陳周熠　周宏　賈曉峰　陳昌萍　張望喜

摘???要：針對(duì)鋼骨混凝土柱結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期荷載作用下，由于混凝土徐變和收縮引發(fā)的與時(shí)間相關(guān)的力學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展了鋼骨混凝土柱及鋼筋混凝土柱對(duì)比試件歷經(jīng)軸向長(zhǎng)期持荷后，在水平低周反復(fù)荷載下的抗震性能試驗(yàn).?試驗(yàn)監(jiān)測(cè)了長(zhǎng)期持荷期間由徐變和收縮引起的柱試件的軸向長(zhǎng)期變形，考察了柱試件在抗震試驗(yàn)中的破壞形態(tài)、變形和強(qiáng)度等性能指標(biāo).?試驗(yàn)結(jié)果表1明，柱試件在持荷1年后，即已完成大部分徐變變形.?抗震試驗(yàn)中，所有試件均發(fā)生彎剪破壞，無(wú)論其是否經(jīng)歷長(zhǎng)期持荷，鋼骨配置及試驗(yàn)軸壓比對(duì)各柱試件的影響規(guī)律同以往相關(guān)研究所得到的結(jié)論基本一致：配置鋼骨會(huì)提高柱試件的變形和耗能性能;隨軸壓比的增加，柱試件的變形和耗能性能降低，但抗剪承載力有所提高.?長(zhǎng)期持載作用使鋼筋混凝土柱對(duì)比試件的初始剛度減小，屈服位移增大，延性系數(shù)減小，但對(duì)于鋼骨混凝土柱試件，由于配置了核心鋼骨，長(zhǎng)期持荷的影響被抑制和弱化.?因此，相較于鋼骨配置及軸壓比等重要設(shè)計(jì)參數(shù)，長(zhǎng)期持荷對(duì)鋼骨混凝土柱抗震性能的影響在設(shè)計(jì)中可以忽略.

關(guān)鍵詞：鋼骨混凝土;柱;徐變;收縮;抗震性能

中圖分類號(hào)：TU317???????????????????????????????????文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Experimental?Study?on?Seismic?Performance?of

Steel?Reinforced?Concrete?Columns?after?Axial?Sustained?Loading

CHEN?Zhouyi1？，ZHOU?Hong1，JIA?Xiaofeng1，CHEN?Changping1，ZHANG?Wangxi2

（1.?Department?of?Civil?Engineering，Xiamen?University，Xiamen?361005，China;

2.?College?of?Civil?Engineering，Hunan?University，Changsha?410082，China）

Abstract：In?view?of?the?time-dependent?behavior?of?steel?reinforced?concrete?（SRC）?columns?caused?by?creep?and?shrinkage?under?sustained?loading，this?paper?provides?an?experimental?study?on?the?seismic?behavior?of?SRC?columns?under?low?cyclic?reversed?loading，after?they?are?subjected?to?axial?sustained?loading.?Long-term?axial?deformations?due?to?shrinkage?and?creep?of?the?concrete?were?recorded，and?the?failure?mode，deformation?and?strength?of?these?columns?in?seismic?test?were?analyzed.?The?test?results?indicate?that?the?columns?develope?most?of?the?creep?deformation?after?1?year?of?axial?sustained?loading.?All?columns?fail?in?flexural-shear?failure?mode?under?the?cyclic?loading?test.?Whether?or?not?the?columns?undergo?sustained?loading，the?influence?of?steel?reinforcement?configuration?and?axial?compression?ratio?on?their?seismic?performance?is?similar?to?the?conclusions?drawn?by?previous?studies.?The?deformation?capacity?and?energy?dissipation?capacity?of?columns?can?be?improved?by?adding?steel?tube?in?the?columns.?With?the?increase?of?axial?compression?ratio，the?deformation?capacity?and?energy?dissipation?capacity?of?columns?decrease，but?the?shear?capacity?is?improved.?Sustained?loading?can?lead?to?enlargement?of?yielding?displacement，while?it?can?decrease?the?initial?stiffness?and?ductility?coefficient?in?reinforced?concrete?columns.?However，for?the?steel?reinforced?concrete?columns，the?influence?of?sustained?loading?on?their?seismic?performance?is?restricted?and?weakened?owing?to?the?contribution?of?steel?tube.?Therefore，compared?with?the?important?design?parameters?such?as?steel?reinforcement?configuration?and?axial?compression?ratio，the?influence?of?sustained?loading?on?the?seismic?performance?of?SRC?columns?can?be?neglected?in?design.

Key?words：steel?reinforced?concrete;column;creep;shrinkage;seismic?performance

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)是指在鋼骨周圍配置鋼筋，并澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)，也稱為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)或勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu).?由于鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、剛度大的特點(diǎn)，以及良好的延性及耗能性能，因此在地震區(qū)高層及超高層建筑中應(yīng)用越來(lái)越廣泛.?實(shí)際工程中的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在遭受預(yù)期地震設(shè)計(jì)荷載時(shí)，通常已建成若干年，在正常服役荷載下，已經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的收縮和徐變.?由于徐變和收縮會(huì)導(dǎo)致柱中混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下變形持續(xù)增長(zhǎng)，進(jìn)而影響鋼骨與混凝土之間的黏結(jié)滑移性能，引起柱中鋼骨和混凝土之間的應(yīng)力重分布[1].?因此，針對(duì)既有鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，有必要探究長(zhǎng)期荷載作用對(duì)其各種力學(xué)性能，尤其是抗震性能的影響.

目前關(guān)于鋼與混凝土組合柱結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期荷載作用下的力學(xué)性能研究，主要針對(duì)鋼管混凝土柱開(kāi)展.?研究?jī)?nèi)容集中在兩個(gè)方面[2-7]：一是研究長(zhǎng)期荷載下鋼管混凝土的徐變收縮規(guī)律，并從理論上構(gòu)建相應(yīng)的計(jì)算模型;二是研究長(zhǎng)期荷載作用對(duì)鋼管混凝土柱承載力及穩(wěn)定性能的影響.?這些研究工作卓有成效，但是這些結(jié)論不能簡(jiǎn)單移植到鋼骨混凝土柱結(jié)構(gòu)中.?因?yàn)樵阡摴腔炷两Y(jié)構(gòu)中，混凝土是外包在鋼骨之外，而鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土則是澆筑在鋼管之中，和大氣環(huán)境隔離.?兩者在長(zhǎng)期荷載作用下必然會(huì)表1現(xiàn)出不同的力學(xué)特性.

但目前關(guān)于鋼骨混凝土柱結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期荷載作用下力學(xué)性能的研究還較少，相關(guān)文獻(xiàn)也主要報(bào)道了鋼骨混凝土柱在長(zhǎng)期荷載作用下的變形規(guī)律研究.?其中，陳周熠等[8]開(kāi)展了鋼骨混凝土短柱的長(zhǎng)期軸向荷載試驗(yàn)研究，監(jiān)測(cè)了柱的軸向長(zhǎng)期變形，并給出相應(yīng)的數(shù)值模擬方法.?韓林海等[9]完成了核心鋼管外包混凝土短柱的徐變?nèi)^(guò)程有限元分析，討論了應(yīng)變發(fā)展、應(yīng)力重分布以及鋼管內(nèi)外混凝土的約束效果等.?An等[10]則基于寬翼緣鋼骨對(duì)影響收縮徐變的水分?jǐn)U散機(jī)制的阻礙作用，研究了寬翼緣鋼骨的幾何形狀對(duì)鋼骨混凝土柱的長(zhǎng)期變形發(fā)展的影響規(guī)律.

本文開(kāi)展了鋼骨混凝土柱及鋼筋混凝土柱對(duì)比試件歷經(jīng)軸向長(zhǎng)期持荷后，在水平低周反復(fù)荷載下的抗震性能試驗(yàn).?根據(jù)測(cè)試和分析得到各試件的變形和強(qiáng)度等性能指標(biāo)，考察了長(zhǎng)期荷載作用對(duì)鋼骨混凝土柱抗震性能的影響.

1???試驗(yàn)研究概況

1.1???試件設(shè)計(jì)及材料特性

本次試驗(yàn)中，設(shè)計(jì)柱試件數(shù)量為6個(gè)，其中3個(gè)進(jìn)行了長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)及抗震性能試驗(yàn);另外3個(gè)作為對(duì)比試件，自由放置于同一環(huán)境中，最后一同進(jìn)行抗震性能試驗(yàn).?試件參數(shù)列于表11，變化參量主要是長(zhǎng)期持荷的軸壓比，以及柱的核心是否配置鋼骨（圓鋼管）.

柱斷面尺寸160?mm×160?mm，斷面形狀如圖1所示.?試件設(shè)計(jì)成“⊥”形，上部柱身高度680?mm，下部底座尺寸為760?mm×200?mm×300?mm（長(zhǎng)×寬×高）.?試件T-N0-1、T-N1、T-N0-2、T-N2的鋼骨采用？75×1.8的無(wú)縫鋼管.?試件四角配置了直徑12?mm的變形鋼筋作為縱筋，采用直徑8?mm的光圓鋼筋作為箍筋，按間距100?mm布置.

試件混凝土采用最大粒徑為10?mm的礫石作為粗骨料，混凝土配合比為水泥?∶?水?∶?砂?∶?粗骨料=1?∶?0.42?∶?1.01?∶?1.94（按質(zhì)量），28?d立方體抗壓強(qiáng)度為fcu?=?26.4?MPa.?圓鋼管切取試樣的屈服強(qiáng)度為Fys?=268?MPa;所用直徑12?mm變形鋼筋的實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度為Fyr?=?436?MPa;所用直徑8?mm光圓鋼筋的實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度為Fyh?=?325?MPa.

1.2???長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)的加載及測(cè)試

對(duì)于長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)，持久荷載的施加和保持是關(guān)鍵所在.?本試驗(yàn)中長(zhǎng)期軸向荷載的施加是通過(guò)采用如圖2所示的自反力徐變?cè)囼?yàn)機(jī)來(lái)進(jìn)行的.?試驗(yàn)機(jī)由4根鋼螺桿，1個(gè)荷載傳感器，4片方鋼板以及4組強(qiáng)力彈簧構(gòu)成.?加載的具體方法是：在對(duì)試件進(jìn)行幾何對(duì)中后，利用液壓千斤頂施加軸向荷載，這時(shí)包括試件、荷載傳感器及強(qiáng)力彈簧組在內(nèi)都受到了等值的軸向荷載;通過(guò)監(jiān)測(cè)荷載傳感器的讀數(shù)，當(dāng)試件達(dá)到所需施加的荷載量值后，鎖緊鄰近試件及荷載傳感器的那片鋼板上方的螺帽，這樣，利用下部強(qiáng)力彈簧組提供的彈性恢復(fù)力，即可維持對(duì)于試件的軸向長(zhǎng)期加載;此時(shí)可卸除千斤頂，此后，通過(guò)監(jiān)測(cè)荷載傳感器讀數(shù)，若發(fā)現(xiàn)荷載值損失超過(guò)5%，即可重復(fù)上述步驟，及時(shí)給試件補(bǔ)加荷載.

試件加載期間的軸向應(yīng)變值，是通過(guò)監(jiān)測(cè)澆筑在試件側(cè)面上的標(biāo)距為150?mm的兩個(gè)金屬預(yù)埋件之間的長(zhǎng)度變化來(lái)獲得的.?長(zhǎng)度測(cè)讀采用千分表1進(jìn)行，將千分表1固定在其中一個(gè)預(yù)埋件上，千分表1的滑桿則頂在固定于另一個(gè)預(yù)埋件的標(biāo)桿上，每個(gè)試件都在其中兩個(gè)對(duì)應(yīng)側(cè)面上安裝了這套測(cè)量裝置.?試驗(yàn)環(huán)境的溫濕度通過(guò)溫濕度自動(dòng)測(cè)試儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)采集.

實(shí)際工程中，框架柱承受的長(zhǎng)期荷載在服役期內(nèi)可能出現(xiàn)加卸載的情況，為此，對(duì)試件U-N1、T-N1及T-N2開(kāi)展的長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)，采取兩階段長(zhǎng)期持荷方式.?在混凝土齡期達(dá)到28?d時(shí)，施加荷載首次持荷349?d后卸載，放置583?d后，繼續(xù)對(duì)試件進(jìn)行二次加載持荷568?d，長(zhǎng)期持荷設(shè)計(jì)軸壓比（長(zhǎng)期持荷值與加載時(shí)名義極限承載力的比值）參見(jiàn)表11.?持荷試驗(yàn)中，一階段持荷時(shí)，對(duì)試件U-N1、T-N1及T-N2施加的實(shí)測(cè)軸向長(zhǎng)期荷載分別為286?kN、317?kN和450?kN，分別相當(dāng)于試件在28?d齡期時(shí)的名義極限承載力的45%、42%和60%.?二階段持荷時(shí)，對(duì)試件U-N1、T-N1及T-N2施加的實(shí)測(cè)軸向長(zhǎng)期荷載分別為311?kN、318?kN和518?kN，按加載時(shí)預(yù)留混凝土試塊測(cè)試得到的立方體抗壓強(qiáng)度32.9?MPa計(jì)算，分別相當(dāng)于試件名義極限承載力的42%、37%

和60%.

1.3???抗震性能試驗(yàn)

在軸向長(zhǎng)期持荷試驗(yàn)結(jié)束后，將所有試件從徐變?cè)囼?yàn)機(jī)上卸除，與自由放置的對(duì)比試件一道實(shí)施水平低周反復(fù)荷載下的抗震性能試驗(yàn).

試驗(yàn)在廈門大學(xué)結(jié)構(gòu)工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.?試件固定通過(guò)兩根壓梁和兩組螺栓將“⊥”形試件下部底座的兩端固定在試驗(yàn)臺(tái)座上來(lái)完成安裝.?柱子的豎向壓力通過(guò)安裝在加載框架上部的豎向作動(dòng)器施加，該作動(dòng)器與加載框架梁之間采用滾軸支座連接，可實(shí)現(xiàn)與柱頂?shù)臒o(wú)摩擦跟動(dòng).?柱子的水平荷載則通過(guò)固定在反力墻上的水平作動(dòng)器來(lái)施加.

試驗(yàn)測(cè)試參量主要有：在柱的水平加載點(diǎn)處布置位移計(jì)以測(cè)定其水平位移;在柱的底座處分別布置水平和豎向位移計(jì)以監(jiān)測(cè)柱底是否發(fā)生水平滑動(dòng)和上下轉(zhuǎn)動(dòng);水平荷載值則由電液伺服加載系統(tǒng)的控制器實(shí)時(shí)輸出信號(hào)，與上述各位移計(jì)的信號(hào)一起，同步由DH3820采集系統(tǒng)采集.

加載機(jī)制為恒定軸力下的水平低周反復(fù)加載.?首先，通過(guò)豎向作動(dòng)器在試件柱頂施加軸向力至試驗(yàn)設(shè)計(jì)荷載值.?之后，采用荷載-位移混合控制方法施加水平荷載：試件屈服前由荷載控制加載，試件屈服后，取屈服位移的倍數(shù)為級(jí)差采用位移控制加載，對(duì)應(yīng)于每個(gè)荷載步循環(huán)三次，直至某一級(jí)位移下荷載降到峰值荷載的85%以下時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束.

試驗(yàn)中，各試件剪跨比統(tǒng)一取為3.2，軸壓比參見(jiàn)表11.?試驗(yàn)時(shí)，同期預(yù)留的混凝土試塊抗壓試驗(yàn)得到的立方體強(qiáng)度為33.5?MPa，與第二階段長(zhǎng)期持荷加載時(shí)預(yù)留試塊所得強(qiáng)度接近，說(shuō)明混凝土強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)的程度已趨于穩(wěn)定.

2???長(zhǎng)期荷載下試件的變形測(cè)量

各試件長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)得到的應(yīng)變隨持荷時(shí)間變化曲線參見(jiàn)圖3，其中，圖3（a）為各試件一階段持荷變形曲線圖，圖3（b）為各試件二階段持荷變形曲線圖.?圖中縱坐標(biāo)表1示的應(yīng)變量是荷載施加時(shí)的初始彈性應(yīng)變和后期隨時(shí)間增長(zhǎng)的應(yīng)變總和.

如圖3（a）所示，試件U-N1、T-N1和T-N2在一階段加載349?d時(shí)最終的應(yīng)變值分別達(dá)到了持荷初始彈性應(yīng)變值的3.06、2.48和2.50倍，試驗(yàn)表1明在長(zhǎng)期荷載作用下柱試件的變形增長(zhǎng)較為顯著.?試件U-N1和T-N1軸壓比相同，但T-N1較U-N1增加了核心鋼骨的配置，它們的試驗(yàn)結(jié)果比較表1明，試件配置了核心鋼骨，長(zhǎng)期變形值有所降低.?試件T-N1和T-N2則有相同的鋼骨配置和不同的軸壓比，它們的結(jié)果比較表1明，隨軸壓比的增加，長(zhǎng)期變形值相應(yīng)增大，這主要是因?yàn)樾熳兪芑炷翍?yīng)力水平的影響

很大.

如圖3（b）所示，試件U-N1、T-N1和T-N2在二階段加載568?d時(shí)最終的應(yīng)變值分別達(dá)到了二次持荷初始彈性應(yīng)變值的1.18、1.79和1.45倍，表1明各試件在持荷接近1年后卸載，二次再加載后的長(zhǎng)期持荷變形增長(zhǎng)已較為緩慢.?根據(jù)文獻(xiàn)[11]可知，試件在一階段持荷接近1年時(shí)，大部分徐變已完成，此后卸載，大小約為卸載前徐變的5%～30%的可恢復(fù)徐變?cè)谛遁d后的1～2個(gè)月即趨于穩(wěn)定，而大部分徐變不可恢復(fù).?這就從徐變理論上解釋了再次加載后二階段持荷變形增長(zhǎng)緩慢的原因.

上述長(zhǎng)期持荷試驗(yàn)都是在室內(nèi)進(jìn)行的，溫濕度自動(dòng)測(cè)試儀監(jiān)測(cè)結(jié)果表1明，長(zhǎng)期持荷試驗(yàn)環(huán)境的溫濕度隨季節(jié)發(fā)生波動(dòng).?選取一個(gè)自然年度內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算，室內(nèi)平均溫度為24?℃，平均相對(duì)濕度為73%.

3???抗震性能試驗(yàn)結(jié)果

3.1???破壞形態(tài)

本次試驗(yàn)中，各試件無(wú)論其是否經(jīng)歷長(zhǎng)期持荷作用，其破壞均表1現(xiàn)為彎剪破壞的形式.?各試件的剪跨比均為3.2，是引起這種破壞的主要控制因素.?以圖4所示試件U-N1的破壞形態(tài)圖為例，試件典型的破壞過(guò)程為：試件加載至混凝土起裂后，柱端位置水平和斜向裂縫交織出現(xiàn)，并隨著加載幅值的增大，裂縫不斷擴(kuò)展和延伸，在試件強(qiáng)度達(dá)到極值后，裂縫擴(kuò)展主要以斜向裂縫為主，局部伴隨出現(xiàn)表1面混凝土剝落，最后，試件以柱端混凝土沿斜向裂縫的潰落而導(dǎo)致承載力喪失破壞.

3.2???滯回曲線和骨架曲線

各試件試驗(yàn)得到的滯回曲線如圖5所示，縱坐標(biāo)為水平荷載P，橫坐標(biāo)為水平加載點(diǎn)的水平位移Δ.?總體來(lái)看，與它們彎剪的破壞形式相對(duì)應(yīng)，各試件的滯回曲線以紡錘形為主，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的捏縮現(xiàn)象.?從試驗(yàn)參數(shù)變化來(lái)看，是否配置核心鋼骨和試驗(yàn)軸壓比這兩個(gè)參數(shù)，較之是否經(jīng)歷長(zhǎng)期持荷這一參數(shù)，對(duì)試件滯回曲線的影響更為明顯.

試件U-N0和T-N0-1，以及U-N1和T-N1兩組試件各自的持荷歷史和試驗(yàn)軸壓比相同，差異在于是否配置了核心鋼骨，由它們的曲線比較可知，配置了核心鋼骨的試件，其極限變形能力和耗能性能得到很大程度的提升.

試件T-N0-1和T-N0-2，以及T-N1和T-N2兩組試件各自的持荷歷史和核心鋼骨配置相同，試驗(yàn)軸壓比不同，由它們的曲線比較可知，隨軸壓比增大，試件的極限變形能力和耗能性能減弱，但極限承載力有所提高.

試件U-N0和U-N1，T-N0-1和T-N1，以及T-N0-2和T-N2三組試件各自的核心鋼骨配置和試驗(yàn)軸壓比相同，持荷歷史不同.?各組對(duì)比試件之間的曲線比較表1明，它們各自在極限變形能力和承載力等性能指標(biāo)上的差異不明顯.

為了進(jìn)一步考察長(zhǎng)期持荷的影響，根據(jù)滯回曲線做出骨架曲線，并按照試件U-N0和U-N1，T-N0-1和T-N1，以及T-N0-2和T-N2三組試件的對(duì)比給出，如圖6所示.?由圖6（b）可知，對(duì)于未配置核心鋼骨的試件U-N0和U-N1，歷經(jīng)長(zhǎng)期持荷的試件U-N1的初始剛度明顯小于對(duì)比試件U-N0，相應(yīng)地，其屈服位移值也有所增大.?這一試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)[12]關(guān)于長(zhǎng)期持荷對(duì)鋼筋混凝土柱滯回性能影響的試驗(yàn)研究所得到的結(jié)論一致.?但對(duì)于配置了核心鋼骨的兩組對(duì)比試件T-N0-1和T-N1，以及T-N0-2和T-N2，如圖6（c）和（d）所示，卻未發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期持荷對(duì)其初始剛度及屈服位移等指標(biāo)有明顯的影響規(guī)律.

針對(duì)上述長(zhǎng)期持荷的試驗(yàn)結(jié)果，以下簡(jiǎn)單分析其產(chǎn)生的可能原因.?對(duì)于未配置核心鋼骨的鋼筋混凝土柱試件U-N1，在長(zhǎng)期持荷作用下，由于混凝土產(chǎn)生徐變變形，為了滿足變形協(xié)調(diào)條件，會(huì)導(dǎo)致柱中混凝土和鋼筋之間的應(yīng)力發(fā)生重分布，即柱中混凝土的壓應(yīng)力將減小，轉(zhuǎn)而由鋼筋承擔(dān)更多的壓應(yīng)力.?其后，在準(zhǔn)備抗震試驗(yàn)時(shí)，試件需要先從徐變?cè)囼?yàn)機(jī)上卸載，此時(shí)，混凝土只能恢復(fù)其壓縮變形中的彈性變形和部分可恢復(fù)徐變，可恢復(fù)徐變的量值約為卸載前徐變變形值的5%～30%[11]，而大部分徐變變形不能恢復(fù)，鋼筋的回彈將會(huì)使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力[13].?因此，抗震試驗(yàn)中，在試驗(yàn)軸壓比相同的情況下，經(jīng)歷長(zhǎng)期持荷的柱試件U-N1較之自由放置的對(duì)比柱試件U-N0，混凝土部分的軸壓力相對(duì)要小.?而軸壓力的存在，會(huì)推遲柱中混凝土斜裂縫的出現(xiàn)，因此混凝土軸壓力相對(duì)要小的試件U-N1較之U-N0，剛度更易衰減，側(cè)向屈服變形也相對(duì)增大.?但對(duì)于配置了核心鋼管的試件，由于鋼管內(nèi)外混凝土不連續(xù)，加之鋼管的約束作用，上述長(zhǎng)期持荷影響的因素可能被弱化.?因此，在T-N0-1和T-N1，以及T-N0-2和T-N2兩組試件中，則未見(jiàn)長(zhǎng)期持荷對(duì)試件性能有顯著的影響規(guī)律.

3.3???延性系數(shù)

延性是反映結(jié)構(gòu)抗震性能的重要指標(biāo)，通常以極限位移與屈服位移之比作為延性系數(shù).?屈服位移可以利用骨架曲線按“通用屈服彎矩法”[14]確定，極限位移可取骨架曲線中荷載值下降至峰值荷載85%?對(duì)應(yīng)的位移.?計(jì)算得到各試件的屈服位移及延性系數(shù)，列于表11中.

比較各試件的延性系數(shù)，可得到鋼骨配置、試驗(yàn)軸壓比以及長(zhǎng)期持荷等參數(shù)對(duì)試件延性的影響趨勢(shì).?試件U-N1和T-N1，以及試件U-N0和T-N0-1各自的延性系數(shù)比較表1明，配置了核心鋼骨的試件，在其他試驗(yàn)參數(shù)相同的情況下，延性系數(shù)明顯增大，體現(xiàn)了鋼骨混凝土的優(yōu)越性.?其原因在于，對(duì)于配置了核心鋼骨的試件，在達(dá)到最大荷載之后，盡管試件表1面混凝土開(kāi)始逐漸剝落，但由于鋼骨與縱筋、箍筋以及箍筋約束區(qū)內(nèi)的混凝土能夠形成良好的抗力機(jī)制，從而確保了此類構(gòu)件具有較大的變形能力[15].?此外，試驗(yàn)表1明，鋼筋混凝土構(gòu)件最后的破壞，通常是由于混凝土的突然壓潰而導(dǎo)致承載力的喪失.?但對(duì)于鋼骨混凝土構(gòu)件而言，由于柱內(nèi)埋有剛度較大的鋼骨，構(gòu)件不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的軸向壓縮變形，破壞時(shí)鋼骨與殘余混凝土一起仍能使構(gòu)件保有一定的承載力，從而增加了構(gòu)件的延性[16].?試件T-N1和T-N2，以及試件T-N0-1和T-N0-2各自的延性系數(shù)比較表1明，試驗(yàn)軸壓比大的試件，在其他試驗(yàn)參數(shù)相同的情況下，延性系數(shù)明顯減小，體現(xiàn)了軸壓比對(duì)試件延性的不利影響.?實(shí)質(zhì)上，由于軸壓比反映了柱截面中混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度的大小，軸壓比越大，混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度越大，因此，試件更易于提前發(fā)生柱中混凝土在受壓區(qū)的壓縮破壞，從而降低了試件的延性[17-18].?試件U-N0和U-N1的比較表1明，對(duì)未配置核心鋼骨的鋼筋混凝土試件，在其他試驗(yàn)參數(shù)相同的情況下，經(jīng)歷了長(zhǎng)期持荷，延性系數(shù)減小，說(shuō)明長(zhǎng)期持荷對(duì)試件的延性不利，其原因在于屈服位移的增大，使延性系數(shù)相對(duì)減小.?由于試驗(yàn)試件數(shù)量有限，這一初步結(jié)論還有待進(jìn)一步擴(kuò)充試驗(yàn)加以驗(yàn)證.?試件T-N0-1和T-N1，以及試件T-N0-2和T-N2各自的延性系數(shù)比較表1明，由于配置了核心鋼骨，長(zhǎng)期持荷雖然也會(huì)不同程度地減小試件的延性系數(shù)，但影響規(guī)律已不明顯.

3.4???極限承載力

各試件的抗剪極限承載力Pu參見(jiàn)表11，比較可知，抗震試驗(yàn)軸壓比較大的試件T-N0-2和T-N2的極限承載力值較之其他4個(gè)試件有較明顯的增加，體現(xiàn)了軸壓力對(duì)試件極限抗剪強(qiáng)度的提升作用.?關(guān)于是否配置核心鋼管，從試件U-N0和T-N0-1，以及U-N1和T-N1兩組試件的承載力比較看，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)核心鋼管對(duì)試件的抗剪承載力有增強(qiáng)作用.?其原因可能在于，本文試件核心圓鋼管所約束混凝土的面積大約只為柱截面面積的17%，在試件受荷過(guò)程中，無(wú)法有效遏制外圍混凝土的裂縫擴(kuò)展和剪切破壞，因此，無(wú)助于提高試件的極限承載力.?但核心鋼管的存在，可以確保試件在達(dá)到極限承載力后不至于立即崩潰，保有一定的承載力及變形能力，從而增加試件的延性，以往的相關(guān)研究也得出過(guò)類似的結(jié)論[19].

此外，關(guān)于持荷歷史的影響，從試件U-N0和U-N1，T-N0-1和T-N1，以及T-N0-2和T-N2三組試件的承載力比較來(lái)看，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期持荷和極限承載力之間存在確定的影響規(guī)律.?因此，在計(jì)算歷經(jīng)長(zhǎng)期持荷的鋼骨混凝土柱的抗剪極限承載力時(shí)，可以沿用現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范的計(jì)算公式，而無(wú)需考慮長(zhǎng)期持荷的影響.

4???結(jié)???論

本文開(kāi)展了鋼骨混凝土柱試件歷經(jīng)軸向長(zhǎng)期持荷后，在水平低周反復(fù)荷載下的抗震性能試驗(yàn).?研究得出了以下主要結(jié)論：

1）在長(zhǎng)期持荷作用下，柱試件早期的變形增長(zhǎng)較為顯著，在持荷接近1年后卸載，二次再加載后的長(zhǎng)期持荷變形增長(zhǎng)已較為緩慢.?長(zhǎng)期變形值隨含鋼率的增加有所降低，但隨軸壓比的增加而相應(yīng)增大.

2）無(wú)論試件是否經(jīng)歷長(zhǎng)期持荷，配置鋼骨都會(huì)提高柱試件的極限變形能力，增強(qiáng)其延性和耗能性能;隨著軸壓比的增加，各柱試件的極限變形能力、延性和耗能性能都顯著降低，但抗剪極限承載力則有所提高.

3）對(duì)未配置核心鋼骨的鋼筋混凝土柱試件，長(zhǎng)

期持荷作用可降低其初始剛度，增大其屈服位移，使得延性系數(shù)減小，但未發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期持荷作用對(duì)其抗剪極限承載力存在確定的影響規(guī)律.?相較于鋼筋混凝土柱，由于內(nèi)置圓鋼管的存在，上述長(zhǎng)期持荷作用對(duì)于鋼骨混凝土柱試件力學(xué)性能的影響極大程度地受到抑制和弱化.?因此，相較于鋼骨配置及軸壓比等重要設(shè)計(jì)參數(shù)，長(zhǎng)期持荷對(duì)鋼骨混凝土柱抗震性能的影響在設(shè)計(jì)中可以忽略.

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