钢管再生混凝土柱抗震性能及恢复力模型研究

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钢管再生混凝土是一种新型的钢-混凝土组合结构体系,它兼具了钢管混凝土结构良好的力学性能的同时,还弥补了再生混凝土自身材质的缺陷,对再生混凝土的推广应用具有积极意义。  目前对钢管再生混凝土结构的研究主要集中于轴压短柱、偏压短柱方面,而对其抗震性能尤其是恢复力模型的研究并不完善。本文在对钢管再生混凝土柱进行拟静力试验的基础上,深入分析其抗震性能并建立了恢复力模型,为钢管再生混凝土结构的弹塑性地震反应分析提供了参考。  本文以轴压比、再生混凝土强度为变化参数,进行了6根钢管再生混凝土柱和2根钢管普通混凝土对比柱的拟静力试验。观察了试件在往复荷载下的受力变形全过程以及最终的破坏形态,得到了试件的荷载-位移滞回曲线,分析轴压比、再生混凝土强度对骨架曲线、延性、耗能、刚度退化和强度退化等一系列抗震指标的影响。在此基础上,采用试验拟合法建立了钢管再生混凝土柱的恢复力模型,并与试验值相比较。  研究结果表明:  (1)试件的滞回曲线饱满,8根试件的延性系数都大于3,弹性层间位移角为0.00851~0.01809,弹塑性层间位移角为0.04952~0.11537,均满足抗震规范,表明钢管再生混凝土柱具有良好的变形能力和抗震性能,将再生混凝土用于钢管混凝土实际工程结构中是可行的。  (2)增大轴压比可以提高试件的水平承载力,但是会降低其延性和变形能力;增强混凝土强度会降低延性,减弱试件的弹塑性变形能力。  (3)轴压比的变化对试件的初始刚度影响很大,但对试件的残余刚度影响不大;增强再生混凝土强度会降低试件的刚度。  (4)根据试验的滞回曲线建立的低周反复荷载作用下钢管再生混凝土柱三折线恢复力模型,能够较好地反映试件的恢复力特性。
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