钢管再生混凝土柱塑性铰长度试验研究_张向冈_陈宗平

钢管再生混凝土柱塑性铰长度试验研究_张向冈_陈宗平_薛建阳

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发布时间：2021-12-03

资料介绍

钢管再生混凝土柱和 6 个方钢管再生混凝土柱试件进行拟静力试验。根据试件的破坏形态、滞回曲线，并
基于等效塑性铰理论，提出压弯状态下圆钢管再生混凝土柱和方钢管再生混凝土柱的等效塑性铰长度计算公式。
研究结果表明: 钢管再生混凝土柱破坏形态与普通钢管混凝土柱相似，钢管底部鼓曲破坏，底部的核心再生混凝土
被压碎; 钢管再生混凝土柱滞回曲线比较饱满，其形状从梭形发展到弓形，当再生粗骨料的取代率分别为 0% ，
30% ，70% ，100% 时，试件的滞回曲线受其影响不大; 圆钢管再生混凝土柱等效塑性铰长度是其截面高度的 0. 45 ～
0. 95 倍，方钢管再生混凝土柱等效塑性铰长度是其截面高度的 0. 65 ～ 0. 75 倍。［关键词］圆钢管再生混凝土柱; 方钢管再生混凝土柱; 拟静力试验; 等效塑性铰长度
中图分类号: TU398 文献标识码: A 文章编号: 1002-848X( 2015) 20-0052-05
Test study on plastic hinge length of recycled aggregate concrete filled steel tube column
Zhang Xianggang1，2，Chen Zongping2，Xue Jianyang2 ( 1 School of Civil Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China;
2 College of Civil Engineering and Architecture，Guangxi University，Nanning 530004，China)
Abstract: To study plastic hinge length of recycled aggregate concrete filled steel tube column，quasi-static tests were
carried out on specimens including ten recycled aggregate concrete filled circular steel tube columns and six recycled
aggregate concrete filled square steel tube columns with different replacement ratios of recycled coarse aggregate，
slenderness ratios，axial compression ratios and steel ratios． According to failure mode and the hysteretic curves，
computational formulas of equivalent plastic hinge length were proposed for recycled aggregate concrete filled circular steel
tube columns and recycled aggregate concrete filled square steel tube columns under compression and bending based on the
theory of equivalent plastic hinge． It is shown that the failure modes of specimens are similar to ones of common concrete
filled steel tube columns with the buckled steel tube at the bottom and the crushed core recycled aggregate concrete at the
bottom． The hysteretic curves are plump and their shapes change from fusiform to arch． When replacement ratio of recycled
coarse aggregate is respectively 0% ，30% ，70% and 100% ，influence on the hysteretic curves is little． Equivalent plastic
hinge lengths of circular specimens are as 0. 45 ～ 0. 95 times high as cross section heights，while ones of square specimens
are as 0. 65 ～ 0. 75 times high as cross section heights．
Keywords: recycled aggregate concrete filled circular steel tube column; recycled aggregate concrete filled square steel tube
column; quasi-static test; equivalent plastic hinge length
* 河南省高等学校重点科研项目( 15A560008) ，河南理工大学博士
基金项目( B2015-72) 。
作者简介: 张向冈，博士，讲师，Email: xgzhang@ hpu． edu． cn。 0 引言
在强烈地震作用下，框架柱底部由于受到较大
的弯矩，容易进入塑性状态，产生较为严重的变形和
破坏，该处被称为塑性铰［1，2］。塑性铰的充分转动
可以耗散地震输入的能量，以避免建筑物的迅速倒
塌从而引起严重的后果。对塑性铰的研究最早集中
于钢筋混凝土梁式构件，近年来对钢筋混凝土柱以
及新型构件塑性铰的研究较多［3，4］。
钢管再生混凝土( Ｒecycled Aggregate Concrete
Filled Steel Tube，简称ＲACFST) 作为一种新型而又
优良的组合结构形式，在国内仅对其滞回性能进行
了试验研究［5-7］，并没有发现有关其塑性铰的报道，相关研究尚处于空白状态。本文在 10 个圆
ＲACFST 柱和 6 个方ＲACFST 柱试件滞回试验的基
础之上，通过理论分析，计算压弯状态下ＲACFST 柱
的塑性铰长度，为此类新型结构的设计和推广应用
提供参考和借鉴。 1 试验概况
1. 1 试件设计
设计并制作了 16 个试件。圆ＲACFST 柱试件
和方ＲACFST 柱试件具体设计参数分别见表 1 和表
2。其中，取代率指再生粗骨料质量与粗骨料( 由天
然粗骨料和再生粗骨料组成，天然粗骨料和再生粗