【摘 要】
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中空夹层钢管混凝土是指在同心放置的内、外钢管之间浇筑混凝土而形成的一种钢-混凝土组合构件,具有承载力大、截面开展、抗弯刚度大、自重轻、延性好、施工便捷等优点,能够被广泛应用于建筑、桥梁、地下工程的承重构件。撞击是结构在生命周期内不可避免的一种意外荷载作用,可能导致结构发生损伤甚至丧失承载力,快速评估构件在撞击作用下的损伤程度尤其重要。本文采用ABAQUS有限元模型对圆中空夹层钢管混凝土在轴力与撞击
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中空夹层钢管混凝土是指在同心放置的内、外钢管之间浇筑混凝土而形成的一种钢-混凝土组合构件,具有承载力大、截面开展、抗弯刚度大、自重轻、延性好、施工便捷等优点,能够被广泛应用于建筑、桥梁、地下工程的承重构件。撞击是结构在生命周期内不可避免的一种意外荷载作用,可能导致结构发生损伤甚至丧失承载力,快速评估构件在撞击作用下的损伤程度尤其重要。本文采用ABAQUS有限元模型对圆中空夹层钢管混凝土在轴力与撞击耦合作用下的力学性能进行分析,基于等效单自由度方法计算了构件的动力位移响应。研究内容如下:（1）建立了中空夹层钢管混凝土在轴力与撞击耦合作用下的精细化有限元模型,其中考虑了钢材与混凝土的应变率效应,界面接触关系等,通过将静力隐式分析和动力显式分析顺序耦合的方法实现了轴力的施加。基于典型试验数据,验证了有限元模型的可靠性。（2）在验证模型基础上,对圆中空夹层钢管混凝土构件在轴力与撞击荷载耦合作用下的工作机理进行了分析,分析内容包括构件的撞击全过程、破坏模态、钢管与混凝土的相互作用和耗能能力等。研究了轴压比、名义截面含钢率、空心率、截面直径、材料强度、撞击速度及撞击质量对构件抗撞性能的影响,提出了构件抗撞承载力实用计算公式。（3）建立了轴压作用下圆中空夹层钢管混凝土构件跨中遭受撞击的等效单自由度体系,基于有限差分法给出了圆CFDST构件位移时程的计算方法。利用典型试验和有限元模拟结果验证了等效单自由度法的精度。
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