第8期 徐培蓁等：方钢管混凝土柱累积耗能性能的实验研究 ·1039· 2、 试件达到的极限荷载值为P。,在位移控制加载过程 s1 中，当荷载下降到极限荷载值P.的85%时停止加 载，此时对应的位移取为极限位移△。· 4 1一方钢管混凝土柱：2一门架：3一反力墙：4一作动器：5一竖向千 斤顶：6一加载梁：7一压梁：8一小梁：9一四氯板：10一加载板 图3钢管混凝土柱加载装置示意图 Fig.3 Schematic diagram of the CFT column load device 表2材料的力学性能 图4实验控制参数 Table 2 Mechanical properties of materials MPa Fig.4 Control parameters of test 钢材，Q235 混凝土，C30 1.3实验数据的测量 E. 利用作动器上的力传感器和位移传感器获得钢 299.2 367.52.1×10535.0 23.33.2×104 管混凝土柱往复加载时的荷载一位移滞回曲线.在 注：f为钢材的屈服强度，f为钢材的抗拉强度，E,为钢材的弹性 各钢管混凝土柱底的三个截面（分别距柱底20mm、 模量，为混凝土立方体抗压强度，f为混凝土棱柱体抗压强度，E。 150mm和300mm左右)的外包钢管处粘贴了12片 为混凝土的弹性模量 电阻应变片和4片电阻应变花，见图5 1.2加载方案 实验过程中，首先在柱顶施加轴压力，并保持轴 2实验结果及分析 力恒定到实验结束为止，然后在柱顶施加水平荷载 2.1试件的破坏特征 水平加载采用力一位移控制的混合加载制度：试件 试件的水平变形达到1%~1.5%时，在滞回曲 屈服前取设计屈服荷载（以试件CT-M7.5A为例， 线上开始出现塑性下降段，随之实验转为位移控制， 设计屈服荷载为195.3kN)的1/3、2/3和3/3进行 至试件的水平承载力下降到极限荷载值的85%以 加载，但实验过程中没观测到刚度下降，随后减小级 下，停止实验.试件破坏时，伴随着钢管内发出混凝 差，以20kN为级差继续进行力控制加载，直到加载 土压碎的声音，先是出现如图5所示的前侧或后侧 曲线上出现刚度下降，以此时施加的荷载作为试件 的钢管底端一侧起鼓，然后相对的另一侧也出现起鼓 的实际屈服荷载P,对应的屈服位移取为A,·P,是 现象；随加载控制位移的增加，钢管底端左右两侧也相 整个构件刚刚出现塑性下降段时的荷载值，见图4. 继出现起鼓现象，钢管柱的底端变形呈灯笼状，见图6 试件屈服后，采用1.04.2.04，、3.04，、5.04，、64，、 (a);也有试件在钢管底端前后侧出现起鼓现象后，出 7.04,和8.04进行加载.试件屈服前分三级加载， 现侧焊缝开裂，且随加载控制位移的增加，焊缝开裂严 每级加载循环1次，屈服后每级加载循环2次.取 重，并伴随着混凝土压碎流出，见图6(b) ,受力方问 受力方向 位移传感器 (指向纸外) 指向纸外) 试件 试件 试件 试件 应变片 应变片 应变片 应变片 前侧 后侧 左侧 右侧 图5应变片布置示意图 Fig.5 Layout of strain gauges第 8 期 徐培蓁等: 方钢管混凝土柱累积耗能性能的实验研究 1—方钢管混凝土柱; 2—门架; 3—反力墙; 4—作动器; 5—竖向千 斤顶; 6—加载梁; 7—压梁; 8—小梁; 9—四氟板; 10—加载板 图 3 钢管混凝土柱加载装置示意图 Fig． 3 Schematic diagram of the CFT column load device 表 2 材料的力学性能 Table 2 Mechanical properties of materials MPa 钢材，Q235 混凝土，C30 fy fu Es fcu fc Ec 299. 2 367. 5 2. 1 × 105 35. 0 23. 3 3. 2 × 104 注: fy为钢材的屈服强度，fu为钢材的抗拉强度，Es为钢材的弹性 模量，fcu为混凝土立方体抗压强度，fc为混凝土棱柱体抗压强度，Ec 为混凝土的弹性模量． 图 5 应变片布置示意图 Fig． 5 Layout of strain gauges 1. 2 加载方案 实验过程中，首先在柱顶施加轴压力，并保持轴 力恒定到实验结束为止，然后在柱顶施加水平荷载． 水平加载采用力--位移控制的混合加载制度: 试件 屈服前取设计屈服荷载( 以试件 CFT-M7. 5A 为例， 设计屈服荷载为 195. 3 kN) 的 1 /3、2 /3 和 3 /3 进行 加载，但实验过程中没观测到刚度下降，随后减小级 差，以 20 kN 为级差继续进行力控制加载，直到加载 曲线上出现刚度下降，以此时施加的荷载作为试件 的实际屈服荷载 Py，对应的屈服位移取为 Δy ． Py是 整个构件刚刚出现塑性下降段时的荷载值，见图 4． 试件屈服后，采用 1. 0Δy、2. 0Δy、3. 0Δy、5. 0Δy、6Δy、 7. 0Δy和 8. 0Δy进行加载． 试件屈服前分三级加载， 每级加载循环 1 次，屈服后每级加载循环 2 次． 取 试件达到的极限荷载值为 Pu，在位移控制加载过程 中，当荷载下降到极限荷载值 Pu的 85% 时停止加 载，此时对应的位移取为极限位移 Δu ． 图 4 实验控制参数 Fig． 4 Control parameters of test 1. 3 实验数据的测量 利用作动器上的力传感器和位移传感器获得钢 管混凝土柱往复加载时的荷载--位移滞回曲线． 在 各钢管混凝土柱底的三个截面( 分别距柱底 20 mm、 150 mm 和 300 mm 左右) 的外包钢管处粘贴了 12 片 电阻应变片和 4 片电阻应变花，见图 5． 2 实验结果及分析 2. 1 试件的破坏特征 试件的水平变形达到 1% ～ 1. 5% 时，在滞回曲 线上开始出现塑性下降段，随之实验转为位移控制， 至试件的水平承载力下降到极限荷载值的 85% 以 下，停止实验． 试件破坏时，伴随着钢管内发出混凝 土压碎的声音，先是出现如图 5 所示的前侧或后侧 的钢管底端一侧起鼓，然后相对的另一侧也出现起鼓 现象; 随加载控制位移的增加，钢管底端左右两侧也相 继出现起鼓现象，钢管柱的底端变形呈灯笼状，见图 6 ( a) ; 也有试件在钢管底端前后侧出现起鼓现象后，出 现侧焊缝开裂，且随加载控制位移的增加，焊缝开裂严 重，并伴随着混凝土压碎流出，见图6( b) ． ·1039·