近日，我院魏洋教授课题组在土木工程领域国际著名期刊《Engineering Structures》（中科院一区Top，IF=6.4）上发表了题为“Seismic performance of circular and square UHPC-filled stainless-steel tubular columns”的研究论文。该成果以南京林业大学为第一完成单位，魏洋教授为通讯作者，赵状老师为第一作者，并获国家自然科学基金项目资助。
不锈钢管超高性能混凝土柱（UHPCFSSTs）是一种融合不锈钢管与超高性能混凝土（UHPC）优势的高效组合结构，代表了高性能工程材料“结构化协同”应用的新方向。该结构充分发挥了不锈钢管的高延性、耐腐蚀、低维护特性，以及UHPC的高强度、高韧性和优异耐久性，形成显著的性能互补。在地震循环荷载下，不锈钢管能有效抑制UHPC微裂缝的贯通与脆性劈裂，延缓其峰后软化进程；而UHPC凭借其高强度与卓越的界面传力能力，可显著提升不锈钢管的屈曲后稳定性，减轻局部屈曲引起的刚度突变。二者协同工作，使UHPCFSSTs展现出更平缓的强度退化与更稳定的耗能过程。
课题组系统开展了UHPCFSSTs的结构性能与受力机理研究。本研究设计了4个圆形与4个方形试件进行拟静力试验，并基于数值模拟拓展分析了15个圆形与15个方形试件，系统研究了在恒定轴压与往复侧向荷载共同作用下的抗震性能。重点揭示了截面形状、含钢率、轴压比等关键参数对试件破坏模式、滞回曲线、刚度退化、耗能能力及延性等性能指标的影响规律，阐明了不锈钢管与UHPC之间的协同耗能机制与疲劳特性。研究结果表明：试件主要于塑性铰区域发生压弯破坏；轴压比增大会加剧卸载刚度退化；侧移率提高有助于增强耗能能力；含钢率增加可提升圆形截面柱的延性。在此基础上，研究建立了峰值荷载与位移预测模型，开发了稳定的滞回准则，最终系统构建了适用于圆形与方形UHPCFSSTs的统一抗震恢复力模型。
该研究证实，UHPCFSSTs在压弯复合受力状态下具备优良的协同变形与耗能能力，所建立的抗震恢复力模型为其性能化设计提供了关键理论工具。成果不仅为海洋工程、沿海及高湿盐雾等严苛环境下的工程结构应用提供了可靠依据，更有力推动了“高性能”与“长寿命”目标在工程结构中的协同实现。
供稿：赵状；供图：赵状；初审：柳任飞；终审：魏洋；编辑：许历隆
