本書系統地研究和總結了形狀記憶合金（SMA）增強高性能混凝土結構的最新研究成果。主要內容包括形狀記憶合金的基本特性、材料力學性能、本構理論模型、超彈性形狀記憶合金增強ECC梁的抗彎性能，以及基于SMA-ECC復合材料的自復位橋墩柱、自復位框架節點、自復位剪力墻的抗震性能研究等。本書各章節內容相互聯系，包含形狀記憶合金用于混凝土結構從材料到結構的系統內容，初步形成了研究體系。
河南省科技進步獎二等獎，遼寧省技術發明二等獎
目錄
序言
前言
第1章 緒論1
1.1 形狀記憶合金及其基本特性2
1.1.1 SMA的工作原理2
1.1.2 形狀記憶效應3
1.1.3 超彈性4
1.1.4 阻尼特性5
1.2 SMA筋在混凝土結構中的應用5
1.3 本章小結12
參考文獻12
第2章 SMA筋材料性能試驗18
2.1 試驗方法18
2.1.1 試驗材料18
2.1.2 試驗裝置19
2.1.3 試驗方案20
2.1.4 力學性能參數選取21
2.2 試驗結果分析22
2.2.1 熱處理工藝22
2.2.2 循環次數24
2.2.3 應變幅值27
2.3 本章小結28
參考文獻29
第3章 SMA本構理論模型30
3.1 本構模型31
3.1.1 Tanaka模型31
3.1.2 Liang-Rogers模型33
3.1.3 Brinson模型34
3.1.4 數值模擬36
3.2 Graesser-Cozzarelli模型及其改進模型37
3.2.1 Graesser-Cozzarelli模型37
3.2.2 改進模型38
3.2.3 模型參數的確定40
3.2.4 數值模擬41
3.3 有限元軟件中常用的SMA本構模型46
3.3.1 OpenSees中的SelfCentering Material本構模型46
3.3.2 ABAQUS中的超彈性本構模型48
3.4 本章小結50
參考文獻51
第4章 超彈性SMA/GFRP增強ECC梁抗彎性能研究53
4.1 試驗概況53
4.1.1 試件尺寸和形狀53
4.1.2 試驗材料53
4.1.3 試件制作過程55
4.1.4 試件測試方法和內容57
4.2 試驗過程與結果分析60
4.2.1 試驗過程60
4.2.2 試驗分析比較65
4.2.3 裂縫發展72
4.2.4 跨中撓度分析73
4.2.5 延性分析76
4.3 超彈性SMA/GFRP增強ECC梁抗彎承載力分析76
4.3.1 試驗材料本構模型76
4.3.2 試驗的基本假定79
4.3.3 試驗梁抗彎承載力分析80
4.3.4 理論值與測量值對比84
4.4 本章小結85
參考文獻85
第5章 基于SMA-ECC復合材料的自復位橋墩柱抗震性能研究87
5.1 試驗概況87
5.1.1 試件設計87
5.1.2 試驗材料力學性能89
5.1.3 試件制作92
5.2 試驗過程93
5.2.1 試驗裝置及加載制度93
5.2.2 測量內容及測點布置95
5.2.3 試驗現象97
5.2.4 試驗現象分析108
5.3 結果分析108
5.3.1 滯回曲線108
5.3.2 骨架曲線110
5.3.3 剛度退化情況111
5.3.4 橋墩柱端轉角和塑性鉸區截面的平均曲率112
5.3.5 耗能能力113
5.3.6 殘余位移115
5.3.7 位移延性系數116
5.4 基于SMA-ECC復合材料的自復位混凝土橋墩柱有限元模型建立116
5.4.1 材料模型117
5.4.2 PVA-ECC材料力學性能數值模擬122
5.4.3 橋墩柱模型建立123
5.5 基于SMA-ECC復合材料的自復位混凝土橋墩柱數值模擬125
5.5.1 模擬混凝土損傷云圖與試驗圖對比125
5.5.2 滯回曲線128
5.5.3 骨架曲線129
5.5.4 耗能能力130
5.5.5 剛度退化曲線132
5.5.6 殘余位移133
5.6 基于SMA-ECC復合材料的自復位混凝土橋墩柱參數分析134
5.6.1 SMA配筋率對SMA-ECC增強混凝土橋墩柱性能的影響135
5.6.2 SMA替換長度對SMA-ECC增強混凝土橋墩柱性能的影響136
5.6.3 軸壓比對SMA-ECC增強混凝土橋墩柱性能的影響138
5.6.4 長細比對SMA-ECC增強混凝土橋墩柱性能的影響140
5.6.5 ECC高度對SMA-ECC增強混凝土橋墩柱性能的影響141
5.7 基于SMA-ECC復合材料的自復位混凝土橋墩柱理論分析142
5.7.1 材料本構142
5.7.2 橋墩柱受彎性能計算方法144
5.7.3 計算值與試驗值與模擬值對比148
5.8 本章小結148
參考文獻150
第6章 基于SMA-ECC復合材料的自復位框架節點抗震性能研究151
6.1 試驗概況151
6.1.1 試件設計151
6.1.2 材料性能155
6.1.3 試件制作159
6.1.4 試驗裝置和試驗方法159
6.2 試驗結果及分析163
6.2.1 試驗現象及破壞過程164
6.2.2 試驗結果分析168
6.3 基于SMA-ECC復合材料的自復位框架節點有限元模型建立179
6.3.1 OpenSees有限元軟件平臺概述179
6.3.2 材料模型180
6.3.3 單元模型184
6.3.4 基于SMA-ECC復合材料的自復位框架節點數值模擬模型187
6.4 基于SMA-ECC復合材料的自復位框架節點數值模擬188
6.4.1 滯回曲線188
6.4.2 骨架曲線190
6.4.3 剛度退化曲線191
6.4.4 自復位能力193
6.4.5 耗能能力194
6.5 基于SMA-ECC復合材料的自復位框架節點參數分析196
6.5.1 SMA材料對SMA-ECC節點抗震性能的影響196
6.5.2 SMA配置數量對SMA-ECC節點性能的影響196
6.5.3 SMA替換長度對SMA-ECC節點性能的影響200
6.5.4 SMA屈服強度對SMA-ECC節點性能的影響204
6.6 ECC材料對SMA-ECC框架節點抗震性能的影響208
6.6.1 試件設計208
6.6.2 ECC使用區域對SMA-ECC節點性能的影響208
6.6.3 ECC極限拉應變對SMA-ECC節點性能的影響213
6.6.4 ECC抗拉強度對SMA-ECC節點性能的影響217
6.7 本章小結221
參考文獻222
第7章 基于SMA-ECC復合材料的自復位剪力墻抗震性能研究224
7.1 剪力墻試驗研究224
7.1.1 試驗方案224
7.1.2 試驗現象228
7.1.3 試驗結果及分析234
7.2 剪力墻數值模擬分析242
7.2.1 材料本構模型242
7.2.2 剪力墻單元建立247
7.2.3 模擬結果分析248
7.3 剪力墻理論分析250
7.3.1 開裂荷載250
7.3.2 屈服荷載252
7.3.3 峰值荷載253
7.3.4 極限荷載255
7.3.5 計算值與試驗值對比255
7.4 本章小結256
參考文獻257
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