侧向撞击作用下中空夹层钢管混凝土柱的动力性能及在汽车碰撞下的抗剪承载力

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：萱鉴坚关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；。j③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④

2、学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：导师签名：——＆互LEliOt：二鎏匹L』{L万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文侧向撞击作用下中空夹层钢管混凝土柱的动力性能及在汽车碰撞下的抗剪承载力删删2删69㈣3201中空夹层钢管混凝土结构是在传统实心钢管混凝土结构基础上发展起来的一种新型钢一混凝土组合结构，除具有实心钢管混凝土结构承载力高、塑性和韧性好、耐火性强等特点外，还具有抗弯刚度大、截面开展、抗震性好、自重轻等特点，因而被广泛应用于地

3、铁、桥梁、海洋平台以及高层和超高层建筑结构中。和横载、活载、地震等作用相同，在一些结构设计中还需要考虑冲击荷载的作用。如汽车、火车等交通工具对结构产生的碰撞作用，常常可能导致结构发生损伤甚至丧失承载力。本文以高层和超高层中底层中空夹层钢管混凝土柱为研究对象，开展了其在侧向撞击下的试验和理论研究，并利用理论分析进行了两端固定圆套圆中空夹层钢管混凝土柱在汽车碰撞下的抗剪性能和抗剪承载力研究，主要研究内容如下：(1)利用落锤冲击试验装置，开展了两端固定中空夹层钢管混凝土柱的侧向冲击试验，试验的研究参数包括冲击高度、轴向力和构件锥度，

4、并进行了双中空钢管的对比冲击试验。试验中得到了构件的残余破坏模态、冲击力时程曲线和外钢管的表面应变等。试验结果表明，两端固定中空夹层钢管混凝土试件具有良好的抗冲击性能，一定的轴压力可提高其抗冲击性能。T万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文(2)利用有限元软件建立了两端固定中空夹层钢管混凝土试件在侧向冲击荷载下的有限元分析模型，计算考虑了材料的应变率效应。利用本文的冲击试验数据对此有限元分析模型进行了验证，进一步对试件进行全过程分析并分析了空心率对试件抗撞击性能的影响。(3)以高层和超高层中底层中空夹层钢管混凝土柱遭遇汽车碰撞

5、的工况为背景，建立了轴压力作用下圆套圆中空夹层钢管混凝土柱在汽车碰撞下的有限元计算模型，并对中空夹层钢管混凝土柱在汽车碰撞下的抗剪性能和抗剪承载力进行了分析。结果表明，中空夹层钢管混凝土柱在汽车碰撞下的动态抗剪性能和动态抗剪承载力不同于其静态抗剪性能和静态抗剪承载力，其不仅与构件本身的材料属性、应变率和边界条件等因素相关，还与撞击车辆的重量和撞击速度等因素相关。(4)基于以上试验和理论分析结果，给出了两端固定圆套圆中空夹层钢管混凝土柱在汽车碰撞下的破坏准则。关键词：中空夹层钢管混凝土，侧向冲击，有限元模型，汽车撞击，破坏准则万

6、方数据太原理工大学硕士研究生学位论文THEANALYSlSONTHEDYNAMICPERFORMANCEANDTHEDYNAMICSHEARFORCECAPACITYOFCFDSTCOLUMNSUNDERVEHICLEIMPACTABSTRACTWiththefoundationofthetraditionalConcrete．filledsteeltubularstructure，Concrete-FilledDoubleSkinSteelTubes(CFDST)asanewtypeofsteel-concretecompo

7、sitestructurenotonlyhavetheadvantagesofthetraditionalsteelconcretestructures，butalsocarriedoutcross-sectionandgreatbendingstiffness，comparedtoConcrete—filledsteeltubular(CFST)．Thisstructureiswidelyusedinhigh—risebuildings，bridgesandpowerfacilities．Duringthewholelife

8、cycle，concrete—filleddoubleskinsteeltubesmayinevitablysufferfromvariousimpactloads．Incurrenttheresearchaboutsteel—concretecompositestructu