董宏英，謝?翔，曹萬林，郭晏利

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圓鋼管再生混凝土柱抗震性能試驗(yàn)

董宏英，謝?翔，曹萬林，郭晏利

(北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，北京 100124)

為研究圓鋼管再生混凝土柱的抗震性能，考慮不同再生粗骨料取代率、剪跨比、軸壓比等參數(shù)，設(shè)計(jì)了7個(gè)足尺試件，進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究，對比分析了各試件的破壞特征、滯回曲線、承載力、延性、剛度退化、耗能能力等特性．試驗(yàn)結(jié)果表明：加載后期，所有試件均在鋼管底部出現(xiàn)環(huán)狀鼓曲，剪跨比小的部分試件受拉一側(cè)發(fā)生斷裂；各試件的滯回曲線基本呈梭形，比較飽滿，延性較好；不同粗骨料取代率對試件的抗震性能影響不大；隨著剪跨比的增大，試件的承載力降低，延性變好；軸壓比大的試件延性較差；各試件抗震性能良好，滿足抗震要求．通過我國相關(guān)規(guī)范和規(guī)程對本文及其他文獻(xiàn)中圓鋼管再生混凝土柱壓彎承載力的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，對于足尺圓鋼管再生混凝土柱，我國規(guī)范的相關(guān)公式是偏于安全的．

圓鋼管再生混凝土柱；足尺模型；擬靜力試驗(yàn)；抗震性能；壓彎承載力

隨著我國經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，各類建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的拆遷、改建，產(chǎn)生了大量建筑垃圾，嚴(yán)重污染環(huán)境．將建筑垃圾中的廢棄混凝土經(jīng)過破碎、篩分、清洗后形成的再生骨料，可以部分或全部替代混凝土中的天然骨料，大量節(jié)省建筑材料[1]．由于再生混凝土具有上述優(yōu)點(diǎn)，近年來世界各國都對其基本性能進(jìn)行了一系列的研究[2-6]．早期，再生混凝土的應(yīng)用局限于道路工程的墊層和基層等受力較小的結(jié)構(gòu)中[7]．為了真正意義上在主體結(jié)構(gòu)中推廣使用再生混凝土，國內(nèi)外學(xué)者提出在鋼管內(nèi)填充再生混凝土[8]，利用鋼管對核心再生混凝土的約束作用，使再生混凝土處于三向受壓狀態(tài)，充分發(fā)揮鋼管和再生混凝土的優(yōu)勢，二者協(xié)同工作，揚(yáng)長避短[9]．目前國內(nèi)學(xué)者陸續(xù)開展了對鋼管再生混凝土柱的研究，主要集中在軸心受壓和偏心受壓性能，而對于其抗震性能的研究較少，特別是對足尺鋼管試件抗震性能的研究還鮮見報(bào)道．我國處在兩大地震帶之間，地震多發(fā)，研究足尺鋼管再生混凝土柱的抗震性能，對于其在實(shí)際工程中的推廣使用，無疑具有重要意義．

目前，國內(nèi)一批學(xué)者對圓鋼管再生混凝土柱的抗震性能進(jìn)行了初步的研究．黃一杰等[10]以再生粗骨料取代率、混凝土強(qiáng)度為試驗(yàn)變量，研究了6個(gè)鋼管再生混凝土柱的抗震性能；吳波等[11]以取代率、鋼管壁厚、軸壓比為試驗(yàn)變量，研究了鋼管再生混凝土柱的抗震性能，并進(jìn)行了有限元分析；張向?qū)萚12]以再生粗骨料取代率、軸壓比、長細(xì)比和含鋼率為變量，設(shè)計(jì)了10根圓鋼管柱進(jìn)行低周反復(fù)試驗(yàn)，分析了其抗震性能，用各國規(guī)范進(jìn)行了承載力計(jì)算．以上研究的主要結(jié)論是：圓鋼管再生混凝土柱的抗震性能和普通鋼管混凝土柱的性能相近或者稍弱，鋼管再生混凝土柱有廣闊的應(yīng)用前景．但由于試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)環(huán)境等條件的影響，以上試驗(yàn)均采用的是縮尺模型，為了更好地模擬和探究鋼管再生混凝土柱在實(shí)際工程中的抗震性能，在課題組前期鋼管再生混凝土柱軸壓和偏壓性能研究的基礎(chǔ)上[13-14]，筆者進(jìn)行了7個(gè)足尺圓鋼管再生混凝土柱的擬靜力試驗(yàn)研究，以再生粗骨料取代率、剪跨比、軸壓比為變化參數(shù)研究其抗震性能，為鋼管再生混凝土柱在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供參考和依據(jù)．

1?試驗(yàn)概況

1.1?材料性能

采用42.5R普通硅酸鹽水泥、粒徑為5～25,mm的連續(xù)級配再生粗骨料、山碎石、普通機(jī)制砂、水、粉煤灰和礦粉等材料配制試件所需混凝土．再生粗骨料采用北京市某建筑物拆除廢棄混凝土，其物理性能見表1，參照已有的再生混凝土配合比的相關(guān)研??究[15]，經(jīng)過多次驗(yàn)證和調(diào)整，本試驗(yàn)混凝土配合比見表2，表中表示再生粗骨料取代率．

鋼管為無縫圓鋼管，采用Q345鋼材，實(shí)測鋼管屈服強(qiáng)度y和極限抗拉強(qiáng)度u分別為405,MPa和459,MPa，彈性模量s為207,GPa．

表1?再生粗骨料物理性能

Tab.1?Physical properties of recycled coarse aggregate

表2?再生混凝土配合比

Tab.2?Mix proportion of recycled concrete

1.2?試件設(shè)計(jì)與制作

設(shè)計(jì)制作了7個(gè)圓鋼管再生混凝土柱足尺試件，圓鋼管截面尺寸一致，均為508,mm×9,mm，立面圖見圖1，試件設(shè)計(jì)以再生粗骨料取代率、剪跨比、軸壓比為變化參數(shù)．柱身高度分別為762,mm與1,270,mm，試驗(yàn)儀器球鉸高度為250,mm．計(jì)算剪跨比時(shí)，柱高取球鉸高度與柱身高度之和．試件具體參數(shù)見表3，其中cu為預(yù)留混凝土試塊28,d立方體抗壓強(qiáng)度，c為混凝土彈性模量，為試驗(yàn)加載軸力．

表3?試件參數(shù)

Tab.3?Parameters of specimens

圖1?試件立面圖

1.3?試驗(yàn)方案及測點(diǎn)布置

試驗(yàn)采用北京工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中心4,000,t多功能電液伺服加載系統(tǒng)．進(jìn)行懸臂式加載，柱頂鉸接，通過水平作動器推動與基礎(chǔ)連接的滑動小車進(jìn)行加載．加載裝置和測量儀器布置見圖2．根據(jù)《建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程》[16]，試驗(yàn)時(shí)，首先依據(jù)軸壓比施加豎向軸力，并在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持恒定；水平方向采用位移控制的加載方式，先進(jìn)行位移角為0.125%,的預(yù)加載，再按每級位移角增量為0.25%,進(jìn)行正式加載，每級循環(huán)2次；位移角到達(dá)2%,后，增量變?yōu)?.5%,，并且之后每級變?yōu)榧虞d1次；位移角到達(dá)4%,后，增量變?yōu)?%,，加載制度見圖3．由于儀器頂部球鉸轉(zhuǎn)動限制，試驗(yàn)加載的最大位移角為8%,．位移角＝/×100%,，其中為柱基礎(chǔ)頂部至儀器球鉸頂部距離，為加載點(diǎn)水平位移．

圖2?試驗(yàn)裝置

圖3?加載制度

在加載點(diǎn)和基礎(chǔ)底部分別布置位移計(jì)，來測量柱子的水平最大位移，并在沿柱身高度間隔254,mm處分別布置位移計(jì)，以測量柱身位移．在柱子兩側(cè)和前后面底部分別布置應(yīng)變片和應(yīng)變花來測量鋼管應(yīng)力變化．

2?試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1?破壞特征

鋼管再生混凝土柱的破壞現(xiàn)象與普通鋼管混凝土柱的類似，隨著加載位移角的增大，鋼管底部噴漆逐漸脫落，在試件屈服后鋼管開始發(fā)生鼓曲，破壞時(shí)在距鋼管底部約60～120,mm處形成一圈環(huán)狀鼓曲波，應(yīng)變片數(shù)據(jù)表明鋼管早已屈服，并發(fā)生彈塑性變形．剪跨比為2的試件RCFST1、RCFST2，鋼管在加載后期受拉一側(cè)突然發(fā)生斷裂，此時(shí)拉力已超過鋼材的極限強(qiáng)度，鋼管被拉斷，試驗(yàn)后用錘子敲擊鋼管外部，聲音并無明顯變化，說明鋼管與混凝土之間的黏結(jié)性能良好．試驗(yàn)現(xiàn)象如圖4所示．

圖4?試件破壞形態(tài)

2.2?滯回性能

試件的-滯回曲線如圖5所示，其中，代表水平荷載．由滯回曲線可以看出：

(1) 加載初期，滯回曲線呈線性變化，試件的剛度基本不變，殘余變形很小，試件處在彈性階段；

(2) 隨著加載位移角的增大，試件開始進(jìn)入彈塑性階段，到達(dá)屈服點(diǎn)后，試件的剛度開始減小，殘余變形比較明顯，到達(dá)峰值點(diǎn)后，剛度減小的程度加快，殘余變形越來越大，滯回環(huán)越來越飽滿，耗能能力逐漸變強(qiáng)；

(3) 所有試件的滯回環(huán)都比較飽滿，形狀基本呈梭形，沒有明顯的捏縮現(xiàn)象，峰值過后，試件水平承載力下降緩慢，延性較好，耗能性能優(yōu)越；

(4) 試件RCFST1和RCFST2在加載后期承載力突然下降，原因是在加載過程中受拉一側(cè)鋼管發(fā)生斷裂，鋼管達(dá)到了極限強(qiáng)度被拉斷；

(5) 再生粗骨料取代率的變化對試件的滯回曲線影響不大，其形狀和變化規(guī)律基本一致；

(6) 剪跨比的變化對試件的滯回曲線有明顯影響，剪跨比越大的試件，初始剛度越低，試件的承載力顯著下降，滯回環(huán)更為飽滿，耗能能力更強(qiáng)；

(7) 軸壓比的變化對試件的滯回曲線影響不大，比較試件RCFST6和RCFST7，可以看出，軸壓比較低的試件延性較好，承載能力更強(qiáng)．

圖5?試件P-D滯回曲線

試件的骨架曲線如圖6所示，分別以再生粗骨料取代率、剪跨比、軸壓比為單變量參數(shù)進(jìn)行對比，由骨架曲線可以看出以下3點(diǎn)．

(1) 再生粗骨料取代率的變化對試件的骨架曲線影響不大，除了粗骨料全取代的試件外，試件的初始剛度基本相同，骨架曲線軌跡基本一致，承載能力接近；而對于粗骨料全取代試件，試件承載能力稍差，剛度退化速率變快，延性稍差．其原因是試件全部采用了再生粗骨料，其表面附有破碎前混凝土的部分水泥砂漿，其孔隙率較大，在相同配合比下，用其配置的再生混凝土強(qiáng)度和彈性模量較低，表現(xiàn)為其承載力較低且下降較快；

(2) 剪跨比的變化對試件的骨架曲線有較大影響，剪跨比大的試件初始剛度明顯減小，承載能力顯著降低，峰值點(diǎn)后，承載力下降變慢，變形能力更好；

(3) 軸壓比的變化對試件的骨架曲線影響不大，軸壓比大的試件峰值承載能力略有下降，下降段變陡，承載能力下降加快．在較高軸壓比下鋼管再生混凝土柱仍有較好的承載能力．

圖6?試件骨架曲線

2.3?承載力及延性

屈服位移y采用能量等值法確定．由于加載儀器球鉸的影響，本試驗(yàn)加載最大位移角為8%,，試件承載力下降較慢，大部分試件在加載到最大位移角時(shí)，承載力仍然沒有下降到峰值荷載的85%，為了比較各試件的延性，統(tǒng)一取下降段中峰值荷載m的90%,為破壞點(diǎn)u，其對應(yīng)位移為破壞位移u，延性系數(shù)＝u/y，按本方法計(jì)算的延性，比按85%,峰值荷載計(jì)算的延性系數(shù)要低．通過計(jì)算求得屈服點(diǎn)、峰值點(diǎn)、破壞點(diǎn)的特征值如表4所示．

由表4可以看出，試件的平均延性系數(shù)都大于4，大部分都在5左右，試件的延性性能很好，粗骨料取代率對試件的承載力及延性影響不大，試件的各特征點(diǎn)接近，再生粗骨料取代率為100%,的試件峰值點(diǎn)和延性系數(shù)略有下降，原因是在相同配合比下，再生粗骨料配置的混凝土強(qiáng)度和彈性模量較低；剪跨比對試件的承載力及延性有明顯影響，剪跨比為2的試件RCFST1和RCFST2在加載后期鋼管底部受拉一側(cè)被拉斷，剪跨比大的試件，承載力明顯下降，延性顯著增強(qiáng)；軸壓比對試件的承載力及延性影響較不大，軸壓比低的試件，峰值荷載略有上升，其延性顯著增強(qiáng)．在較高軸壓比下，所有試件仍有較好的承載能力和延性．

2.4?剛度退化

通過骨架曲線，求得割線剛度，用以表示試件的剛度退化情況，其表達(dá)式為

表4?試件各特征點(diǎn)-實(shí)測值

Tab.4?P-D measured value of each feature point of specimens

(1)

其含義為試件第次加載的割線剛度等于試件第次加載中正反向水平承載力絕對值之和與水平位移絕對值之和的比值．

為了進(jìn)行單變量參數(shù)剛度退化的對比，對試件剛度和位移進(jìn)行了歸一化處理，如圖7所示，根據(jù)曲線可知以下3點(diǎn)．

(1) 粗骨料取代率的變化對試件的剛度退化影響較小，試件剛度退化曲線的軌跡基本一致，全再生粗骨料取代率的試件RCFST6退化速率稍快，再生粗骨料表面附有破碎前混凝土的部分水泥砂漿，降低了試件的彈性模量和初始剛度，加快了核心混凝土壓碎和破壞的趨勢．

(2) 剪跨比的變化對試件的剛度退化有較大影響，剪跨比大的試件其剛度退化速率更快．

(3) 軸壓比的變化對試件的剛度退化影響不大，試件剛度退化曲線的軌跡基本一致，軸壓比大的試件剛度退化速率略快．

圖7?試件剛度-位移歸一化分析

2.5?耗?能

本文選擇每級循環(huán)滯回環(huán)第1圈的面積來計(jì)算累積耗能，表示試件耗能能力的等效黏滯阻尼系數(shù)e按下式計(jì)算：

?(2)

式中表示面積，計(jì)算簡圖如圖8所示．各試件的累計(jì)耗能和黏滯阻尼系數(shù)對比見圖9，圖中代表累積耗能值．

由圖9可知：再生粗骨料取代試件的累積耗能和黏滯阻尼系數(shù)曲線與普通混凝土試件都比較接近，取代率對其耗能性能影響不大，全粗骨料取代試件的耗能能力略低；剪跨比對試件累積耗能有較大影響，在加載前期相同位移下，由于水平承載力更大，剪跨比低的試件累積耗能更大，但由于其最大位移較小，總耗能能力小于剪跨比大的試件；軸壓比對試件耗能性能有一定影響，軸壓比大的試件等效黏滯阻尼系數(shù)有所增大，耗能能力增強(qiáng)．所有試件的黏滯阻尼系數(shù)在試件破壞時(shí)均在0.4以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于圓截面鋼筋混凝土柱，與普通圓鋼管混凝土柱破壞時(shí)的黏滯阻尼系數(shù)0.4～0.5接近[17]，說明圓鋼管再生混凝土柱具有較好的耗能能力．

圖8?變形滯回環(huán)

圖9?試件耗能能力對比

3?承載力計(jì)算

目前對于圓鋼管再生混凝土柱的研究較少，沒有相關(guān)的規(guī)范規(guī)程，由于其受力性能與普通圓鋼管混凝土柱相似，我國現(xiàn)行計(jì)算鋼管混凝土承載力的主要依據(jù)有GB 50936—2014[18]規(guī)范和DBJ/T13-51—2010[19]規(guī)程等，本文分別用以上兩種規(guī)范和規(guī)程計(jì)算了在復(fù)雜受力狀態(tài)下圓鋼管再生混凝土柱的水平承載力，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析．

GB 50936—2014規(guī)范考慮壓、彎、剪共同作用時(shí)，按下列公式計(jì)算：

?(3)

?(4)

?(5)

福建省地方規(guī)程DBJ/T13-51—2010與前一個(gè)規(guī)范計(jì)算方法類似，公式如下：

?(6)

?(7)

?(8)

?(9)

通過計(jì)算可得出試驗(yàn)值與計(jì)算值，其對比結(jié)果見表5，可以看出，兩種規(guī)范的計(jì)算結(jié)果都比較保守，試驗(yàn)值和理論計(jì)算值的比值在1.5左右．為了分析產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因，筆者對黃一杰等[10]、吳波等[11]、張向?qū)萚12]的共30根圓鋼管再生混凝土柱的水平承載力的試驗(yàn)結(jié)果分別用以上兩種規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，得到的試驗(yàn)值與計(jì)算值的對比結(jié)果如表6所示．可以看出，兩者的比值的均值分別為1.01和1.28，試驗(yàn)值與理論值比較接近．進(jìn)行小尺寸圓鋼管再生混凝土柱承載力計(jì)算時(shí)，公式較為吻合．實(shí)際上，目前的規(guī)范或規(guī)程中給出的圓鋼管混凝土水平承載力計(jì)算公式是在國內(nèi)外大量的試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的，主要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于縮尺試件，試件直徑集中在100～300,mm，尺寸較小，而對于足尺試件的相關(guān)研究較少，在推導(dǎo)公式時(shí)沒有考慮尺寸效應(yīng)，所以在計(jì)算足尺圓鋼管再生混凝土柱承載力時(shí)，我國的相關(guān)規(guī)范規(guī)程的計(jì)算公式偏于安全，較為保守．范重等[17]對于普通鋼管混凝土柱的承載力研究也有類似結(jié)論．因足尺圓鋼管再生混凝土試驗(yàn)成本較高，試驗(yàn)樣本偏少，但根據(jù)筆者此次試驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果的對比，建議采用規(guī)范GB 50936—2014和規(guī)程DBJ/T13-51—2010計(jì)算低周反復(fù)荷載下圓鋼管再生混凝土柱壓彎承載力時(shí)，可以對水平承載力乘以1.10的擴(kuò)大系數(shù)．

表5?試驗(yàn)值與計(jì)算值結(jié)果對比

Tab.5?Contrast results between experimental data and calculated values

表6?參考文獻(xiàn)試驗(yàn)值與計(jì)算值結(jié)果對比

Tab.6?Contrast results between experimental data and calculated values of the references

注：試件編號1～10來自文獻(xiàn)[12]，編號11～15來自文獻(xiàn)[10]，編號16～30來自文獻(xiàn)[11].

4?結(jié)?論

通過7個(gè)足尺圓鋼管再生混凝土柱的抗震性能試驗(yàn)研究和分析，可以得出以下結(jié)論：

(1) 試件的破壞形態(tài)與普通圓鋼管混凝土柱相似，主要表現(xiàn)為在鋼管底部形成一圈完整連續(xù)的鼓曲波，剪跨比為2的部分鋼管受拉一側(cè)被拉斷；

(2) 所有試件的滯回曲線都呈梭形，比較飽滿，捏縮現(xiàn)象不明顯，所有試件破壞時(shí)的等效黏滯阻尼系數(shù)均在0.4以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鋼筋混凝土柱的0.1～0.2，表明圓鋼管再生混凝土柱具有良好的耗能能力；

(3) 再生粗骨料取代率對試件的抗震性能影響不大，其各項(xiàng)抗震性能隨著取代率升高基本保持一致或略有下降，剪跨比對試件的抗震性能有較大影響，剪跨比大的試件承載力明顯下降，延性變好，軸壓比對試件的抗震性能影響不大，軸壓比大的試件承載力略有下降，延性較差，在較高軸壓比下，試件的各項(xiàng)抗震性能良好；

(4) 所有試件的平均延性系數(shù)均大于4，大部分在5左右，表明圓鋼管再生混凝土柱有良好的抗震變形能力；

(5) 對于足尺圓鋼管再生混凝土柱，在壓彎受力狀態(tài)下時(shí)，我國的相關(guān)規(guī)范和規(guī)程用于承載力計(jì)算時(shí)結(jié)果偏于安全，并給出了不同規(guī)范下計(jì)算足尺圓鋼管再生混凝土柱壓彎承載力的修正系數(shù)．

［1］ 楊顯錢. 再生混凝土組合柱研究現(xiàn)狀[C]//第16屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會. 聊城，中國，2016：1456-1463.

Yang Xianqian. Review of recycled concrete composite columns[C]//16,. Liaocheng，China，2016：1456-1463(in Chinese).

［2］ Achtemichuk S，Hubbard J，Sluce R，et al. The utilization of recycled concrete aggregate to produce controlled low-strength materials without using Portland cement[J].，2009，31(8)：564-569.

［3］ Tabsh S W，Abdelfatah A S. Influence of recycled concrete aggregates on strength properties of concrete[J].，2009，23(2)：1163-1167.

［4］ Manzi S，Mazzotti C，Bignozzi M C. Self-compacting concrete with recycled concrete aggregate：Study of the long-term properties[J].，2017，157(12)：582-590.

［5］ Bui N K，Satomi T，Takahashi H. Mechanical properties of concrete containing 100%, treated coarse recycled concrete aggregate[J].，2018，163(2)：496-507.

［6］ 肖建莊，雷?斌，袁?鷹. 不同來源再生混凝土抗壓強(qiáng)度分布特征研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2008，29(5)：94-100.

Xiao Jianzhuang，Lei Bin，Yuan Ying. Compressive strength distribution of recycled aggregate concrete derived from different origins[J].，2008，29(5)：94-100(in Chinese).

［7］ Butler L，West J S，Tighe S L. The effect of recycled concrete aggregate properties on the bond strength between RCA concrete and steel reinforcement[J].，2011，41(10)：1037-1049.

［8］ Yang Y F，Han L H. Experimental behavior of recycled aggregate concrete filled steel tubular columns[J].，2006，62(12)：1310-1324.

［9］ 韓林海. 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)—理論與實(shí)踐[M]. 2版. 北京：科學(xué)出版社，2007：1-30.

Han Linhai.[M]. 2nd ed. Beijing：Science Publishing Company，2007：1-30(in Chinese).

［10］ 黃一杰，肖建莊. 鋼管再生混凝土柱抗震性能與損傷評價(jià)[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，41(3)：330-335.

Huang Yijie，Xiao Jianzhuang. Seismic behavior and damage assessment of recycled aggregate concrete-filled steel tube columns[J].：，2013，41(3)：330-335(in Chinese).

［11］ 吳?波，趙新宇，張金鎖. 薄壁圓鋼管再生混合柱的抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào)，2012，45(11)：1-12.

Wu Bo，Zhao Xinyu，Zhang Jinsuo. Test on seismic behavior thin-walled circular steel tubular columns filled with demolished concrete blocks[J].，2012，45(11)：1-12(in Chinese).

［12］ 張向?qū)?，陳宗平，薛建陽，? 鋼管再生混凝土柱抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào)，2014，47(9)：45-56.

Zhang Xianggang，Chen Zongping，Xue Jianyang，?et al. Experimental study on seismic behavior of recycled aggregate concrete filled steel tube columns[J].，2014，47(9)：45-56(in Chinese).

［13］ 牛海成，曹萬林，董宏英，等. 鋼管高強(qiáng)再生混凝土柱軸壓性能試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2015，36(6)：128-136.

Niu Haicheng，Cao Wanlin，Dong Hongying，et al. Experimental research on high strength recycled concrete-filled steel tube columns subjected to axial compression[J].，2015，36(6)：128-136(in Chinese).

［14］ 曹萬林，牛海成，周中一，等. 圓鋼管高強(qiáng)再生混凝土柱重復(fù)加載偏壓試驗(yàn)[J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，47(12)：31-37.

Cao Wanlin，Niu Haicheng，Zhou Zhongyi，et al. Experimental study on high strength recycled concrete-filled circular steel tube columns under repeated eccentric loading[J].，2015，47(12)：31-37(in Chinese).

［15］ 曹萬林，朱可睿，姜?瑋，等. 高強(qiáng)再生混凝土應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)研究[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2016，25(2)：167-172.

Cao Wanlin，Zhu Kerui，Jiang Wei，et al. Experimental study on stress-strain constitutive relationship of high

strength recycled concrete[J].，2016，25(2)：167-172(in Chinese).

［16］ JGJ 101—2015建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

JGJ 101—2015 Specification of Testing Methods for Earthquake Resistant Building[S]. Beijing：China Architecture & Building Press，2015(in Chinese).

［17］ 范?重，王倩倩，李振寶，等. 大直徑鋼管混凝土柱抗震性能試驗(yàn)研究及承載力計(jì)算[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2017，38(11)：34-41.

Fan Zhong，Wang Qianqian，Li Zhenbao，et al. Experimental study on seismic behavior of CFST columns with large diameter and calculation of bearing capacities [J].，2017，38(11)：34-41(in Chinese).

［18］ GB 50936—2014 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

GB 50936—2014 Technical Code for Concrete Filled Steel Tubular Structures[S]. Beijing：China Architecture & Building Press，2014(in Chinese).

［19］ DBJ/T13-51—2010 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]. 福州，2010.

DBJ/T13-51—2010 Technical Regulations for Concrete Filled Steel Tubular Structures[S]. Fuzhou，2010(in Chinese).

(責(zé)任編輯：樊素英)

Experiment on Seismic Performance of Recycled Aggregate Concrete Filled Circular Steel Tube Columns

Dong Hongying，Xie Xiang， Cao Wanlin，Guo Yanli

(College of Architecture and Civil Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China)

In order to investigate the seismic performance of recycled aggregate concrete filled circular steel tube columns，seven full-scale specimens with different replacement ratio of recycled coarse aggregate，shear span ratio，and axial compression ratio were designed，and their pseudo static test studies were carried out．The failure characteristics，hysteretic curves，bearing capacity，ductility，stiffness degradation and energy dissipation capacity of specimens were compared and analyzed．Test results showed that at the later loading stage all the specimens were found to have bulged outward on the bottom of steel tubes，and some of the ones with smaller shear span ratio had a fracture on the tensile side at the bottom．The hysteresis curves of the specimens basically presented the spindle shape and were relatively plump．The ductility of all the specimens was good as well．Different replacement ratios of coarse aggregate had little influence on the seismic performance of specimens．With the increase of shear span ratio，the bearing capacity of the specimens decreased while ductility increased．As the axial compression ratio increased，the ductility of specimens decreased．The seismic performance of specimens was good enough to meet the seismic requirements．Based on two relevant codes in China，the compression bending capacity of recycled aggregate concrete filled circular steel tube columns from this article and other documents was calculated and compared．It was found that the relevant formula in the codes of China were safe for full-scale recycled aggregate concrete filled circular steel tube columns.

recycled aggregate concrete filled circular steel tube columns；full-scale model；pseudo-static test；seismic performance；compression bending capacity

10.11784/tdxbz201802015

TU375

A

0493-2137(2018)10-1096-11

2018-02-06；

2018-03-18.

董宏英（1966—??），女，博士，教授，donghy@bjut.edu.cn

曹萬林，wlcao@bjut.edu.cn

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目(2017YFC0703304)；國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(51438007).

National Key Research and Development Plan(No.,2017YFC0703304)and the Key Program of the National Natural Science Foundation of China(No.,51438007).