2 形状记忆合金在土木工程中的应用

　　形状记忆合金由于这些独特性能，使其在土木工程中大受欢迎，在结构防震隔震、智能混凝土等工程上都有比较好的应用。

　　2.1在减震抗震上的应用

　　在现在这个时代，自然灾害频繁发生，建筑物的抗震减震能力成为评定建筑物的一个重要指标，建设具有抗震减震能力的建筑物是非常必要的。地震发生时，如果建筑结构的固有频率与地震载荷的输入频率相一致时，建筑物就会发生共振，内部各个部分之间的位移速度都会加快，就会给建筑物带来毁灭性的破坏。在建筑工程中，防震减震一直是一个重要的课题。形状记忆合金的出现，给建筑物的防震减震研究带来了福音。早在20世纪末，形状记忆合金就在建筑工程得到应用，那时意大利的能工巧匠发现形状记忆合金具有较好的阻尼性能和超弹性，就在有历史意义的古建筑上使用形状记忆合金，目的是为了加固建筑物。后来发现，这些经过形状记忆合金加固的建筑物，在相同级别的地震中岿然不动，屹立不倒。近年来，人们对形状记忆合金在抗震减震上的关注度得到提高，研究和探索也更加深入。

　　曾经有科学家使用商用的Ti-Ni丝来做试验，用其作为阻尼器，在地震发生器上进行试验，然后采集数据。最后的结果是，加了Ti-Ni丝的那一组，其振幅比没加的那一组要小89.5%。然后展开加速度响应试验，发现加了Ti-Ni丝的那一组，其振动加速度要比没加的那一组减少了53.9%。

　　研究形状记忆合金在结构隔震、减震上的效果，是我国专家、学者共同关注的问题。我国科学家王社良设计了一种形状记忆合金自复位隔振器，如图3所示。试验证明，这种装置应用在建筑结构中时，使得地震发生时，结构的位移主要集中在隔震层。在建筑物的上部发生的位移会比较小，也就是说，可以使得上部结构在强震中仍然是处于弹性状态，不会发生刚性形变。而且对每一层结构的加速度峰值进行测试，会发现这一值远远比非隔震结构要小，能够增大结构的安全储备。

　　2.2在混凝土裂纹自诊断、自修复上的应用

　　混凝土裂纹是危害建筑物安全的一个重要因素，由于很多裂纹是在建筑物内部且潜伏期长，会比较难发现且破坏性大，这样增加了确保建筑物安全性的难度。在土木工程中，混凝土是使用最多的一种材料，不可避免的裂纹或者是局部损伤，轻则会导致结构的使用寿命降低，重则导致结构的安全得不到保证。形状记忆合金的电阻率较大，性能稳定，可恢复应变大，对应变敏感。利用形状记忆合金的这些特性，将其应用在混凝土结构中，尤其是在易产生裂纹的部位使用这些合金材料，能够制成自修复、自检测的机敏混凝土。也就是说，当混凝土结构受到外力时，混凝土结构产生变形的同时，形状记忆合金也随之产生变形。而当混凝土结构产生裂纹时，在出现裂纹地方的形状记忆合金的应变就会随之增大，并且导致合金的内部电阻值发生变化。

　　3 总结

　　记忆合金材料是新型功能材料的一种，在混凝土裂纹的自检测和建筑结构的防震抗震上都得到了较好的应用，并且取得了很好的效果。相关学者对形状记忆合金的研究和应用一直在进行，相信随着研究的深入，形状记忆合金将会得到更为深入挖掘与应用。

　　参考文献：

　　[1]王吉军，初奕，马孝江，等.Ni-ti形状记忆合金振动感知与主动控振研究[J].大连理工大学学报，2008，37(6)：736-741.

　　[2]吴晓东，王征，吴建生.用于智能材料与结构的 Ni-ti丝的电阻特性研究 [J].上海交通大学学报， 2008， 32(2)：80-83