装配式钢内芯-UHPC组合空心柱抗震性能研究

摘要

为适应新型钢-UHPC拱桥的跨越能力、加快施工进度、减轻拱上建筑自重和造价，本文提出了一种新型装配式钢内芯-UHPC组合空心柱以及相应的插承式节点连接构造.新型柱由空心钢内芯与外部UHPC薄壁层组成，钢内芯可作为UHPC层的内模，同时提供额外的耗能.介绍了新型立柱及其与承台间连接构造的概念设计，通过设计2∶5的立柱缩尺模型，采用原桥初步设计中最不利轴压比（0.24）进行拟静力试验，研究该立柱的破坏模式、预制立柱界面处连接性能、位移延性、耗能能力、刚度退化、残余变形、曲率分布和钢板应变等.试验结果表明：试件为弯曲破坏模式，具体为柱底塑性铰区域钢筋钢板屈服，UHPC薄壁层压溃，但节点连接处保持完好，预制与后浇UHPC界面未见裂缝，表明提出的新型装配式连接构造是可靠的.此外，试件具有较高的等效阻尼比，但试件位移延性稍显不足，主要归因于试验模型钢内芯钢板厚度与UHPC薄壁层厚度不匹配，此外，高轴压比（0.24）也是潜在原因.其次，基于试验结果验证了有限元模型，并对原型柱开展参数分析，计算结果表明，新型柱随着轴压比的增加，延性降低，轴压比在0.05～0.20范围内，原型柱延性系数均接近或大于3.本研究成果可为后续钢内芯-UHPC立柱的设计与应用提供基础.

关键词

钢内芯-UHPC组合柱 / 拱桥 / 抗震性能 / 拟静力试验 / 承插式连接