CBF管桩低周反复荷载试验研究
新型钢管混凝土不穿心节点低周反复试验研究的开题报告
新型钢管混凝土不穿心节点低周反复试验研究的开题报告一、研究背景与意义现代建筑结构中经常使用混凝土和钢材进行组合，钢管混凝土是其中一种常用组合形式。
它的主要组成部分是钢管和混凝土，在结构力学中起到了重要的角色。
而在现实的建筑工程中，不穿心节点的应用越来越广泛，因其具备良好的结构性能和空间利用效率，而新型钢管混凝土不穿心节点则是钢管混凝土的一种升级形式，其极大地提高了结构的强度和稳定性，对于提高建筑物的整体承载能力具有重要的意义。
随着人们对建筑结构性能要求的不断提高，新型钢管混凝土不穿心节点具有很高的应用前景，同时也存在着一定的研究问题需要解决，比如其受力性能、振动反应特性、高温环境下的耐久性等。
因此，本研究旨在研究新型钢管混凝土不穿心节点在低周反复载荷下的力学行为和断裂机制，为该材料的性能研究提供基础数据和理论参考，为其在实际工程中的应用提供技术支持。
二、研究内容和研究方法本研究将从以下几个方面展开：1. 研究新型钢管混凝土不穿心节点的受力特性，进行数值模拟和力学分析，探究其受力机理和变形规律；2. 利用低周反复试验方法，对新型钢管混凝土不穿心节点的力学行为进行测试，研究其在不同负载下的应力-应变关系、变形曲线和耗能性能等；3. 分析试验结果，得出新型钢管混凝土不穿心节点在低周反复载荷下的断裂机制和破坏形态，探讨试验数据与数值模拟结果的一致性和合理性。
研究方法主要包括：数值模拟分析、低周反复试验，以及试验数据分析和处理。
三、研究进展和预期成果目前，本研究已初步进行了基础的文献调研和实验方案设计，相关材料的制备和试验设备的准备正在进行中。
预计在一年时间内完成低周反复试验，获得新型钢管混凝土不穿心节点在低周反复载荷下的力学性能数据，进而探究其破坏机理和破坏形态。
同时，将与数值模拟结果进行对比分析，期望获得一些有价值的结论和实现研究预期目标。
本研究的预期成果是：系统研究新型钢管混凝土不穿心节点的力学行为和断裂机制，在低周反复载荷下获得其应力-应变关系、变形曲线、耗能性能等一系列相关数据；得出其在不同载荷下的破坏形态和断裂机理，为其在实际工程中的应用提供参考；进一步提高新型钢管混凝土不穿心节点在建筑结构中的应用程度，为相关领域的工程实践提供技术支持。
钢管混凝土柱-钢梁穿筋节点低周反复荷载下受力性能
钢管混凝土柱-钢梁穿筋节点低周反复荷载下受力性能王清湘;刘士润;司炳君;王刚【摘要】对8个圆钢管混凝土柱-钢梁节点进行低周反复加载试验,其中6个节点设置了穿透钢筋,另外2个节点未设穿透钢筋,对节点的破坏位置和形态进行了分析,研究其抗弯承载力、延性和耗能能力.试验结果表明：节点穿筋将大部分弯矩直接传递给核心混凝土,降低了钢管的拉应力,显著提高了直接焊接钢梁节点的受力性能.穿筋节点具有较高的抗弯承载力、良好的延性和耗能能力,而未穿筋节点的抗弯承载力低,延性和耗能能力差.%8 Concrete-filled circular steel tube column-steel beam joints,6 joints with penetration steel bars and the other 2 joints without penetration steel bars,were tested under low cyclic loading.The failure position and shape of joints were researched.The flexural capacity,ductility and energy dissipation were analyzed.The experimental results indicate that penetration steel bars can transfer the most moment into core concrete,and decrease the tension stress in steel tube,thus obviously improve the mechanical behavior of joints on which steel beams are directly welded to the steel tube.The joints with penetration steel bars have high flexural capacity,excellent ductility and energy dissipation,and joints without penetration steel bars have low flexural capacity,poor ductility and energy dissipation.【期刊名称】《大连理工大学学报》【年(卷),期】2012(052)001【总页数】6页(P54-59)【关键词】钢管混凝土柱;钢梁;穿筋节点;低周反复荷载【作者】王清湘;刘士润;司炳君;王刚【作者单位】大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TU398.90 引言随着钢管混凝土结构在工程上的广泛应用[1]，钢管混凝土结构的节点作为连接构件的关键部位越来越受到关注.从连接形式上分，圆钢管混凝土柱－钢梁节点主要分为两大类：一类是外部连接节点；一类是内部连接节点.外部连接节点是在钢梁翼缘的对应位置设置上下加强环来传递梁端弯矩，主要形式是外加强环式节点；内部连接节点主要是指在钢管混凝土内部设置穿心构件（如钢筋、钢梁、腹板、铆钉等），直接把全部或部分内力传递给钢管内部的核心混凝土.现行的钢管混凝土规程[2、3]只介绍了一种圆钢管混凝土柱－钢梁节点连接形式，即外加强环式节点.关于该类节点的研究已很成熟，应用十分广泛，但外加强环式节点加工较困难，用钢量大，成本高.目前，国内关于圆钢管混凝土柱－钢梁节点其他的连接形式研究还较少.国外一些学者[4、5]对其他的连接形式进行了试验和理论方面的研究，节点形式包括预埋焊接变形钢筋式节点、内埋铆钉式节点、穿心腹板加内埋铆钉式节点、穿心钢梁式节点等.本文研究的圆钢管混凝土柱－穿筋连接钢梁节点属于内部连接节点.通过低周反复荷载作用下圆钢管混凝土柱－穿筋连接钢梁节点试验，研究这种节点的受力性能.1 试件设计本文研究的圆钢管混凝土柱－穿筋连接钢梁节点主要构造是首先在钢管上开孔，然后将连接牛腿焊接在钢管上，最后穿筋并与连接牛腿的翼缘焊接，穿透钢筋与钢管围焊（此部分加工可以在工厂完成，焊接质量可以得到保证）；然后钢梁与连接牛腿在现场进行连接，其中连接牛腿的腹板与钢梁腹板采用高强螺栓连接，连接牛腿的翼缘与钢梁翼缘采用对接焊缝焊接.该节点具有构造简单、传力明确、节约钢材和施工方便的特点.共设计8个试件.其中试件cs－1、cs－2、cs－4、cs－5为工字钢梁－穿筋节点，如图1所示；试件cs－3和cs－6为箱梁－穿筋节点，采用在工字钢腹板两侧焊接钢板的箱梁.cs－3和cs－6除选用箱梁外，其他配置分别与cs－4和cs－5完全相同；试件csd1和cs－d2为焊接箱梁节点，箱梁直接焊在钢管壁上，均未设置节点钢筋，选用的箱梁分别与试件cs－3和cs－6的箱梁相同.连接牛腿翼缘与工字钢翼缘采用对接焊缝，其余焊缝均采用8～10mm的角焊缝焊接.钢管尺寸为219×4.5；钢材的屈服强度和极限强度如表1所示，钢管内核心混凝土的立方体抗压强度为70.8MPa.图1 试件Fig.1 Specimens表1 钢材材料参数Tab.1 Parameters of the steel试样名称屈服强度/MPa极限强度/MPa工字钢圆钢管节点穿筋连接牛腿A16 A20 A22翼缘腹板286 289 287 290 270 283 287 340 398 401 428 420 444 4302 测量仪器布置及加载方式加载前，在两侧梁端布置位移计和荷载传感器，测量位移和荷载；在节点钢筋和钢管上粘贴应变片，测量钢筋和钢管的应变；在梁柱夹角处放置自制的夹式引伸仪，测量梁柱夹角.试验全程用IMC数据采集系统连续采集各测点的荷载、位移、应变等.试验加载方式如图1所示，首先在柱顶施加轴压力，然后在两侧梁端同时施加反对称荷载.整个试验过程保持轴压恒定.试件cs－1、cs－2、cs－4、cs－5、cs－6采用荷载和位移联合控制的加载方式.根据梁端荷载－位移关系曲线，在钢梁受弯屈服前采用荷载控制，每个荷载等级循环1次；屈服后用位移控制，位移以屈服位移的倍数递增，每个位移等级循环3次，直到试件破坏.由于两侧钢梁不可能同时屈服，选择首先屈服一侧钢梁的屈服位移作为控制位移，并以该侧钢梁梁端荷载－位移关系曲线控制屈服后的加载过程.试件cs－3在达到极限荷载之前采用荷载控制，之后采用位移控制的加载方式.试件cs－d1、cs－d2采用荷载控制的加载方式.表2列出了部分试验结果.其中θy为节点连接处弯矩－转角曲线上屈服点的转角；Pθ为节点连接处弯矩－转角曲线上屈服点的梁端荷载；δy为梁端荷载－位移曲线出现屈服时的梁端位移；Py为梁端荷载－位移曲线上屈服点的梁端荷载；δmax 为梁端荷载达到极限时的梁端位移；Pmax为梁端极限荷载；δult为梁端荷载下降到极限荷载的85%时的梁端位移；μΔ 为位移延性系数，μΔ＝δult/δy；N为轴压力；E为试件的总耗能.破坏形态（1）代表钢梁翼缘压屈；（2）代表钢管管壁撕裂，节点剪切破坏；（3）代表钢管管壁撕裂.表2 低周反复荷载作用下节点的试验结果Tab.2 Experimental results of joints under low cyclic loading注：δult项括号内的数值是荷载未下降到极限荷载的85%而停止加载时的梁端位移；cs－4和cs－5节点连接处未发生屈服，未测到θy和Pθ；cs－d1和cs－d2达到极限荷载时钢管撕裂，此后便失去持载能力，因而未列出其δult和μΔ编号θy/mm Pθ/kN δy/mm Py/kN δmax/mm Pmax/kN δult/mm μΔ N/kN E/（kN·mm）耗能比破坏形态cs－1 0.008 9693.97 10.31 66.84 37.85 96.29 （43.80）＞4.25 1 200 36 743 0.85 （1）cs－2 0.010 27 91.54 9.10 73.88 27.10 101.35 （49.97）＞5.49 1 500 49 3340.84 （1）cs－3 0.012 53 110.45 14.38 110.45 29.64 139.15 40.41 2.81 1200 21 895 0.79 （2）cs－4 —— 13.82 74.32 24.34 99.06 （29.36）＞2.121 200 42 118 0.82 （1）cs－5 —— 11.49 79.29 23.09 98.04 （23.09）＞2.01 1 200 21 405 0.77 （1）cs－6 0.012 35 120.91 15.50 120.91 30.11 149.08 47.863.09 1 200 67 913 0.85 （2）cs－d1 0.004 10 31.074.22 31.07 11.64 46.94 —— 1 000 4 893 0.60 （3）cs－d2 0.004 40 41.27 4.29 41.58 10.43 55.11 —— 1 500 7 013 0.56 （3）3 试验现象及分析梁端位移由梁自身（含连接牛腿）、柱子和节点核心区的变形3部分组成[6]，所以梁端荷载－位移滞回曲线能反映试件整体及其组成部分的力学性能.结合梁端荷载－位移滞回曲线，对各试件的破坏位置和形态进行分析.3.1 工字钢梁－穿筋节点的破坏位置和形态试件cs－1、cs－2、cs－4和cs－5破坏位置和破坏形态相似，都是在梁端荷载达到钢梁受弯屈服荷载，钢梁受压翼缘被压屈，同时钢梁产生平面外位移（钢梁未设侧向支撑）.下面以试件cs－1为例进行介绍.试件cs－1梁端荷载－位移滞回曲线如图2所示.图2 试件cs－1梁端荷载－位移滞回曲线Fig.2 Load－deflection hysteretic curve of beam end for Specimen cs－1当试件cs－1梁端荷载达到66.84kN，梁端位移为10.31mm时，右侧钢梁受压翼缘受压屈服.钢梁屈服后，随着梁端位移和荷载的增大，钢梁平面外位移显著增大.最后因右侧钢梁翼缘受压屈曲严重、梁端平面外位移过大停止加载.至加载结束，梁端荷载未降至极限荷载的85%.卸载后，右侧钢梁仍保持较大的残余变形，如图3所示.图3 试件cs－1右侧钢梁下翼缘压屈Fig.3 Specimen cs－1：bottom flange buckling of right steel beam3.2 箱梁－穿筋节点的破坏位置和形态3.2.1 试件cs－3 试件cs－3的加载方式是在梁端荷载达到极限荷载之前采用荷载控制，分别在20，40，…，120，130，139.15kN（极限荷载）各循环1次，以后用位移控制加载过程，每个位移等级循环3次.试件cs－3梁端荷载－位移滞回曲线如图4所示.图4 试件cs－3梁端荷载－位移滞回曲线Fig.4 Load－deflection hysteretic curve of beam end for Specimen cs－3当梁端荷载达到110.45kN，梁端位移为14.38mm时，梁端荷载－位移滞回曲线出现屈服.当荷载达到139.15kN（极限荷载），梁端位移为29.64mm（2.1δy）时，受拉节点钢筋变形急剧增大，右侧连接牛腿上部的受拉翼缘角部钢管壁沿竖向开裂，受拉节点钢筋与钢管焊缝处的钢管壁开裂.为了确定试件cs－3的极限承载力连续加载，但荷载并未增大，梁端位移却持续增加，卸载时梁端荷载降为138.58kN，梁端位移达到37.94mm，梁端荷载－位移滞回曲线的水平段长达8.30mm.此时连接牛腿翼缘角部及节点钢筋外围焊缝处的钢管壁被拉断，两个节点钢筋之间的钢管壁未被拉断，受拉牛腿翼缘角部钢管竖向裂缝开展很大，分别向上下扩展约30mm，如图5所示.此后梁端荷载显著下降，可认定节点破坏.当钢管被撕裂时，节点连接处的抗弯承载力只是略有下降，表明节点钢筋对节点连接处的抗弯能力发挥了重要作用.图5 试件cs－3钢管壁撕裂Fig.5 Specimen cs－3：steel tube tearing在此后的加载循环中，随着位移等级的增大和循环次数的增加，连接牛腿受拉翼缘角部的竖向裂缝不断向上下开展.连接牛腿受拉翼缘角部水平裂缝基本未向中间扩展.在梁端荷载达到极限荷载以后只完成了5个加载循环即结束试验，梁端荷载下降较大.此5个加载循环的最大正向荷载为106.62kN，最大负向荷载为－115.02kN.由于荷载下降，循环次数少，对节点核心混凝土的损伤程度减轻，对钢管混凝土柱的轴向承载力影响小，试验过程中轴向荷载的波动幅度较小.至试验结束时节点上下的钢管壁未出现明显的向外鼓胀.将节点处钢管割掉后，发现节点处的核心混凝土表面布满均匀的斜裂缝，并没有出现剪切主裂缝.核心混凝土已完全被剪酥，轻轻敲击后散落.3.2.2 试件cs－6 试件cs－6梁端荷载－位移滞回曲线如图6所示.当梁端荷载达到120.91kN，梁端位移为15.50mm时，梁端荷载－位移曲线出现屈服.当梁端荷载达到149.08kN（极限荷载），梁端位移为30.11mm（1.9δy）时，受拉节点钢筋变形急剧增大，右侧连接牛腿上部的受拉翼缘角部钢管壁沿竖向开裂，受拉节点钢筋与钢管焊缝处的钢管壁开裂.图6 试件cs－6梁端荷载－位移滞回曲线Fig.6 Load－deflection hysteretic curve of beam end for Specimen cs－6在此后的加载循环中，随着位移等级的增大和循环次数的增加，钢管壁的竖向和水平撕裂裂缝不断扩展.当梁端荷载降为136.11kN，梁端位移为40.79mm（2.6δy）时，连接牛腿受拉翼缘角部钢管壁的水平裂缝向中间扩展，上翼缘顶部和下翼缘底部的钢管壁被撕断，角部竖向裂缝分别向上下扩展10～20mm，钢管径向变形增大，核心混凝土向外鼓胀；当梁端荷载降为112.47kN，梁端位移为59.12mm （3.8δy）时，连接牛腿受拉翼缘角部竖向裂缝继续发展，连接牛腿翼缘角部最长的裂缝在受拉翼缘上下的长度分别约为60 mm和80mm，节点上下的钢管壁被压曲，外鼓10～15mm，节点发生严重的剪切变形，受压区混凝土被压碎，如图7所示.同时柱顶竖向位移增大，轴向荷载下降，随即补加荷载，柱子尚能承受原来的1 200kN轴向荷载.将节点处钢管割掉后，发现节点处的核心混凝土表面布满均匀的斜裂缝，并没有出现剪切主裂缝，核心混凝土已完全被剪酥，轻轻敲击后即散落.图7 试件cs－6钢管壁撕裂，受压区混凝土被压碎Fig.7 Specimen cs－6：steel tube tearing and core concrete crushing3.3 焊接箱梁节点的破坏位置和形态3.3.1 试件cs－d1 试件cs－d1采用荷载控制的加载方式，分别在5，10， (40)45kN各循环1次.试件cs－d1梁端荷载－位移滞回曲线如图8所示.当梁端荷载达到极限荷载46.94kN，梁端位移为11.64mm时，右侧连接牛腿上部受拉翼缘角部钢管壁沿竖向开裂.图8 试件cs－d1梁端荷载－位移滞回曲线Fig.8 Load－deflection hysteretic curve of beam end for Specimen cs－d1此后持续加载，梁端变形增大，连接牛腿上部受拉翼缘角部钢管壁沿竖向开裂裂缝开展较快，梁端荷载下降.当梁端荷载降为41.18kN，梁端位移为33.45mm时卸载，此时受拉翼缘角部钢管壁竖向开裂裂缝向上扩展约15mm，向下扩展约25mm，如图9所示.然后拟在梁端施加－50 kN的荷载，但梁端荷载达到－49.36kN，梁端位移为－9.21mm时，右侧连接牛腿下部受拉翼缘角部钢管壁沿竖向开裂；当荷载达到极限荷载－51.60kN，梁端位移为－20.74mm时，竖向裂缝长约20mm；持续加载，随着梁端变形的加大，竖向撕裂裂缝变长，梁端荷载下降.当梁端荷载降为－49.93kN，梁端位移为－42.24mm时卸载，此时受拉翼缘角部钢管壁竖向裂缝向上扩展约30mm，向下扩展约30mm.至加载结束，连接牛腿受拉翼缘处钢管壁未出现水平撕裂裂缝.图9 试件cs－d1钢管壁撕裂Fig.9 Specimen cs－d1：steel tube tearing3.3.2 试件cs－d2 试件cs－d2采用荷载控制的加载方式，分别在5，10， (50)55kN各循环1次.试件cs－d2梁端荷载－位移滞回曲线如图10所示.图10 试件cs－d2梁端荷载－位移滞回曲线Fig.10 Load－deflection hysteretic curve of beam end for Specimen cs－d2当梁端荷载达到极限荷载55.11kN，梁端位移为10.43mm时，左侧连接牛腿下部受拉翼缘角部钢管壁沿竖向开裂.持续加载，随着梁端变形的加大，竖向开裂裂缝开展较快，梁端荷载下降.当梁端荷载降为53.93kN，梁端位移为22.45 mm时卸载，此时竖向撕裂裂缝向上扩展约10 mm.然后拟在梁端施加－60kN的荷载，当梁端荷载达到－57.62kN时，梁端位移为－25.03 mm，左侧连接牛腿上部受拉翼缘角部钢管壁沿竖向开裂，裂缝在受拉翼缘上下分别长约25mm和20mm.持续加载，随着梁端变形的加大，竖向撕裂裂缝不断扩展，梁端荷载下降.当梁端荷载降为－46.24kN，梁端位移为－60.08mm时，竖向撕裂裂缝在受拉翼缘上下分别长约55mm和80 mm.同时连接牛腿上部受拉翼缘处钢管沿水平开裂；当梁端荷载降为－40.79kN，梁端位移为－80.08mm时，竖向撕裂裂缝在受拉翼缘上下分别长约60mm和100mm.左侧连接牛腿上翼缘处钢管壁被平齐拉断，如图11所示.图11 试件cs－d2钢管壁撕裂Fig.11 Specimen cs－d2：steel tube tearing4 试验结果及分析4.1 节点抗弯承载力的影响因素节点连接处的抗弯承载力与节点钢筋的强度、截面积和分布位置，钢管的强度、壁厚，轴压力及节点钢筋的锚固等因素有关.本文主要研究节点钢筋的截面积、分布位置和轴压力对节点连接处抗弯承载力的影响.由各试件节点连接处发生屈服时的梁端荷载（如表2所示），可以看出设置节点钢筋的试件cs－1～cs－6与未设置节点钢筋的试件cs－d1和cs－d2相比具有较高的抗弯能力.设置节点钢筋能显著提高钢梁与钢管直接焊接节点连接处的抗弯承载力.节点钢筋截面积越大，受拉区节点钢筋的形心到受压区形心的距离越远，则节点连接处的抗弯承载力越高.轴压力作用下使钢管产生初始环向拉应力，将削弱钢管对节点连接处的抗弯承载力的贡献.轴压力越大，削弱越大，对钢梁直接焊接节点越不利.4.2 节点的延性和耗能能力试件cs－1、cs－2、cs－4和cs－5梁端荷载－位移滞回曲线的特征相似.从试件cs－1梁端荷载－位移滞回曲线图2可以看到，加载过程中，当梁端荷载小于钢梁的受弯屈服荷载前，刚度变化较小，基本处于线弹性.当梁端荷载达到钢梁的受弯屈服荷载后，刚度逐渐变小；卸载刚度基本保持线弹性，与初始加载时的刚度基本相同.随着梁端荷载和位移的逐级增大，滞回环愈加丰满.此4个试件的梁端荷载－位移滞回曲线均未出现捏缩现象.4个试件都是在钢梁上形成塑性铰，所以梁端荷载－位移滞回曲线主要反映钢梁的滞回特性.从表2中列出的位移延性系数、总耗能和耗能比可知，此4个试件具有很好的延性和耗能能力.试件cs－3和cs－6梁端荷载－位移滞回曲线分别如图4和6所示.试件cs－3达到极限荷载以后梁端荷载－位移滞回曲线出现捏缩现象.原因在于，为了确认达到试件cs－3的极限荷载，在梁端加载到极限荷载时仍持续加载，钢管撕裂较大，节点钢筋滑移较大，因而在以后的加载过程中出现了捏缩现象.试件cs－6的梁端荷载－位移滞回曲线未出现捏缩现象，随着梁端荷载的逐级增大，滞回环愈加丰满.试件cs－3和cs－6都是节点连接处形成塑性铰，钢管撕裂，节点发生剪切破坏，所以梁端荷载－位移滞回曲线主要反映的是节点连接处的弯曲滞回性能和节点处钢管混凝土的剪切滞回性能.从表2中列出的位移延性系数、总耗能和耗能比可知，这两个试件具有较好的延性和耗能能力.试件cs－d1和cs－d2梁端荷载－位移滞回曲线分别如图8和图10所示.梁端荷载－位移曲线出现屈服时，梁端变形较小.梁端荷载达到极限荷载时，钢管开裂.一旦钢管开裂，开裂裂缝迅速扩展，两个试件便失去稳定的承载能力.试件cs－d1和cs－d2都是节点钢管撕裂破坏，延性和耗能能力很差.5 结论（1）穿筋节点的设计符合“强柱弱梁，强节点弱构件”的设计原则.一般情况下，塑性铰产生在钢梁上，例如cs－1、cs－2、cs－4和cs－5均属于这种情况. （2）当梁的刚度较大时，亦可能发生节点破坏（例如cs－3和cs－6），其特征为钢管撕裂，柱内混凝土剪压破坏，即便如此也表现出较好的延性和耗能能力. （3）节点穿筋能够有效地传递梁端弯矩，如节点钢筋配置合理，可避免钢管撕裂，使塑性铰产生在梁端，穿筋节点具有很好的延性和耗能能力，可以用于地震区的框架节点.（4）钢梁与钢管直接焊接的节点（例如cs－d1和cs－d2）承载力低，延性和耗能能力很差，不适合用做地震区的框架节点.【相关文献】[1] 刘大海，杨翠如.型钢钢管混凝土高楼计算和构造[D].北京：中国建筑工业出版社，2003[2] 哈尔滨建筑工程学院，中国建设科学研究院.CECS 28：90钢管混凝土结构设计与施工规程[S].北京：中国计划出版社，1992[3] 华北电力设计院.DL/T 5085－1999 钢－混凝土组合结构设计规程[S].北京：中国电力出版社，1999[4] SCHNEIDER S， ALOSTAZ Y. Experimental behavior of connections to concrete filled steel tubes[J].Journal of Constructional Steel Research，1998，45（3）：321－352[5] BEUTEL J，THAMBIRATNAM D，PERERA N.Cyclic behavior of concrete filled steel tubular column to steel beam connections[J].Journal of Engineering Structures，2002，24（1）：29－38[6] 张素梅，张大旭.钢管混凝土柱与梁节点荷载－位移滞回曲线理论分析[J].哈尔滨建筑大学学报，2001，34（4）：1－6。
结构低周反复加载静力试验
§1 结构抗震试验方法概述
拟动力试验
150万人口中死亡24万，伤16万；直接经济损失100亿元, 震后重建费用100亿元。
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.1 震害
唐山市河北省矿业学院图书馆，三层高的阅览室，系装 配式纯框架结构，西头倒毁，东头框架幸存。
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.1 震害
➢ 日本阪神地震
工作流程
现代结构试验方法
拟动力试验
结构运 动方程
n时刻的地 震反应位
移值
加载控 制系统
结构或 模型
量测结 构反力
n+1时刻
优点：⑴使结构荷载和变形与地震作用下所经历的真实过程完全一致。
⑵不需对恢复力特性做任何假设。 ⑶能作振动台试验所不能胜任的较大型结构模型试验。
缺点：不能反映实际地震时材料应变速率的影§1响。结构抗震试验方法概述
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.4混凝土结构抗震试验的目的
研究结构构件的抗震性能
——承载力、刚度、变形能力、滞回环形状、耗能能力、 破坏机制
改善结构的抗震能力 改进和发展抗震构造措施 建立恢复力模型，改进恢复力特性曲线的计算
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
2.1加载设备和装置应满足的要求
§2 加载设备和装置
现代结构试验方法
结构低周反复加载静力试验
六、试验加载装置设计 1、强度要求 2、刚度要求 3、真实要求 4、简便要求
七、试验设备准备计划 试验荷载方案完成后，需进行制定试验设备准备计划， 说明设备的型号、数量、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源以及准备方式。
第五节 试验观测方案设计
测试方案通常包括的内容有： （1）按整个试验目的要求，确定试验测试的项目； （2）按确定的量测项目要求，选择测点位置； （3）综合整体因素选择测试仪器和测定方法。 一、观测项目的确定 在确定试验的观测项目时，首先应该考虑反映结构工作 状况的整体变形，如梁的挠度。而在条件许可的情况下，根 据试验目的，也经常需要测定一些局部变形，如应变、裂缝 和钢筋滑移等。 总的来说，破坏性试验本身能够充分地说明问题，观测 项目和测点可以少些，而非破坏性试验的观测项目和测点布 置，则必须满足分析和推断结构工作状况的最低需要。
五、地震模拟振动台 地震模拟振动台是再现各种地震波对结构进行动力 试验的一种先进试验设备，其特点是具有自动控制和数 据采集及处理系统，采用了电子计算机和闭环伺服液压 控制技术，并配合先进的振动测量仪器，使结构动力试 验水平提高到了一个新的高度。
当摇动千斤顶手柄时，蜗杆就带动螺旋杆顶升，对结构施 加顶推压力，加载值的大小可用测力计测定。 三、螺旋、弹簧加载 常用构件的持久荷载试验。当荷载值较小时，可直接 拧紧螺帽以压缩弹簧；当荷载值很大时，需用千斤顶压缩 弹簧后再拧紧螺帽。
第四节 液压荷载
液压加载是目前结构试验中应用比较普遍和理想的一 种加载方法。它的最大优点是利用油压使液压加载器（液 压千斤顶）产生较大的荷载，试验操作安全方便，特别是 对于大型结构构件，当试验要求荷载点数多、吨位大时更 为合适。
仪器的量程应该满足最大测量值的需要。仪器最大被测值 宜小于选用仪表最大量程的80%，一般以量程的1/5~2/3范围 为宜。 选择仪表时必须考虑测读方便省时，必要时采用自动记 录装置。 2、读数的原则 在进行测读时，一条原则是全部仪器的读数必须同时进 行，至少也要基本上同时。 目前如能使用多点自动记录应变仪进行自动巡回检测， 则对于进入弹塑性阶段的试件跟踪记录尤为合适。
第4章结构低周反复加载静力试验
屈服荷载的确定
无明显屈服点的构件
扬州大学建筑科学与工程学院 College of Civil Science and Engineering
通用屈服弯矩法
能量等效面积法
现代结构试验方法
4.3极限荷载
扬州大学建筑科学与工程学院 College of Civil Science and Engineering
桥梁钢筋混凝土墩的剪切破坏
§1 结构抗震试验方法概述
5.12汶川地震
扬州大学建筑科学与工程学院 College of Civil Science and Engineering
2008年5月12日14时28分，四川省汶川县境内发生了里氏8.0级特大地 震，地震造成重大人员伤亡和经济损失。
直接经济损失是6920亿，四川是6177亿，占四川的 GDP58.8%，相当于四川一年的GDP的接近60%，相当于全国 GDP的2.5%，加在一起直接的经济损失占全国的2.8%，
❖ 非周期性动力试验 ⑴模拟地震振动台试验 ⑵人工地震试验 ⑶天然地震试验
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
扬州大学建筑科学与工程学院 College of Civil Science and Engineering
1.4混凝土结构抗震试验的目的
研究结构构件的抗震性能
——承载力、刚度、变形能力、滞回环形状、耗能能力、 破坏机制
§3 加载制度及试验方法
现代结构试验方法
3.2回载控制点
扬州大学建筑科学与工程学院 College of Civil Science and Engineering
屈服前（控制力） ——（0.5、0.75、1.0）屈服荷载 屈服后（控制位移） ——（1.0、2.0、3.0、4.0）屈服时位移
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第四节结构低周反复加载静力试验结构承受的地震荷载实质上是承受多次反复的水平荷载作用，由于结构是依靠本身的变形来消耗地震输给的能量，所以结构抗震试验的特点是荷载作用反复、结构变形很大，试验要求做到结构构件屈服以后，进入非线性工作阶段直至完全破坏。
由于设备和试验条件的限制，国内外大量的结构抗震试验都是采用低周反复加载的试验方法，即假定在第一振型(倒三角形)条件下给试验对象施加低周反复循环作用的位移或力(图18—4—1)，由于低周反复加载时每一加载的周期远远大于结构自身的基本周期，所以这实质上还是用静力加载方法来近似模拟地震作用。
为此人们又称低周反复静力加载试验为伪静力或拟静力试验。
低周反复加载静力试验的不足之处在于试验的加载历程是事先由研究者主观确定的，荷载是按位移或力对称反复施加，因此与任一次确定性的非线性地震反应相差很远，不能反映出应变速率对结构的影响。
一、结构低周反复加载静力试验的加载制度（一）单向反复加载1．控制位移加载法控制位移加载法是在加载过程中以位移为控制值，或以屈服位移的倍数作为加载的控制值、这里位移的概念是广义的，它可以是线位移，也可以是转角、曲率或应变等相应的参数。
当试验对象具有明确有屈服点时，一般都以屈服位移的倍数为控制值。
当构件不具有明确的屈服点时(如轴力大的柱子)或干脆无屈服点时(无筋砌体)，则由研究者主观制订一个认为恰当的位移标准值δ0来控制试验加载。
在控制位移的情况下，又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载。
(1)变幅加载控制位移的变幅加载如图18—4—1(a)所示。
图中纵坐标是延性系数μ或位移值，横坐标为反复加载的周次，每一周以后增加位移的幅值。
用变幅加载来确定恢复力模型，研究强度、变形和耗能的性能。
(2)等幅加载控制位移的等幅加载如图18—4—2所示。
这种加载制度在整个试验过程中始终按照等幅位移施加，主要用于研究构件的强度降低率和刚度退化规律。
(3)变幅等幅混合加载混合加载制度是将变幅、等幅两种加载制度结合起来如图18—4—3所示。
低周反复荷载下型钢再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究_薛建阳
第47卷第10期2014年10月土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEEＲING JOUＲNALVol．47Oct．No．102014基金项目：国家自然科学基金（51178384），陕西省留学人员科技活动择优资助项目（陕外专发［2010］26号），住房和城乡建设部科学技术项目（2012-K2-12），陕西省教育厅科研计划项目（12JK0902）和教育部创新团队发展计划（IＲT13089）作者简介：薛建阳，博士，教授收稿日期：2013-08-30低周反复荷载下型钢再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究薛建阳鲍雨泽任瑞王刚（西安建筑科技大学，陕西西安710055）摘要：为研究型钢再生混凝土框架中节点的破坏特征和抗震性能，进行4榀粗骨料取代率分别为0%、30%、70%、100%的1ʒ2．5模型试件的低周反复加载试验，观察其破坏形态和受力特点，对框架中节点的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、强度退化、刚度退化、层间位移角、延性以及耗能能力等力学性能进行分析研究。
结果表明：型钢再生混凝土框架中节点的典型破坏形态是节点核心区剪切斜压破坏；荷载-位移滞回曲线饱满，位移延性系数介于3．95 4．88；弹塑性极限位移角约为1/19 1/26；破坏时节点的等效黏滞阻尼系数介于0．322 0．335；随着再生粗骨料取代率的增加，型钢再生混凝土框架中节点的抗剪承载力和耗能能力有所降低，延性减小。
但是相对于普通型钢混凝土框架中节点而言抗震性能降低不大。
关键词：型钢混凝土结构；再生混凝土；框架中节点；低周反复加载试验；抗震性能中图分类号：TU398+．9TU317+．1文献标识码：A 文章编号：1000-131X （2014）10-0001-08Experimental study on seismic performance of steel reinforced recycled concreteinner-frame joints under low-cyclic reversed loadingXue JianyangBao YuzeＲen ＲuiWang Gang（Xi ’an University of Architecture and Technology ，Xi ’an 710055，China ）Abstract ：In order to study the failure patterns and seismic performance of steel reinforced recycled concrete （SＲＲC ）inner-frame joints ，low-cyclic reversed loading tests were carried out on four 1ʒ2．5specimens with different coarse aggregate replacement rates．The failure patterns and loading characteristics were observed．The mechanical behaviors ，such as the load-displacement hysteretic curves ，skeleton curves ，load carrying capacity ，degradation of strength and stiffness ，inter-story drift ，ductility and energy dissipation of the inner joints were analyzed．The results show that the main failure patterns of the inner-frame joints are shearing diagonal compression in joint zone．The hysteretic loops of the inner-frame joints are plump and the displacement ductility coefficient is between 3．95and 4．88．The ultimate elastic-plastic drift ratio is about 1/19 1/26，and the equivalent viscous damping coefficient is between 0．322and 0．335when the joints fail．The shear capacity ，energy dissipation capacity and ductility of the steel recycled aggregate concrete inner-frame joint decrease with the increase in the replacement rate of the recycled coarse aggregates．However ，the seismic performances do not degrade obviously compared to the ordinary steel reinforced concrete inner-frame joints．Keywords ：steel reinforced concrete structure ；recycled concrete ；inner-frame joint ；low-cyclic reversed loading test ；seismic performanceE-mail ：jianyang_xue@163．com引言废弃的混凝土是建筑业中排出的最主要废弃物，这些大量的建筑垃圾加剧了自然环境的恶化，为实现可持续发展，解决和处理这些建筑垃圾迫在眉睫，因此混凝土的再生利用显得尤为重要。
反复荷载作用下方钢管混凝土柱的抗震性能试验研究
反复荷载作用下方钢管混凝土柱的抗震性能试验研究一、本文概述本文旨在探讨反复荷载作用下方钢管混凝土柱的抗震性能。
通过系统的试验研究和理论分析，本文深入剖析了方钢管混凝土柱在地震力作用下的受力特性、变形行为以及耗能机制。
文章首先对方钢管混凝土柱的构造特点进行了简要介绍，阐述了其在建筑结构中的重要地位。
随后，通过文献综述的方式，梳理了国内外在方钢管混凝土柱抗震性能研究方面的主要成果和存在的问题。
在此基础上，本文设计并实施了一系列针对方钢管混凝土柱的抗震试验，以获取其在反复荷载作用下的实际表现。
文章还将对试验结果进行详细的数值分析和理论解释，旨在揭示方钢管混凝土柱的抗震性能规律，为实际工程中的抗震设计提供科学依据和技术支持。
文章还将就未来研究方向和应用前景进行展望，以期推动方钢管混凝土柱抗震性能研究的进一步深入和发展。
二、文献综述在过去的几十年里，钢管混凝土柱因其卓越的承载能力和抗震性能在建筑工程中得到了广泛的应用。
特别是在地震频繁的地区，钢管混凝土柱的抗震性能成为了研究的重点。
随着科技的不断进步和研究的深入，大量关于钢管混凝土柱抗震性能的研究成果相继问世。
在文献中，对于钢管混凝土柱在反复荷载作用下的抗震性能进行了大量的实验研究。
这些研究主要关注于钢管混凝土柱的破坏模式、耗能能力、刚度退化以及恢复力模型等方面。
一些研究表明，钢管混凝土柱在反复荷载作用下展现出良好的耗能能力和延性，能够有效地吸收和分散地震能量，减少结构的破坏。
同时，钢管对内部混凝土的约束作用也能够提高混凝土的抗压强度和延性，从而进一步增强钢管混凝土柱的抗震性能。
还有一些研究关注于钢管混凝土柱的节点连接和抗震设计方法。
这些研究旨在提高钢管混凝土柱在地震作用下的整体稳定性和抗震性能。
通过优化节点连接方式和提出新的抗震设计方法，可以进一步提高钢管混凝土柱在地震中的安全性和可靠性。
然而，尽管已经取得了一些研究成果，但关于钢管混凝土柱在反复荷载作用下的抗震性能仍有许多问题需要解决。
低周反复荷载作用下钢筋混凝土异形柱受力性能试验研究
建筑结构
2008 年 11 月
低周反复荷载作用下钢筋混凝土异形柱受力性能试验研究
黄承逵1, 曲福来1, 张毅斌2
( 1 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 大连 116023; 2 辽宁省建筑设计研究院, 沈阳 110005)
[ 摘要] 通 过对 13 根钢筋混凝土异形柱的低周反复 加载试验, 分析了不同肢长、轴压比、配箍率及纵筋不 同配置形 式等因素对异形柱承载力及抗震性能的影响。结果分析表明, 试件的承载力随着轴压比的增大而提高, 但延 性降低 明显; 异形柱腹板的增大提高了试件的承载力 , 但变形能力及延性 有所降低; 增大配 箍率及端 部加强纵筋 对试件的 延性有一定的改善。 [ 关键词] 低周反复荷载; 异形柱; 不同肢长; 轴压比; 配箍率
Experimental study on behavior of special- shaped RC columns under low cyclic load Huang Chengkui1 , Qu Fulai1 , Zhang Yibin2
( 1 State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China; 2 Institute of Architecture Design of Liaoning Province, Shenyang 110005, China)
注: 试件编号 中 L、T 分别代表试件 截面形状为 L 形、T 形; 试件
HT13 端部加强配筋; 试件翼缘宽度 bf 均为 300mm。
作者简介: 黄承逵, 教授, Email: huangck@ dlut. edu. cn。
钢板剪力墙低周反复荷载试验研究_陈国栋
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结构低周反复荷载试验
低周反复加载静力试验学习建筑结构的抗震试验，首先要解决如下的问题：抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为哪几种方法？各有什么特点？低周反复加载静力试验的加载制度？伪静力试验量测项目和容一般应包括哪些？伪静力试验的结果如何表达，如何用于进行结构抗震性能的评定？如何通过结构的强度、刚度、延性、退化率和能量耗散等方面的综合分析，来分析结构的特性和能力？拟动力试验的特点？地震模拟振动台动力加载试验在抗震研究中有什么作用？在选择和设计振动台台面的输入运动时，需要考虑哪些因素？掌握结构抗震试验的特点是荷载作用反复，结构变形很大，试验要求做到结构构件屈服以后，进入非线性工作阶段，直至完全破坏。
因此试验中要同时观测结构的强度、变形、非线性性能和结构的实际破坏状态。
建筑结构的抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为低周反复加载试验（伪静力试验）、拟动力试验和动力加载试验。
要理解各种试验方法和试验手段的特点，以便更好地获得测试结果和进行分析。
通过伪静力试验，能获得结构构件超过弹性极限后的荷载变形工作性能(恢复力特性)和破坏特征，也可以用来比较或验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力。
进而为建立数学模型，通过计算机进行结构抗震非线性分析服务，为改进现行抗震设计方法和修订设计规提供依据。
这种试验方法的设备比较简单，甚至可用普通静力试验用的加载设备。
加载历程可人为控制，并可按需要加以改变或修正。
试验过程中，可停下来观察结构的开裂和破坏状态，便于检验校核试验数据和仪器设备工作情况。
由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远，不能反映应变速率对结构的影响，无法再现真实地震的要求。
为了弥补伪静力试验的不足，可利用计算机技术，用计算机来检测和控制整个试验。
结构的恢复力可直接通过测量作用在试验对象上的荷载值和位移值而得到，然后再通过计算机来完成非线性地震反应微分方程的求解。
这种方法称为拟动力试验。
结构低周反复加载静力试验
距柱面1/2hb（梁高）或hb处布点，对于柱子则可在距梁面 1/2hc（柱宽）处布置测点。
结构低周反复加载静力试验
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
3、试验观测项目的测点布置
• 核心区箍筋应力的测点可按核心区对角线方向布置，这样 一般可测得箍筋最大应力值。如果沿柱的轴线方向布点， 则测得的是沿轴线方向垂直截面上的箍筋应力分布规律。
结构低周反复加载静力试验
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 砖石及砌体结构的房屋是我国目前民用建筑中
的一种重要的结构形式。经地震震害的调查表明它 的抗震性能较差。因此，通过砖石及砌体墙体的强 度与变形性能的试验研究，对探讨砖石及砌体房屋 的破坏机理、对抗震设计计算方法的分析研究和提 高其抗震性能具有重要意义。
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 • 试验装置和加载设计
结构低周反复加载静力试验
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 • 固端平移式试验装置
结构低周反复加载静力试验
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 • 试验观测项目和测点布置
控制位移加载法、控制荷载加载法、控制 荷载和位移混合加载法。
结构低周反复加载静力试验
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.1单向反复加载制度
1、控制位移加载法： • 这种加载方案即是在加载过程中以位移为控制值，或以屈
服位移的倍数作为加载的控制值。这里位移的概念是广义 的，它可以是线位移，也可以是转角、曲率或应变等相应
钢筋混凝土柱低周反复荷载试验加载方法的比较研究_胡峰
第27卷第2期2011年4月结 构 工 程 师Str uctural Eng i n eersV o.l 27,N o .2A pr .2011收稿日期:2010-03-14基金项目:国家科技支撑计划(2006BA J 04A03)*联系作者,Em ai:l w ei p i ng_z h@tongj.i edu .cn钢筋混凝土柱低周反复荷载试验加载方法的比较研究胡 峰 张伟平*顾祥林(同济大学建筑工程系,上海200092)摘 要 为了研究加载方法对钢筋混凝土柱低周反复荷载试验结果的影响,在分析半柱试验中柱端约束对试验结果影响的基础上,设计并制作了一个全柱试件和两个半柱试件,进行了低周反复荷载试验。
一个半柱试件采用传统方法加载,竖向荷载通过球铰施加于柱顶;另一个半柱试件通过特制的销铰加载装置使竖向荷载和水平荷载的作用点交汇于销铰转动轴。
通过比较全柱试件和半柱试件的滞回曲线、骨架曲线、极限荷载和变形值、累计耗能量发现,当采用销铰加载时,其试验结果与整柱基本相符;而采用传统加载方法时,由于柱端约束的存在,其承载能力明显偏大。
因此,建议在半柱试件的低周反复荷载试验中采用销铰施加荷载以便合理模拟全柱柱中的反弯点。
关键词 钢筋混凝土柱,低周反复加载试验,加载方法Co mparative Study on Loading M et hods of Low CycleCyclic Loadi ng Test for Reinforced Concrete Col u m nsHU Feng ZHANG W e i p i n g *GU X ianglin(D epart m ent o f Bu il d i ng Eng i neer i ng ,T ong ji U niversity ,Shangha i 200092,Chi na)Abst ract To i n vestigate effects o f loading m et h ods on resu lts of l o w cycle cyc lic loading test for re i n forced concrete co l u m ns ,the current load i n g m et h ods used i n l o w cycle cyclic l o ad i n g tests w ere co m pared and thei n fl u ence of end constra i n t on test resu lts of ha l-f co lu m n speci m ens w as analyzed .Low cyc le cyclic loading tests w ere conducted on a ful-l co l u m n speci m en and t w o hal-f co l u m n speci m ens w ith the sa m e di m ensions and re i n f o rce m en.t One of the ha lf co l u m ns w as l o aded by the traditi o na lm e t h od i n wh ich t h e vertical load w asapp li e d on the top of the co l u m n through a sphere hinge ,and t h e o ther w as l o aded w ith a we l-l desi g ned pin -hi n ge dev ice .By co mpari n g hysteretic loops ,enve l o pe curves ,ulti m ate load and displace m en,tandaccum ulated dissi p ated energy of the ha lf co l u m ns w ith those o f the fu ll co l u m n ,it w as found that the test resu lts of the hal-f co l u m n speci m en loaded w ith a pin -hinge dev ice agree w e ll w ith those of the f u ll co l u m n ,w hile the tested u lti m ate l o ad of the o ther half co lu m n is 33%larger than that of the ful-l co l u m n spec i m en due to the constra i n t at the top of the column .The p i n -h i n ge loading dev ice is therefore suggested to be used i n lo w cyc le cyclic load i n g test for ha l-f column spec i m ens .K eywords re i n f o rced concrete co l u m n ,lo w cycle cyclic loading tes,t l o ad i n g m et h od1 引 言我国是一个地震灾害严重的国家,全国近2900个城镇中,有抗震设防要求的城镇约占87%。
低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能研究共3篇
低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能研究共3篇低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能研究1高强混凝土结构在耐久性、抗震性、抗风性等方面都有着不错的性能，因此在建筑结构领域得到广泛应用。
而型钢高强混凝土柱作为一种新型高强混凝土结构，在工程实际中也逐渐得到了广泛的应用。
为了更好地研究型钢高强混凝土柱的受力性能，下面将从以下几个方面展开讨论。
首先，低周反复荷载下型钢高强混凝土柱的力学性能表现主要有以下方面：1.滞回性能型钢高强混凝土柱在低周反复荷载下其滞回性能的表现十分重要。
由于低周反复荷载的影响，其滞回曲线通常呈现出非线性的后膨胀特点。
因此，在设计型钢高强混凝土柱时，需要考虑该结构在滞回曲线表现中的系数。
2.承载力型钢高强混凝土柱的承载力受到多种因素的影响，包括荷载水平、柱截面尺寸以及混凝土和型钢之间的界面效应等。
在低周反复荷载下，柱的承载力会出现下降的趋势，这与荷载疲劳损伤的积累有关。
3.局部失稳当型钢高强混凝土柱的荷载达到一定水平时，柱的截面发生了不稳定的破坏，这种破坏叫做局部失稳。
在低周反复荷载下，型钢高强混凝土柱受压钢板和混凝土之间的局部压力反复变化，导致柱截面的承载能力下降，最终产生局部失稳破坏。
其次，研究型钢高强混凝土柱的受力性能还需要考虑以下几个影响因素：1.混凝土强度混凝土的强度会影响型钢高强混凝土柱的承载能力和滞回性能。
高强度混凝土的强度较高，可以提高型钢高强混凝土柱的承载能力和抗震性能。
2.截面形状和尺寸型钢高强混凝土柱的截面形状和尺寸直接影响其承载能力。
截面尺寸越大，承载能力越高。
此外，截面形状的选择也影响柱的滞回性能。
3.钢板厚度和布置方式型钢高强混凝土柱中钢板的厚度和布置方式对柱的局部失稳起到关键作用。
一般来说，钢板厚度越大，柱的承载能力和抗震性能就越优秀。
最后，为了降低型钢高强混凝土柱在低周反复荷载下的损伤，可以采取以下几种措施：1.提高混凝土和钢材之间的界面黏合力和摩擦力，从而降低柱的滑移。
钢-混凝土组合结构抗震性能研究综述
钢—混凝土组合结构抗震性能研究综述摘要：通过对钢-混凝土组合框架结构体系的简要介绍以及其抗震性能的研究，提出一些加强钢—混凝土组合结构抗震性能的建议。
关键词：组合结构，框架结构，抗震性能Abstract: By introducing the steel concrete composite frame structural and discussing its behavior of anti-seismic, then giving some advises about improving the behavior of anti-seismic of the steel concrete composite structural.Key words: composite structral , frame structural, anti-seismic0. 引言随着我国经济的快速发展，各种新的结构形式不断涌现。
其中钢-混凝土组合结构越来越受到大家的重视，由于组合结构具有许多突出的优点，高层建筑与大型桥梁等建构筑物在我国各地大量兴建，各种型式组合结构逐渐被广泛应用。
组合结构已经和钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砌体结构并称五大结构。
组合结构主要包括压型钢板与混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。
在国外，钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构，加快了重建的速度，完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968 年日本十胜冲地震以后，发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。
60 年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES、欧洲钢结构协会（ECCS、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981 年正式颁布了《组合结构》规范。
低周反复荷载作用下SRHC短柱延性的试验研究
Ｇｕ ｎ Ｐ ｎ ａ ｉｇ Ｗａ ｇ Ｊａ ｓ ｅ ｇ ｎ ｉｎ ｈ ｎ
（ ｅ ｔ ｏ Ｃ ｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ａ ａ ｎｔ ｒ ｔ Ｄ ｌ ｎ １６ ０ ） Ｄ ｐ ．ｆ ｉｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ，Ｄ ｌ ｎ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｎ ｉ ’ ｉ ａ ａ １０ ０ ｅ ｉ
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东南大学学报（自然科学版） 第 ４８卷
Ｆａｍ等［２］进行了大量实验，研究了 ＦＲＰ管桩 的竖向抗压能力，并提出轴压作用下的力学模型， 发现 ＦＲＰ桩的抗压承载力大于 ＦＲＰ管和混凝土抗 压承载力之和，抗弯性能主要取决于桩的刚度及混 凝土芯和 ＦＲＰ管的径向厚度比．Ｆｒｏｓｔ等［３］研究了 ＦＲＰ桩 桩 土 界 面 的 剪 切 性 能．Ｍｉｒｍｉｒａｎ等［４］研 究 了 ＦＲＰ桩在锤击作用下的性能，发现 ＦＲＰ桩在锤 击作用下的力学性能与预应力混凝土桩相似．Ｐａｎ ｄｏ等［５］研究了横向荷载作用下 ＦＲＰ桩的承载性 能，发现预应力桩和 ＦＲＰ桩具有相似的荷载位移 特性．Ｍｕｒｕｇａｎ等［６］通过低周反复荷载试验分别研 究了 ＣＦＲＰ，ＧＦＲＰ所加固的管桩的水 平 承 载 力； Ｗｅａｖｅｒ等［７］通过全尺寸水平 承 载 力 实 验 研 究 了 ＧＦＲＰ管桩在水平承载力作用下的桩土共同作用． Ｒａｍａｓｗａｍｙ等［８］进行了 ＣＢＦ复合桩和普通桩轴 向力作用下的承载性能对比试验，发现前者轴向受 压性能明显高于后者．由于 ＣＢＦ与 ＣＦＲＰ，ＧＦＲＰ 材料的差异性，其研究成果难以直接应用到 ＣＢＦ 管桩的研究设计中，需要进一步研究 ＣＢＦ管桩的 承载性能．
收稿日期：２０１７１２０５．作者简介：周康（１９９３—），男，硕士生；戴国亮（联系人），男，博士，教授，博士生导师，ｄａｉｇｌ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ． 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１４７８１０９，０８）． 引用本文：周康，戴国亮，杨阳，等．ＣＢＦ管桩低周反复荷载试验研究［Ｊ］．东南大学学报（自然科学版），２０１８，４８（３）：４９１ ４９５．ＤＯＩ：１０．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｂｅａｒｉｎｇｆｏｒｃｅｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒ（ＣＢＦ） ｐｉｌｅｓ，ｔｈｅｌｏｗｃｙｃｌｉｃｒｅｖｅｒｓｅｄｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓｏｆＣＢＦｐｉｌｅｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｕｒｖｅａｎｄ ｔｈｅｓｋｅｌｅｔｏｎｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅＣＢＦｐｉｌｅｓｗｅｒｅｄｒａｗｎａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＰＨＣ）ａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＰＲＣ）ｐｉｌｅｓ．Ｔｈｅｌａｗｓｏｎｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｄｅｇｅｎ ｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣＢＦｐｉｌｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｃｒａｃｋｏｎｔｈｅＣＢＦｐｉｌｅｂｅｆｏｒｅｌｏｓｉｎｇｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆ ｌａｒｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅＣＢＦｐｉｌｅｓｕｄｄｅｎｌｙｂｒｏｋｅａｎｄｔｈｅｎｌｏｓｔｉｔｓｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｐｌａｎｅ ｏｒｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｐａｒｔｉｎｔｈｅｓｋｅｌｅｔｏｎｃｕｒｖｅ，ｂｕｔｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣＢＦｐｉｌｅｉｓｌａｒｇｅａｎｄｔｈｅｆａｉｌｕｒｅ ｂｅｌｏｎｇｓｔｏｔｈｅｄｕｃｔｉｌｅｆａｉｌｕｒｅｗｉｔｈｏｕｔａｐｐａｒｅｎｔｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓ．ＴｈｅｌｉｍｉｔｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅＣＢＦ ｐｉｌｅｉｓｍｕｃｈｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅＰＨＣｐｉｌｅａｎｄｔｈｅＰＲＣｐｉｌｅ，ｂｕｔｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｉｓｌｏｗｅｒａｎｄ ｔｈｅｌｉｍｉｔｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｈｉｇｈｅｒ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｄｕｃｔｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄ ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｐｉｌｅｓｓｈｏｗ ｔｈａｔｔｈｅＣＢＦｐｉｌｅｈａｓｇｏｏｄｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅｏｎｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒ（ＣＢＦ）ｐｉｌｅ；ｄｕｃｔｉｌｉｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｌｏｗｃｙｃｌｉｃｒｅｖｅｒｓｅｄｌｏａｄｉｎｇ；
ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ
桩基础易受耐久性影响，不良的腐蚀环境加剧 了桩承载能力的退化、附加沉降的产生和差异沉降 等，带来大量后期桩修复和更换费用．自 ２０世纪
８０年代开始，研 究 者 开 发 出 一 种 高 性 能 新 型 复 合 材料 ＦＲＰ［１］．将 ＦＲＰ应用于桩基础工程，可显著提 高基础的耐久性．
第 ４８卷第 ３期 ２０１８年 ５月
东 南 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ （ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１８．０３．０１７
Ｖｏｌ．４８ Ｎｏ．３ Ｍａｙ２０１８
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｌｏｗｃｙｃｌｉｃｒｅｖｅｒｓｅｄｌｏａｄｉｎｇｏｆＣＢＦｐｉｌｅ
ＺｈｏｕＫａｎｇ ＤａｉＧｕｏｌｉａｎｇ ＹａｎｇＹａｎｇ ＧｏｎｇＷｅｉｍｉｎｇ
（ＫｅｙｏｆＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅｓｔｒｅｓｓＣｏｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）
ＣＢＦ管桩低周反复荷载试验研究
周 康 戴国亮 杨 阳 龚维明
（东南大学混凝土及预应力混凝土教育部重点实验室，南京 ２１００９６） （东南大学土木工程学院，南京 ２１００９６）
摘要：为深入研究 ＣＢＦ管桩的水平承载力性能，开展了 ＣＢＦ管桩的低周反复荷载试验．绘制 ＣＢＦ管桩的滞回曲线和骨架曲线，并将其与 ＰＨＣ管桩和 ＰＲＣ管桩进行比较，分析 ＣＢＦ管桩刚 度退化、延性和耗能方面的规律．结果表明，ＣＢＦ管桩失去承载力前表面未出现裂缝，产生较大 变形后 ＣＢＦ管突然断裂，管桩失去承载力．ＣＢＦ管桩骨架曲线不存在平行 ／下降段，但极限位移 较大，属于无明显屈服点的延性破坏．ＣＢＦ管桩的极限承载力远大于 ＰＨＣ管桩和 ＰＲＣ管桩，但 弹性模量较小，极限位移较大．通过比较三者的位移延性系数和能量耗散系数发现，ＣＢＦ管桩具 有良好的耗能性能． 关键词：ＣＢＦ管桩；延性性能；低周反复试验；水平承载力 中图分类号：ＴＵ４７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－０５０５（２０１８）０３０４９１０５