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摘要
针对大跨空间结构减震控制问题，采用了一种适用于大跨空间结构的SMA-摩擦阻尼器，该阻尼器将形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)的超弹性特性与摩擦阻尼器的高耗能特性相结合．以天津理工大学体育馆的索穹顶结构为研究对象，通过计算附加模态阻尼比，得到了阻尼器的优先布置位置．基于多尺度有限元模型，研究了索穹顶结构的减震性能及SMA-摩擦阻尼器在地震中的力学性能．结果表明：在天津理工大学体育馆索穹顶结构中，阻尼器应优先替换内圈撑杆．随着地震动强度由0.07g增至0.40g，阻尼器滑动位移提升，减震性能增强，跨中节点竖向峰值加速度减震率平均值由11.97%增至30.35%，跨中节点竖向峰值位移减震率平均值由27.46%增至37.10%，杆件峰值应力减震率平均值由8.29%增至11.55%．该索穹顶结构一阶自振频率较低，与长周期地震动的傅里叶幅值集中区域接近，在长周期地震动下会有更大的动力响应，导致阻尼器滑动位移变大，耗能能力增强，结构竖向峰值加速度减震率和杆件峰值应力减震率平均值可达36.85%和15.13%，减震效果优于普通地震动．最后，对影响阻尼器滞回性能的力学参数高强螺栓预紧力和合金丝数量进行参数化分析，并结合阻尼器在结构中的受力，得到了阻尼器的力学参数设计方法，可供实际设计时参考．
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单位中国地震局; 天津大学; 建筑工程学院
