文档介绍：专 业 学 位 硕 士 学 位 论 文
形状记忆合金主动加固混凝土圆柱的试验研究
Experimental study on active reinforcement of concrete cylinder
by shape memory alloy
作 者 姓 名： 朱禹熹
工 程 领 域： 建筑与土木工程
学 号： 31506022
指 导 教 师： 潘盛山
完 成 日 期： 2018 年 5 月
大连理工大学
Dalian University of Technology
大连理工大学硕士学位论文
摘 要
自 20 世纪 50 年代以来，钢筋混凝土结构以其坚固耐久、防火性能好等特点在我国
桥梁工程中得到了广泛的应用。但随着服役时间的推移、环境的影响，即使是选材较好、
设计合理、施工质量保证的桥梁也会不断老化，产生各种各样的病害如露筋、麻面、表
层成块脱落等等，使结构的安全性能存在隐患。特别是在地震作用下，桥墩一旦发生破
坏会造成大量的经济损失甚至是产生严重的生命安全威胁。钢筋混凝土桥墩作为一种延
性构件，在承受较大的地震荷载时可以通过其塑性铰区的弯曲变形来耗能，因此如何对
现有钢筋混凝土桥墩进行加固变得尤其重要。在此基础上，本文提出了一种采用 NiTiNb
形状记忆合金加固混凝土墩柱的方法，通过在桥墩的塑性铰区环向缠绕 SMA 丝的方式
给墩柱提供主动主动力，论文的主要工作如下：
（1）以国内外的参考文献为基础，总结了桥墩常见的破坏形式和现有的加固方式，
以及形状记忆合金在土木工程中的应用研究现状。
（2）进行了 NiTiNb 形状记忆合金丝的力学性能实验，通过改变预应变的张拉长度
及热激励的温度找出材料回复应力的最大值，为后续加固试验做准备。
（3）对形状记忆合金丝这种新型材料的本构做出了详细的介绍，解释了其不同相
变下的力学性能及相变条件。并结合国内外的研究现状与材料的弹塑性模型，给出了形
状记忆合金环向加固混凝土墩柱的理论计算。
（4）以 NiTiNb 合金丝的缠绕间距、缠绕高度、激励与否为变量，进行了混凝土墩
柱的拟静力试验，详细描述了整个试验的设计过程，并对试验结果中各试件的滞回曲线、
骨架曲线、残余位移，强度退化，刚度衰减，累计耗能等性能指标做出了分析与对比。
关键词：形状记忆合金；主动约束；钢筋混凝土结构；加固；拟静力试验；抗震性
能
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形状记忆合金主动加固混凝土圆柱的试验研究
Experimental study on active memory concrete column strengthened
with shape memory alloy
Abstract
Since the 1950s, reinforced concrete have been widely used in bridge projects in China