【摘 要】
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活性粉末混凝土具有相比于普通混凝土更高的抗压强度,GFRP具有优良的环向抗拉强度,将二者结合能充分发挥材料的性能,基于此本文提出一种GFRP管-型钢活性粉末混凝土组合柱,在组合柱内部设置型钢,可以防止组合柱发生剪切破坏,保证了组合柱的稳定性能,可见,该类组合柱具有承重力高、耐久性好、变形能力强和抗震性能好等诸多优点,将在实际框架结构体系中广泛应用。为探索GFRP管-型钢活性粉末混凝土组合短柱（GR
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51178087）； 黑龙江省自然科学联合引导基金项目（LH2020E018）； 哈尔滨工业大学结构灾变与控制教育部重点实验室开放基金项目（HITCE201908）； 中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目（2020D07）；
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活性粉末混凝土具有相比于普通混凝土更高的抗压强度,GFRP具有优良的环向抗拉强度,将二者结合能充分发挥材料的性能,基于此本文提出一种GFRP管-型钢活性粉末混凝土组合柱,在组合柱内部设置型钢,可以防止组合柱发生剪切破坏,保证了组合柱的稳定性能,可见,该类组合柱具有承重力高、耐久性好、变形能力强和抗震性能好等诸多优点,将在实际框架结构体系中广泛应用。为探索GFRP管-型钢活性粉末混凝土组合短柱（GRS）的轴压性能,本文以GFRP管直径（D）、GFRP管厚度（t）、纤维缠绕层数（n）、纤维缠绕角度（θ）、试件长细比（λ）、活性粉末混凝土抗压强度（fc）、工字型钢截面面积（As）和工字型钢屈服强度(fsy)为主要参数,共设计25根足尺GRS组合短柱试件。基于已有理论成果对已有的14根类似结构试件开展验证分析,最大误差在2.22%之内,二者吻合良好,验证了有限元建模方法的合理性。基于此,本文对25根GFRP管-型钢活性粉末混凝土组合柱组合柱开展有限元数值分析,获得组合柱的轴向荷载-位移曲线和破坏形态,考察不同参数对试件轴压承载力和极限位移的影响规律,结果表明,随试件的GFRP管直径、GFRP管厚度、纤维缠绕层数、纤维缠绕角度、工字型钢屈服强度、活性粉末混凝土抗压强度、工字型钢截面面积的增加,试件的轴压承载力均有显著提高。随试件的GFRP管厚度、纤维缠绕层数、纤维缠绕角度、试件长细比、工字型钢截面面积的增加,试件的极限位移明显增大,而随着GFRP管直径的增加,试件的极限位移却逐渐减小。本文参数范围内的所有试件均呈现较好的持荷能力和延性。最后基于组合柱的受力机理,引入GFRP管约束效应系数ξ,采用1st Opt软件统计回归出GRS组合短柱轴压承载力计算公式。基于GRS组合短柱轴压性能分析,本文以GFRP管直径（D）、GFRP管厚度（t）、纤维缠绕层数（n）、纤维缠绕角度（θ）、试件轴压比（n0）、活性粉末混凝土抗压强度（fc）、工字型钢截面面积（As）和工字型钢屈服强度(fsy)为主要参数,开展了17根GRS组合柱在低周往复荷载作用下的抗震性能数值分析,绘制了各试件的水平荷载-位移滞回曲线,获得试件的破坏特征和应力分布云图,研究了不同参数对GFRP管-型钢活性粉末混凝土组合柱组合柱滞回性能、骨架曲线、耗能能力、抗力衰减和刚度退化的影响规律,结果表明,轴压比和GFRP管所提供的约束效应对GRS组合柱的抗震性能有较为显著的影响,在本文参数范围内给出组合柱的抗震设计建议,为该类组合柱在实际工程中的应用奠定了基础。
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