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为了解决海洋工程在建设中存在的混凝土结构耐久性差，以及大宗原材料远距离运输导致的成本过高等关键性问题，论文着眼于活性粉末混凝土(RPC)、纤维增强塑料(FRP)这两类高性能材料与海水、海砂等海洋资源的结合，基于箍筋约束效应与装配式施工，提出了一种新型组合结构柱—RPC-FRP预制管海水海砂混凝土组合柱(seawaterandseasandconcretefilledRPC-FRPtube，简称SWSSC-RPCTube)，其基本构造形式为：在预制RPC薄壁管中配置封闭的FRP螺旋箍筋，并在其内部浇筑海水海砂混凝土(SWSSC)，形成组合柱。
由于FRP筋本身为脆性材料，对组合柱的抗震性能、特别是延性有重要影响，因此，开展组合柱的抗震研究极为重要，这是组合柱在地震区域应用的基础。本文在SWSSC-RPCTube轴压性能研究的基础上，开展组合柱的的抗震性能试验，完成了6根大尺寸试件在恒定轴力下的低周反复荷载试验。试验参数包括FRP箍筋配箍率、FRP筋材种类、内部SWSSC强度和轴压比。试验获取了SWSSC-RPCTube的破坏形态、滞回曲线、抗侧承载力等力学指标，并与配置钢筋的RPC预制管混凝土组合柱(CFRT)的相关指标进行比较。基于试验结果，对SWSSC-RPCTube的抗震性能进行了分析和评价，所获得的主要结论如下：
(1)SWSSC-RPCTube在低周反复荷载作用下，表现为典型的弯曲破坏模式。试验柱表面裂缝主要分布在柱底约1.5倍试件直径高度范围内的塑性铰区域，裂缝虽发展较彻底，但在钢纤维的桥接作用下，试件始终未发生明显的RPC外壳剥落的现象。在侧移率加大情况下，塑性铰区域的FRP螺旋箍筋及部分FRP纵筋发生部分断裂，相比于配制钢筋的CFRT组合柱，其破坏表现出一定的脆性。
(2)试验对3个不同箍筋间距的碳纤维增强塑料(CFRP)筋SWSSC-RPCTube试件开展了低周反复荷载试验，以研究FRP筋配箍率对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，试件在峰值荷载、初始刚度和延性等方面上随着配箍率的增加有较大的提升。同时，较高的配箍率对于提高试件的耗能以及减小残余变形等也具有一定的帮助。为了防止配箍率过低导致箍筋的约束效应较差，结合试件的应变数据，本文推荐的SWSSC-RPCTube最小体积配箍率应不小于1.03%。
(3)试验对2个分别采用CFRP筋和玄武岩纤维增强塑料(BFRP )筋的SWSSC-RPCTube试件进行了对比，以研究FRP筋材种类对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，BFRP筋在改善SWSSC-RPCTube试件延性、提高试件耗能能力以及抗侧力稳定性方面均比CFRP筋好，这主要得益于BFRP筋较高的极限伸长率，因此，采用更高极限伸长率的FRP筋更有利于SWSSC-RPCTube的变形。
(4)试验对2个分别填充C40和C60等级混凝土的SWSSC-RPCTube试件进行了对比试验，以研究内部SWSSC强度对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，提高SWSSC强度可以有效提高试件的峰值荷载、初始刚度及耗能性能。较高的混凝土强度虽降低了SWSSC-RPCTube的延性，但降低的幅度不大，因此对组合柱采用高强SWSSC是可以接受的。
(5)开展了2个不同轴压比(0.2和0.3)的SWSSC-RPCTube试件抗侧力试验，以研究轴压比对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，虽然较大的轴压比可以提高试件的峰值荷载和初始刚度，但显著降低了组合柱的变形能力，尤其对试件的延性影响较大。
(6)分析表明，在本文试验条件下，SWSSC-RPCTube试件的极限塑性侧移率??在0.023~0.035之间，满足我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中对结构柱在罕遇地震下??不得小于0.02的要求。此外，相比于配置钢筋的CFRT柱，在较小的侧移率下，SWSSC-RPCTube的残余变形更小，因而在小震或中震后的可修复性更好。
SWSSC-RPCTube抗震性能良好，延性满足现行规范的要求，考虑到其突出的耐久性、经济性与施工便利性，这一新型SWSSC组合柱在远洋岛礁工程中应用前景广阔。
由于FRP筋本身为脆性材料，对组合柱的抗震性能、特别是延性有重要影响，因此，开展组合柱的抗震研究极为重要，这是组合柱在地震区域应用的基础。本文在SWSSC-RPCTube轴压性能研究的基础上，开展组合柱的的抗震性能试验，完成了6根大尺寸试件在恒定轴力下的低周反复荷载试验。试验参数包括FRP箍筋配箍率、FRP筋材种类、内部SWSSC强度和轴压比。试验获取了SWSSC-RPCTube的破坏形态、滞回曲线、抗侧承载力等力学指标，并与配置钢筋的RPC预制管混凝土组合柱(CFRT)的相关指标进行比较。基于试验结果，对SWSSC-RPCTube的抗震性能进行了分析和评价，所获得的主要结论如下：
(1)SWSSC-RPCTube在低周反复荷载作用下，表现为典型的弯曲破坏模式。试验柱表面裂缝主要分布在柱底约1.5倍试件直径高度范围内的塑性铰区域，裂缝虽发展较彻底，但在钢纤维的桥接作用下，试件始终未发生明显的RPC外壳剥落的现象。在侧移率加大情况下，塑性铰区域的FRP螺旋箍筋及部分FRP纵筋发生部分断裂，相比于配制钢筋的CFRT组合柱，其破坏表现出一定的脆性。
(2)试验对3个不同箍筋间距的碳纤维增强塑料(CFRP)筋SWSSC-RPCTube试件开展了低周反复荷载试验，以研究FRP筋配箍率对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，试件在峰值荷载、初始刚度和延性等方面上随着配箍率的增加有较大的提升。同时，较高的配箍率对于提高试件的耗能以及减小残余变形等也具有一定的帮助。为了防止配箍率过低导致箍筋的约束效应较差，结合试件的应变数据，本文推荐的SWSSC-RPCTube最小体积配箍率应不小于1.03%。
(3)试验对2个分别采用CFRP筋和玄武岩纤维增强塑料(BFRP )筋的SWSSC-RPCTube试件进行了对比，以研究FRP筋材种类对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，BFRP筋在改善SWSSC-RPCTube试件延性、提高试件耗能能力以及抗侧力稳定性方面均比CFRP筋好，这主要得益于BFRP筋较高的极限伸长率，因此，采用更高极限伸长率的FRP筋更有利于SWSSC-RPCTube的变形。
(4)试验对2个分别填充C40和C60等级混凝土的SWSSC-RPCTube试件进行了对比试验，以研究内部SWSSC强度对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，提高SWSSC强度可以有效提高试件的峰值荷载、初始刚度及耗能性能。较高的混凝土强度虽降低了SWSSC-RPCTube的延性，但降低的幅度不大，因此对组合柱采用高强SWSSC是可以接受的。
(5)开展了2个不同轴压比(0.2和0.3)的SWSSC-RPCTube试件抗侧力试验，以研究轴压比对SWSSC-RPCTube抗震性能的影响。结果表明，虽然较大的轴压比可以提高试件的峰值荷载和初始刚度，但显著降低了组合柱的变形能力，尤其对试件的延性影响较大。
(6)分析表明，在本文试验条件下，SWSSC-RPCTube试件的极限塑性侧移率??在0.023~0.035之间，满足我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中对结构柱在罕遇地震下??不得小于0.02的要求。此外，相比于配置钢筋的CFRT柱，在较小的侧移率下，SWSSC-RPCTube的残余变形更小，因而在小震或中震后的可修复性更好。
SWSSC-RPCTube抗震性能良好，延性满足现行规范的要求，考虑到其突出的耐久性、经济性与施工便利性，这一新型SWSSC组合柱在远洋岛礁工程中应用前景广阔。