钢管再生混凝土混合结构体系的抗震性能及灾变控制研究

Hybrid structural system of recycled aggregate concrete filled steel tube(RACFST) not only keeps the advantages of the high bearing capacity and good seismic performance, but also can utilize waste conceret to renew resources and protect green environment. So its comprehensive benefit is very significant, and it has a great application prospect. The project has a systematic research on the key problems of hybrid structural system of RACFST by the ways of experimental study, numerical simulation and theory analysis. Such as the seismic performance of RACFST frame， the mechanical performance and damage evolution law of recycled concrete filled wall, the working mechanism and seismic performance of RACFST members, the catastrophe control method and fine dissection model of hybrid structural system of RACFST. The failure mode of hybrid structural system of RACFST under the strong earthquake are researched by the analysis of the dynamic characteristics and nonlinear seismic response. Synthesizing the results of experimental study, numerical simulation and theory analysis, and combined with the reliability level regulated by the current reliability design code in China, the seismic design method and reasonable structure measures of hybrid structural system of RACFST are proposed. Research results can be used to guide the engineering design.

钢管再生混凝土混合结构体系具有承载能力高、抗震性能好等优点，又能利用废旧混凝土，实现资源的再生利用，绿色环保，综合效益十分显著，具有很大的推广潜力和应用发展背景。项目综合运用试验研究、数值模拟和理论分析等手段对钢管再生混凝土混合结构体系的关键问题进行深入研究。进行钢管再生混凝土框架的抗震性能、再生混凝土填充墙体的力学行为与损伤演变规律、钢管再生混凝土混合结构体系的精细化模型与灾变控制方法等研究。通过对结构体系的动力特征及非线性地震响应全过程分析，研究钢管再生混凝土混合结构体系在地震作用下的破坏模式。综合试验研究、数值模拟和理论分析结果，并结合我国现行可靠度设计规范规定的可靠度水准，提出钢管再生混凝土混合结构体系的抗震设计方法和合理构造措施，用于指导工程设计。

为了揭示钢管再生混凝土混合结构体系的受力机理、抗震性能、破坏形态及其影响因素，本课题组通过采用试验、理论分析和计算机仿真模拟等方法，对方钢管再生混凝土柱-再生混凝土梁框架结构体系、方钢管再生混凝土柱-型钢再生混凝土梁框架结构体系开展研究探索。研究工作包括对方钢管再生混凝土柱、钢管再生混凝土组合柱、钢管再生混凝土柱-钢梁节点、钢管再生混凝土柱-再生混凝土梁节点、钢管再生混凝土柱-型钢再生混凝土梁节点、钢管再生混凝土柱-再生混凝土梁框架结构体系、方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁转换框架等结构（构件）的抗震性能研究，及对再生细骨料墙体材料制备方法及力学性能的研究。对120余个模型试件进行了试验并作了大量的有限元数值模拟分析。探讨了这些结构（构件）的破坏形态和机理、抗震性能、损伤演变规律、灾变控制方法等。研究结果表明，在该结构体系中采用再生混凝土同样具有较好的力学性能和抗震性能。对有关工程结构设计提出了一些计算方法和建议。