【摘 要】
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大跨空间结构具有使用空间大、质量轻、延性好等优点，广泛用于体育馆、机场候机楼和会展中心等公共建筑中。大跨空间结构在地震作用下可能会产生较大的竖向响应，造成结构破坏甚至倒塌。传统结构抗震设计主要依靠增加结构构件自身的强度及变形能力来抵抗地震，由于地震的随机性，该方法既不经济也不安全。在结构的某些关键位置安装耗能阻尼器可以有效减轻结构的地震响应。(SMA)是一种具有超弹性性能的新型材料，利用该特性可以
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大跨空间结构具有使用空间大、质量轻、延性好等优点，广泛用于体育馆、机场候机楼和会展中心等公共建筑中。大跨空间结构在地震作用下可能会产生较大的竖向响应，造成结构破坏甚至倒塌。传统结构抗震设计主要依靠增加结构构件自身的强度及变形能力来抵抗地震，由于地震的随机性，该方法既不经济也不安全。在结构的某些关键位置安装耗能阻尼器可以有效减轻结构的地震响应。(SMA)是一种具有超弹性性能的新型材料，利用该特性可以研发出高性能耗能减振阻尼器，在大跨空间结构减振控制控制中具有良好的应用前景。在此背景下，本文采用试验研究与理论分析相结合的方法，研发了一种新型SMA-摩擦阻尼器，并对其滞回性能开展了试验研究和数值模拟，进而开展了大跨空间结构的减振性能分析。本文的主要研究工作如下：
(1)开展了SMA丝的力学性能试验。研究了循环加载次数、加载速率、应变幅值和丝材直径等参数对SMA丝力学性能的影响，得到了各参数对SMA丝性能影响的变化规律，为SMA-摩擦阻尼器的设计提供理论依据。
(2)研发了一种新型SMA-摩擦阻尼器。开展了SMA-摩擦阻尼器试验研究和数值模拟。采用非线性弹性模型和滞回模型来模拟SMA丝的力学行为。结果表明，该数值模型的力学参数与试验结果误差大多在10%以内，能够很好地模拟SMA-摩擦阻尼器的滞回性能。
(3)开展了新型SMA-摩擦阻尼器的滞回性能参数化分析。研究了加载频率、位移幅值、SMA丝数量及高强螺栓预紧力四个主要参数对SMA-摩擦阻尼器滞回曲线及力学性能参数的影响。
(4)开展了大跨空间结构的减振性能分析。将SMA-摩擦阻尼器应用于四角锥双层球面网壳、张弦梁结构及弦支穹顶结构中，顶点位移减振率平均值分别为25.81%，31.25%和18.6%。开展了在不同地震强度下K6型双层球面网壳减振性能分析，在Kobe波作用下顶点位移减振率最大可达56.78%。结果表明，在不同的地震波、结构形式和地震强度下，SMA-摩擦阻尼器均表现出了良好的耗能减振效果，能够有效减小大跨空间结构的地震响应。
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