第五届土木工程防灾减灾青年学者学术会议

针对形状记忆合金（SMA）在循环荷载下的功能退化对自复位结构抗震性能的影响，开展了从材料本构模型到结构层次概率抗震评估的系统研究。首先提出了一种全新的循环退化自复位力学模型，通过八折线骨架和一组可拓展的退化函数，统一考虑了初始刚度退化、强度退化、残余应变累积以及马氏体硬化阶段的能量耗散，并给出了相应的力学模型滞回演化规则。通过二次开发将该力学模型嵌入OpenSees中的单轴本构材料，基于四类典型加载制度的试验数据对比验证，表明SMA循环损伤力学模型能较高精度再现不同形式SMA材料与装置的滞回特性及性能退化演化过程。在材料本构验证的基础上，设计了一栋四层基于SMA线缆的自复位支撑钢框架结构，将考虑SMA循环损伤的力学模型嵌入OpenSees进行结构动力分析与性能评估。结果表明：在中震和大震下，循环退化对层间位移角峰值的影响相对有限，但会显著放大残余层间位移角的中位值及离散性。进一步地参数化影响分析发现：初始刚度退化、强度退化与残余变形累积三类退化行为均会显著削弱结构抗震性能，其中初始刚度退化对层间位移角峰值最为敏感，而残余变形累积将显著影响结构震后残余变形指标相关的易损性与年超越概率，其导致的年超越概率最高可达未考虑SMA退化结构的1.6倍。设计与评估中忽略SMA循环退化的影响，会高估倒塌裕度、低估各损伤状态的超越概率，从而低估结构震后残余变形和修复经济性。

SMA,循环损伤,力学模型,抗震性能