Seismic performance of shape memory alloy reinforced concrete moment frames under sequential seismic hazard

Structures ◽  
2020 ◽  
Vol 26 ◽  
pp. 311-326
Author(s):  
Emad Abraik
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Shape Memory Alloy ◽  
Seismic Hazard ◽  
Shape Memory ◽  
Seismic Performance ◽  
Moment Frames

scholarly journals Analytical investigation of the seismic performance of special truss girder framing systems with new technologies

2020 ◽  
Author(s):  
Μαρία Ντίνα
Keyword(s):  
Shape Memory Alloy ◽  
Shape Memory ◽  
Seismic Performance ◽  
New Technologies ◽  
Analytical Investigation ◽  
Moment Frames ◽  
Special Truss Moment Frames

Αντικείμενο της Διατριβής αποτελεί η αναλυτική διερεύνηση της δυνατότητας βελτίωσης της αντισεισμικής συμπεριφοράς ειδικών δικτυωτών πλαισιακών συστημάτων (Special Truss Moment Frames, STMFs, από χάλυβα) μέσω της ενσωμάτωσης ράβδων κυκλικής διατομής από κράματα νικελίου-τιτανίου (μνήμης μορφής – shape memory alloy bars), οι οποίες αποτελούν εναλλακτικό σύστημα απορρόφησης της σεισμικής ενέργειας στο ειδικό τμήμα (special segment) των πλαισίων. Τούτο καθόσον διαθέτουν την δυνατότητα να ανακτήσουν την αρχική τους (απαραμόρφωτη) γεωμετρία μετά από μηχανική διαταραχή κατά την αποφόρτιση, μέσω του μετασχηματισμού φάσης των κρυσταλλικών δομών (ματερνσιτικής – ωστενιτικής). Ο επικρατών αντισεισμικός σχεδιασμός των STMFs με ειδικό μέρος ευρισκόμενο στο μέσο του ανοίγματος τους (με σκοπό την απορρόφηση σεισμικής ενέργειας) είναι η δημιουργία πλαστικών αρθρώσεων στις τέσσερεις γωνίες. Αυτός ο μηχανισμός προτείνεται να αντικατασταθεί μέσω της παραμόρφωσης των SMAs σε ένα ειδικό μέρος με αρθρώσεις στις κορυφές του. Τονίζεται ότι οι ράβδοι SMA θεωρούνται σε όλες τις αναλύσεις της Διατριβής ως μη λυγηρές, είτε λόγω μεγάλης διατομής είτε λόγω ενίσχυσης μέσω συστημάτων αποφυγής λυγισμού.

Enhancing seismic performance of unbonded prestressed concrete bridge column using superelastic shape memory alloy

2018 ◽  
Vol 29 (15) ◽  
pp. 3082-3096 ◽  
Author(s):  
Xiaoxian Liu ◽  
Jianzhong Li ◽  
Hing-Ho Tsang ◽  
John Wilson
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Shape Memory Alloy ◽  
Shape Memory ◽  
Seismic Performance ◽  
Concrete Column ◽  
Reinforced Concrete Column ◽  
Residual Displacement ◽  
Prestressing Steel ◽  
Steel Shape ◽  
Force Ratio

In this article, an application of superelastic shape memory alloy strands for improving the seismic performance of unbonded prestressed reinforced concrete bridge column is proposed. In the reinforced concrete column with unbonded prestressing steel-shape memory alloy strands, superelastic shape memory alloy strands are put in series with unbonded steel strands, and the loading plateau of shape memory alloy is exploited to limit the increase in the axial load of column under an earthquake. Quasi-static analysis and seismic analysis were conducted to compare the seismic performance of conventional reinforced concrete column, reinforced concrete column with unbonded prestressing steel strands, and the proposed reinforced concrete column with unbonded prestressing steel-shape memory alloy strands. Result shows that reinforced concrete column with unbonded prestressing steel-shape memory alloy strands has larger ultimate displacement capacity than reinforced concrete column with unbonded prestressing steel strands in the quasi-static analysis. In the seismic analysis, reinforced concrete column with unbonded prestressing steel-shape memory alloy strands suffers from smaller earthquake residual displacement than reinforced concrete column and reinforced concrete column with unbonded prestressing steel strands. Furthermore, parametric analysis was carried out to investigate the effects of unbonded steel strand ratio, prestressing force ratio, bonded longitudinal reinforcement ratio, and maximum tensile force ratio (area of shape memory alloy strands) on the ultimate displacement and quasi-static residual displacement of reinforced concrete column with unbonded prestressing steel-shape memory alloy strands. Results show that increasing the prestressing force ratio and the maximum tensile force ratio within certain ranges can improve the self-centering capability of column. Increasing the area of bonded longitudinal reinforcement and unbonded steel strand ratio results in larger residual displacement.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document