预应力装配混凝土结构减震控制研究项目摘要

预应力装配混凝土结构是指用高强预应力钢筋或钢绞线把预制混凝土构件在施工现场装配起来的结构，它兼有装配结构适合工厂化生产、耐久性好、节约模板、现场湿作业少、施工速度快、节约能源、环保、社会效益好的优点；和预应力混凝土结构使用性能好、卸载后的变形恢复能力强、残余变形小、及能充分利用高强度材料减轻自重的优点。本项目研究适合于我国工程应用的预应力装配结构体系的抗震性能，并针对其耗能能力相对较弱、变形恢复能力强的特点探索出一种减震控制方法。设想在梁、柱连接处设置一种转动型粘滞阻尼器，利用梁、柱间的相对转动驱动阻尼器工作，消耗地震能量以控制地震作用下的反应。通过预应力装配构件试验、框架模型试验、转动型粘滞阻尼器模型试验，得出恢复力模型及抗震性能指标，并结合多、高层预应力装配结构弹塑性静力、动力仿真分析，探索出设有转动型粘滞阻尼器的预应力装配结构抗震分析方法和减震控制方法。 2100433B

用形状记忆合金SMA作为驱动元件，实现对混凝土结构变形、预应力状态及裂缝的主动控制，可能引起土木工程新的技术革命，具有重要的学术意义和应用价值。形状记忆合金SMA具有独特的形状记忆性能和相变超弹性。本项目探索如何利用SMA的形状记忆性能，实现混凝土结构的智能预应力及裂缝的智能控制，研究SMA在混凝土基体约束下的相变规律及其本构模型，揭示SMA与混凝土间的相互作用机理及传力机制，研究SMA对混凝土结构的驱动效率、影响驱动效应的主要因素，建立分析驱动效应的数学模型及智能控制系统。探索利用SMA的相变超弹性发展智能隔震器的可行性，研究SMA智能隔震器的能量吸收和阻尼隔震性能。 2100433B

本项目通过研究高强预应力混凝土抗滑桩，提出了比现有抗滑桩更合理的结构形式，减小其截面尺寸，降低其综合成本（配筋率等）和提高其承载性能，从而达到降低地质灾害防治工程规模、节约投资、减小对环境破坏的目标。为此，从以下三个方面进行研究：①高强预应力混凝土结构抗滑桩结构形式研究。高强预应力混凝土结构抗滑桩截面形式；预应力筋及锚夹具采用后张法锚固体系；预应力混凝土强度等级C40以上。②高强预应力混凝土结构抗滑桩受力机理与设计方法研究。高强预应力混凝土结构抗滑桩桩身内力计算方法；高强预应力混凝土结构抗滑桩结构参数设计方法；预应力筋及普通钢筋配筋计算方法。③高强预应力混凝土结构抗滑桩施工工艺研究：预应力筋及锚夹具安装工艺、预应力张拉工艺。在相同滑坡推力及地质环境条件下，与同截面、同长度普通抗滑桩相比，预应力混凝土结构抗滑桩承载力提高20%以上。 2100433B