形状记忆合金混凝土受弯构件力学性能理论及试验研究

建筑物的破坏与倒塌是造成地震灾害的主要原因，所以增强工程结构的抗震及生存能力已成为土木工程领域的研究热点。形状记忆合金（SMA）混凝土结构，可以有效提高结构的抗震、抗倒塌性能，是土木工程防灾减灾的发展方向之一，也是土木工程走向智能化的基础和关键。本项目将开展SMA材料力学性能、SMA与混凝土的粘结性能和SMA受弯构件力学性能三个层次的逐步研究。首先建立考虑循环加载的SMA动态本构模型，完善与发展已有的唯象理论本构模型；然后进一步确立多因素影响条件下的SMA电阻应变关系，实现SMA混凝土构件的传感与修复一体化；同时解决SMA与混凝土之间的粘结滑移问题，揭示两者相互作用的力学机理；最后在此基础上，提出SMA混凝土受弯构件力学性能理论分析方法，为SMA混凝土构件的工程应用提供科学支持和依据。

形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）混凝土结构，可以有效提高结构的抗震、抗倒塌性能，是土木工程防灾减灾的发展方向之一，也是土木工程走向智能化的基础和关键。本项目将通过对SMA材料力学性能、SMA与混凝土的粘结性能和SMA 受弯构件力学性能三个层次的逐步研究。首先对SMA的力学性能进行测试，在此基础上建立了基于神经网络的SMA本构关系模型，为SMA本构模型的发展提供了新的思路；接着对SMA的电阻性能进行测试，推导了SMA电阻与应变之间的关系，建立了SMA传感特性模型，为实现混凝土结构的自传感和自修复奠定了基础；然后对通过试验研究了SMA与混凝土之间的粘结滑移性能，探讨了两者之间的破坏模式，揭示出他们的相互作用机理，并在试验基础上，建立了SMA混凝土粘结滑移本构模型；同时还采用有限元方法研究了粘结应力的分布规律，并推导了粘结应力的计算公式，建立了SMA锚固长度的计算公式；最后，在SMA混凝土受弯构件力学性能测试的基础上，建立了SMA混凝土受弯构件正截面承载力计算公式。上述工作为SMA混凝土构件的工程应用提供科学支持和依据。