的材料性能和适用的本构模型的研究较为匮乏,对于SMA梁柱节点滞回性能和SMA自复位框架抗震性能的研究亦较少,为此,本文展开试验研究和有限元模拟分析,主要研究内容包括:(1)针对不同直径的国产SMA杆进行材料性能试验研究,并从马氏体相变开始应力、残余应变、单圈滞回耗能和等效黏滞阻尼比等角度,讨论了试验循环次数、应变幅值、直径大小、试验加载速率对材料性能的影响。试验分析结果表明:一定循环次数的常幅加载能使SMA杆获得更为优越和稳定的材料性能;增大应变幅值能提高SMA杆的耗能能力,但降低了超弹性性能;直径大小和加载速率对SMA杆的耗能能力均没有明显的影响,但相同应变幅值下,SMA杆残余位移随其直径的增大而增大。(2)针对SMA试验曲线中出现的应变强化段加卸载路径差异性,基于一维宏观唯象超弹性SMA本构模型-Lagoudas模型,提出了超弹性SMA应变强化段改进模型;统计了残余变形与循环次数和应变幅值的关系,并提出了累积相变应变的概念;基于残余变形和累积相变应变的统计关系,提出了考虑残余应变的SMA杆本构模型;而试验结果和模拟结果较高的吻合程度,验证了模型的有效性。利用OpenSees软件二次开发平台,实现了 SMA本构模型在OpenSees材料库中的添加。(3)基于SMA杆和NAO摩擦耗能器的试验性能研究,提出了 NAO-SMA-SC节点的构造系统,包括自复位梁柱节点与NAO摩擦耗能器,并系统分析了其工作原理和力学行为,分析表明NAO-SMA-SC节点充分利用SMA杆的超弹性特性和NAO摩擦耗能器的耗能稳定特征,实现了摩擦耗能型自复位结构体系;同时,节点构造克服了梁柱节点处楼板布置不便的困难,也加强了震后构件的可更换性。利用OpenSees软件建立NAO-SMA-SC节点简化模型,详细描述了节点转动过程中各构件的力学行为,有效验证了其节点构造的合理性和简化模型的有效性。(4)基于OpenSees的NAO-SMA-SC节点简化模型,详细分析了 NAO摩擦耗能器提供的摩擦力Ff、SMA杆直径DSMA和SMA杆初始预应变PSMA对节点滞回性能的影响,结果表明:增大Ff能明显提高节点抗弯能力和耗能能力,但同时会增大节点残余变形;增大DSmA能显著增强节点抗弯能力和自复位性能;对SMA杆施加预应变PSMA能有效降低节点的残余变形。总体而言,节点耗能能力的提高,是以增大节点残余变形为代价。(5)针对NAO-SMA-SC节点特征,设计三层NAO-SMA-SC框架算例;建立基于OpenSees的框架简化模型,并选取一组罕遇地震波对结构进行非线性时程分析,研究了 SMA杆面积ASMA、NAO摩擦耗能器等效面积ANAo、SMA杆初始预应变PSMA等参数对框架主要抗震性能指标的影响规律,分析结果表明:ASMA的增大,能降低结构各层的最大层间位移角和残余位移角,有利于提高结构的自复位性能和结构楼层位移角分布的均匀程度;ANAO的增大,有效减小结构的最大层间位移角,但增大结构的残余位移角,不利于提高结构的自复位性能,且结构的薄弱层也没有得到明显控制;PSMA的增大,能显著提升结构的自复位性能,但PSMA过大时其提高效果不明显,而结构各层的最大层间位移角逐渐减小,且位移角的分布形状基本不变。