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多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的性能化抗震设计方法研究的任务书
任务书
题目：多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的性能化抗震设计方法研究
研究背景：
地震是自然灾害中最具破坏力的一种，对建筑物的抗震性能提出了更高的要求。目前，多层钢框架结构已成为高层建筑中的常用结构形式。然而，传统多层钢框架结构在遭受地震等外力作用时，常出现严重破坏，难以恢复原有的使用状态。因此，寻找新型的支撑结构形式，提高建筑物的自复位功能，是现代抗震设计的重要研究方向。
研究目的：
本研究旨在探索一种全新的多层形状记忆合金自复位支撑钢框架结构形式，以提高建筑物的抗震性能和自复位功能。研究的具体目标如下：
1.设计具有自复位能力的多层形状记忆合金支撑结构；
2.深入研究多层形状记忆合金支撑结构的原理和特性；
3.建立多层形状记忆合金支撑结构的有限元模型，并对其进行性能化的数值分析；
4.通过仿真与验证，论证多层形状记忆合金支撑结构的自复位性能与抗震性能的提高；
5.提出针对多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的设计方法并进行评估。
研究内容：
本研究将针对多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的设计方法进行深入研究，主要内容包括：
1.形状记忆合金的特性分析；
2.多层自复位支撑结构的设计原理与方法；
3.单层形状记忆合金自复位支撑结构有限元模型的建立与验证；
4.多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的性能化有限元模拟与分析；
5.多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的地震响应性能评估与对比分析；
6.针对多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的设计方法的提出与评价。
研究方法：
本研究将采用以下方法来进行：
1.理论分析法：对形状记忆合金材料的特性进行深入理论分析，探究其在多层自复位支撑结构中的合理应用方式；
2.数值模拟法：建立多层形状记忆合金自复位支撑钢框架结构的有限元模型，通过数值仿真与验证来分析其地震响应性能和自复位能力；
3.实验研究法：通过实验室等模型试验来验证多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的性能与设计方法的有效性。
研究成果：
1.设计了一种新型的多层形状记忆合金自复位支撑结构形式，能够有效提高建筑物的抗震性能和自复位功能；
2.建立了多层形状记忆合金支撑结构的有限元模型，并对其进行了性能化的数值分析；
3.通过仿真与验证，验证了多层形状记忆合金支撑结构的自复位性能与抗震性能的提高；
4.提出了针对多层形状记忆合金自复位支撑钢框架的设计方法，可以帮助工程师更好地设计具有高抗震性能和自复位能力的多层建筑结构。
研究意义：
本研究的主要意义在于：
1.发掘一种全新的、具有自复位能力的支撑结构形式，提高建筑物的抗震性能和自复位功能；
2.探究形状记忆合金材料在建筑工程领域的新应用，丰富了工程材料的种类和使用范围；
3.提出了新型的抗震建筑设计方案，为高层建筑的抗震性能提升提供了一种新思路；
4.为未来建筑工程的设计和研究提供了新的参考和借鉴。
研究计划：
1.第一年：收集文献，深入研究形状记忆合金材料的特性，设计多层形状记忆合金自复位支撑结构及有限元模型；
2.第二年：进一步完善多层形状记忆合金自复位支撑结构的有限元模型，并开展性能化的数值分析；
3.第三年：进行模型试验与仿真验证，论证多层形状记忆合金自复位支撑结构的地震响应性能和自复位能力；
4.第四年：总结数据，提出设计方法并进行评价，并完成学位论文的撰写。
参考文献：
[1]刘中云.钢结构抗震设计[M].北京：人民交通出版社，2017.
[2]Sun,Q.P.翟郑,&梁浩.(2016).研究进展：基于形状记忆合金的钢结构抗震性能控制.建筑物结构学报,37(11),1-8.
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[4]王艳艳.钢结构多阶段减震设计研究[D].天津：天津大学，2019.