钢管约束型钢再生混凝土框架-混凝土核心筒混合结构在强震下的损伤破坏机理与动力性能研究

As an environmental material, recycled concrete accords with the concept of sustainable development, it will make a great contribution to the disaster reconstruction and the recycling of resources. Although some research on the mechanical properties of for materials and members were conducted in domestic and foreign, many aspects on the theory analysis and engineering applications for recycled concrete should be further studied in order to improve the mechanical property of material and member of recycled concrete. The main contents including：Research on dynamic damage constitutive model of the steel reinforced recycled concrete-filled steel tube compound material; The damage mechanism,dynamic performance and hysteresis intelligent model of two types key joints in hybrid structures structure of steel reinforced recycled concrete-filled steel tube-concrete core walls; The damage mechanism and seismic performances of mixed structure of steel reinforced recycled concrete-filled steel tube-concrete core walls under severe earthquake. A new analysis theory,design principle and method of recycled concrete filled steel tube-concrete core walls under severe earthquake will be proposed through the project research. The research results of program will not only fill some vacancy in theory to the field of present mix structural of recycled concrete filled steel tube engineering,but also lay a foundation to the application of hybrid structures of recycled concrete-filled steel tube.Therefore,this research program has a crucial significance in theory and a great value on engineering applications.

再生混凝土作为一种绿色环保材料，符合可持续发展的重要理念。其在工程的应用将对灾后重建，以及资源循环利用做出巨大贡献。国内外虽已对再生混凝土材料及其构件的力学特性进行了研究，但为了工程应用还有很多方面需要进一步深入研究。本项目拟提出一种新型钢管约束再生混凝土框架-混凝土核心筒混合结构体系，以改善工程应用中再生混凝土材料及其构件的力学性能。主要研究内容包括：钢管约束再生混凝土复合材料损伤本构模型研究；新型混合结构体系中两类关键节点的损伤破坏机理、动力性能和滞回智能分析模型研究；新型钢管约束再生混凝土框架-混凝土核心筒混合结构在强震作用下的破坏机理和抗震性能研究。通过本项目的研究，提出一套系统的这种新型混合结构体系在强震作用下的分析计算理论、设计原则和设计方法，项目的研究成果不仅在理论上填补一些空缺，而且为钢管再生混凝土混合结构工程应用打下基础。因此本项目的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。

在城镇化建设中，对原有建筑的拆除和改造产生的大量建筑垃圾，以及大地震造成的大量建筑物严重破坏而产生的废弃建筑，是亟需解决的问题。对再生混凝土开展基础研究及工程应用，已成为建筑材料循环利用和建筑垃圾资源化的重大需求。项目以钢管约束型钢再生混凝土（以下简称RSCFST）框架-混凝土（RC）核心筒混合结构为研究对象。研究了RSCFST复合材料的塑性损伤本构关系，建立了基于材料层次的RSCFST宏观构件损伤纤维分析模型；对RSCFST短柱轴压力学性能及其承载力进行了研究，提出了RSCFST轴压短柱承载力计算公式，建立了轴压短柱应力-应变关系及承载力智能模型；提出了RSCFST框架-RC核心筒混合结构中核心筒剪力墙-钢梁节点、RSCFST框架柱-钢梁节点的新型连接形式，并对这两类关键节点试件强震作用下的损伤破坏机理、滞回性能、延性性能、耗能能力和损伤智能分析模型开展了研究；对圆形等不同截面RSCFST框架柱关键构件的滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力等抗震性能指标进行了研究；对RSCFST框架-RC混凝土核心筒混合结构试件的滞回曲线、骨架曲线、延性性能、耗能能力、强度退化和刚度退化等抗震性能指标展开了研究；对RSCFST框架-RC核心筒混合结构强震作用下的损伤破坏机理和抗倒塌性能进行了研究，研究了RSCFST框架-RC核心筒混合结构强震作用下的损伤演化规律、地震损伤模型和动力特性；通过以上研究说明，这种混合结构中关键构件与关键节点均具有良好的抗震性能，混合结构也具有较好的抗震性能和抗倒塌性能。对RSCFST框架-RC核心筒混合结构在强震作用下的分析计算理论及设计方法展开了研究，提出了一种基于超级单元的 RSCFST 框架-RC核心筒混合结构动力反应计算设计方法，建立了种基于稳定函数的梁柱理论单元和基于纤维模型的三维杆元的 RSCFST 框架-RC核心筒混合结构地震反应分析计算理论；探讨了RSCFST 框架-RC核心筒混合结构工程应用的技术措施。因此，项目成果为RSCFST框架-RC核心筒混合结构抗震设计提供了理论依据及为工程应用打下了基础，研究成果具有重要的理论意义和实用价值。