1. 研究目的与意义（文献综述）

强烈地震是一种突然发生的自然灾害，它对人类构成严重威胁。一次突发性大地震可以使一座繁荣、美丽的城市在数十秒之内变成一片废墟，造成大量的人员伤亡和严重的经济损失。传统结构抗震设计方法是依靠增加结构自身的强度、变形能力来抗震的，容许很大的地震能量从地面传递给结构。自从20世纪初结构控制的方法被提出，70年代美国华裔科学家姚治平首先提出将结构控制运用到土木工程领域，并主要被应用于土木工程减震。减震控制方法是采用隔震、耗能、施加外力、调整结构动力特性等方法来消减结构地震反应，从而确保结构本身的安全，其中包括隔震技术、消能减震技术、质量调谐减震技术、主动控制技术、混合控制技术。与传统结构抗震设计方法相比，减震控制具有安全可靠、更加有效、经济节省和适用范围广的优点。而其中的结构消能减震体系是把结构物的某些非承重构件设计成消能杆件，或在结构的某些部位装设消能装置。当出现中、强地震时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，大量消耗输入的地震能量，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，并且迅速地衰减结构的地震反应，从而保护主体结构及构件在强地震中免遭破坏，确保主体结构在强地震中的安全。

状记忆合金是一种新型功能材料，它具有两大特殊的性质：形状记忆性和超弹性。这两种性质能使材料在一定的变形范围内恢复到原始状态，并且在应力-应变中消耗一部分能量。将形状记忆合金这种特有的性质应用到结构减震控制中，可以实现工程结构的被动控制或主动控制。

综上所述，将形状记忆合金应用到减震控制中，将会极大的扩大其在工程领域里的应用。在采用消能减震技术时，对消能装置的要求比较高，必须保证消能装置或材料的耐久性和长期性能稳定性，虽然许多其它材料也有塑性变形耗散振动能量的能力, 但由于形状记忆合金的塑性变形是通过材料组织变化发生的，只要塑性变形量设计合理，sma材料内不会产生很多缺陷，所以sma耗能器的使用寿命长，并且在结构振动结束后，可以通过给sma加热恢复其初始性能。将两者结合起来既能发挥sma材料的特有性能扩大其在减震控制中的应用，又能为减震控制提供可供选择的新型材料，以使其更加方便于工程应用。

2. 研究的基本内容与方案

形状记忆合金材料由于其特有的形状记忆性能和超弹性性能，使其成为减振控制领域非常具有发展前景的材料。本文利用形状记忆合金材料的超弹性和形状记忆效应，提出了一种基于sma螺旋弹簧的新型消能支撑，以探究这种新型耗能支撑在地震荷载作用下的减震耗能效果。现阶段还没有对于将sma螺旋弹簧作为消能支撑的研究，因此本文从以下几个方面对此新型装置进行理论分析和试验研究：

（1）本文详细介绍了sma螺旋弹簧的训练方法和训练时的注意事项。

（2）用不同参数的训练好的sma螺旋弹簧进行拉伸压缩试验，选取合适的本构关系模型对sma螺旋弹簧的本构关系进行拟合，并将其与在室温下测得的sma弹簧滞回曲线进行比较，验证所采用的现象本构模型的可靠性。

3. 研究计划与安排

1-3周 查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇，确定论文题目，明确研究内容，确定本文研究目标及研究方法，撰写开题报告。

4-5周 准备提纲及绪论部分，完成不少于2万英文（5000汉字）印刷符，且与选题相关的英文文献翻译。

6-7周 完成sma螺旋弹簧本构关系的研究和带sma螺旋弹耗能支撑的多层框架结构建模。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] huang b, zhang h, wang h, et al. passive base isolation withsuperelastic nitinol sma helical springs[j]. smart materials amp; structures,2014, 23(6): 1656-1665.

[2] bin h, wuchuan p, haiyang z, et al. a phenomenological model forsuperelastic shape memory alloy helical springs[j]. advances in structuralengineering, 2015, 18(9): 1345-1354.

[3] song g, ma n, li h n. applications of shape memory alloys in civilstructures[j]. engineering structures, 2006, 28(9): 1266-1274.