型钢部分包裹再生混凝土柱基本力学性能及抗震性能研究

Partially encased composite columns made with recycled aggregate concrete is a new type of composite column that consists of an H-shaped steel section with recycled aggregate concrete cast between the flanges, which has high bearing capacity, good anti-seismic performance, energy efficiency and environmental protection, resource recycling, has significant economic benefits, social benefits and environmental benefits, and therefore it has broad application prospects. The project take partially encased composite columns made with recycled aggregate concrete as research object, studying the bond - slip behavior, failure mode, bearing capacity, deformation performance and seismic performance，revealing the force mechanism and failure mechanism, establishing the corresponding computational design theory. The results not only can provide a theoretical basis and technical support for the application of partially encased composite columns made with recycled aggregate concrete, but also has important theoretical significance and engineering application value to enrich the contents of steel and concrete composite structures and to promote the recycled aggregate concrete further application.

型钢部分包裹再生混凝土柱是指在H 型钢的翼缘和腹板之间填充再生混凝土而成的组合柱，其具有承载能力高、抗震性能好、节能环保、资源可再生利用的显著优点，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益，因此具有广阔的应用前景。 项目以型钢部分包裹再生混凝土柱为研究对象，通过研究型钢部分包裹再生混凝土柱的粘结-滑移性能、破坏形态、承载能力、变形性能、抗震性能等力学行为，揭示其受力机制和破坏机理，建立其相应的计算设计理论。研究成果不但可以直接为型钢部分包裹再生混凝土柱的推广应用提供理论依据和技术支持，而且对于丰富钢与混凝土组合结构内容、进一步推广再生混凝土应用也具有重要的理论意义和工程应用价值。

本项目针对再生混凝土的缺陷，提出型钢部分包裹再生混凝土柱这种新的组合柱形式，并对其进行了系统研究。进行了型钢部分包裹再生混凝土柱的推出试验，提出粘结强度、滑移量、粘结破坏荷载等的计算方法，建立了粘结滑移本构模型。进行了型钢部分包裹再生混凝土柱的轴心受压、偏心受压力学性能试验，研究了不同再生骨料取代率、长细比、配钢率、横向系杆间距、翼缘宽厚比等参数对型钢部分包裹再生混凝土柱承载能力及破坏形态的影响，并在试验研究和大量的数值模拟计算的基础上，建立了型钢部分包裹再生混凝土轴心受压承载力计算公式、短期刚度计算公式、偏心受压承载力计算公式。进行了型钢部分包裹再生混凝土柱的抗震性能试验研究，研究了再生骨料替代率、轴压比、含钢率、横向系杆间距等变化参数对型钢部分包裹再生混凝土柱抗震性能的影响，对型钢部分包裹再生混凝土柱的抗震性能进行了理论分析，建立了滞回模型，提出了设计建议。所得研究成果对型钢部分包裹再生混凝土柱理论研究和工程实践具有重要的理论意义和实用价值。