高温与冲击耦合作用下双钢管混凝土柱动态响应数值模拟研究

作者：孔祥清; 张惠玲; 张文萍; 付莹; 章文姣

来源：振动与冲击, 2023, 42(10): 92-171.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.010.012

• 双钢管混凝土(CFDT)柱
• 高温
• 冲击
• 耦合作用
• 有限元分析

为研究双钢管混凝土(concrete-filled double-tube, CFDT)柱在高温下的抗冲击性能，利用ABAQUS有限元软件建立CFDT柱在高温与冲击耦合作用下的有限元模型，考虑材料的温度软化、应变率强化效应以及轴力的影响，并通过已有CFDT柱的火灾试验和常温下侧向冲击试验进行了分段验证。在此基础上，从冲击力、跨中位移、荷载分布情况与损伤演化等方面分析了不同温度下CFDT柱的抗冲击动态响应，并考虑了不同截面形式、轴压比、冲击速度和混凝土强度对CFDT柱抗冲击性能的影响。研究结果表明，在高温与冲击耦合作用下，CFDT柱主要呈现弯曲破坏，随着温度升高，CFDT柱抗冲击性能和抗弯承载力逐渐降低。CFDT柱的耐火极限是普通钢管混凝土柱的2.1倍。轴力对CFDT柱抗冲击性能产生不利影响，当轴压比从0增加到0.6,高温800℃时构件冲击力平台值下降了32.4%;混凝土强度对高温下CFDT柱抗冲击性能有显著影响，高温800℃时混凝土强度由40 MPa增加到60 MPa,构件冲击力平台值提高了22.8%。

• 单位
  建筑工程学院; 辽宁工业大学; 松山湖材料实验室