冲击荷载下钢管混凝土柱模型力学性能试验研究_张望喜

爆炸冲击荷载作用下钢骨混凝土柱性能研究共3篇爆炸冲击荷载作用下钢骨混凝土柱性能研究1随着建筑设施的不断更新与安全要求的不断提高，对于钢骨混凝土建筑的研究也日益深入，其中钢骨混凝土柱也成为了关键研究对象之一。

在日常使用过程中，钢骨混凝土柱常常承受着各种不同的荷载，其中最具危险性的莫过于爆炸冲击荷载了。

本文将就爆炸冲击荷载作用下钢骨混凝土柱的性能进行研究，从设计、施工和实验角度，通过模拟和仿真分析，探讨如何提升钢骨混凝土柱在爆炸冲击荷载作用下的稳定性能，以达到更加安全可靠的设计要求。

一、爆炸冲击荷载背景及影响1.爆炸冲击荷载背景爆炸冲击荷载是指在某一点源的爆炸产生的冲击波在经过空间间隙传输到达某一受力极点，从而对其产生压力、位移、应变等作用的荷载。

在现代社会，爆炸冲击荷载主要来自于工业化生产、交通运输和国防军事等领域。

例如，工厂爆炸、车辆炸弹和空中轰炸等均会带来爆炸冲击荷载的影响。

2.爆炸冲击荷载影响爆炸冲击荷载除了直接引起品质、安全事故等外，也对建筑设施自身的安全性产生了巨大的影响，如钢骨混凝土柱的稳定性。

钢骨混凝土柱作为建筑承重结构的主要组成部分，具有承受垂直荷载和水平荷载的重要作用。

但当遭受到爆炸冲击荷载时，由于内部结构的受损和变形，柱子的承载能力将受到严重的削弱，极端情况下可能导致柱子彻底崩塌。

所以，为了保障楼房或任何其他建筑设施的安全性和完整性，对钢骨混凝土柱的性能进行深入了解和研究尤为必要。

二、爆炸冲击荷载作用下的钢骨混凝土柱设计要求1.爆炸冲击荷载作用下的设计目标在钢骨混凝土柱在爆炸冲击荷载作用下的设计过程中，为保障其结构稳定性和安全性，需要充分考虑如下要点：（1）在材料选型方面，需要选择具有较高强度和耐久性的材料，如高性能混凝土和高强度钢等。

（2）在构造设计方面，需要尽量减少构件间的间隙空隙和弱点，以提高整个建筑的刚度和稳定性。

（3）在爆炸冲击荷载作用下的设计载荷和荷载分布是决定其结构承载能力的关键，需要通过精确的工程分析来对应制定设计，以确保其安全稳定。

冲击荷载作用下预应力混凝土梁的力学性能研究预应力混凝土结构作为十九世纪的一个重大发明被广泛地应用于大跨度、高层以及复杂的结构当中。

预应力混凝土梁在高速冲击作用下其强度本构关系与破坏性能显示出明显的与加载速率密切相关的特征。

随加载速率的提高,预应力混凝土梁的动力强度有明显的增高,即率相关效应,这一现象对大型结构的动力安全稳定性评价具有重大意义。

本文以落锤与预应力混凝土梁冲击为例,研究其动力本构关系与应变率的关系,观察不同速率的损伤断裂过程与破坏形态。

主要研究内容如下:(1)设计并制作了一台落锤冲击试验机,该落锤装置能够获得足够的能量以满足试验需求。

进行试验前,通过冲击条件测试,调整并确定了较为合适的铝锤头和铝垫片,并通过相关试验验证了冲击的稳定性和重复性,试验结果表明,该落锤装置具有较好的重复性与稳定性。

(2)完成一组预应力混凝土梁和素混凝土梁的静力试验,试验获得了试块在静力加载下的承载力、跨中位移以及破坏形态。

试验结果表明,素混凝土梁的静力承载力要远小于预应力混凝土梁。

(3)利用落锤冲击试验机,进行了预应力混凝土梁的横向冲击试验,试验中应变率范围为1s-1-3s-1。

试验的主要参数包括落锤冲击高度和质量、预应力以及配筋率。

同时,完成了一组素混凝土梁的冲击试验进行对比。

试验中采用高速摄像仪记录了冲击过程,通过测量记录了力时程曲线、加速度时程曲线、应变时程曲线以及试块受拉区的裂纹宽度。

试验结果表明,随着落锤质量和下落高度的增加,输入能量增加,试块受拉区的裂纹宽度越大;通过提高预应力和配筋率能够有效地延后试块裂纹的产生,并抑制裂纹的发展。

(4)统计分析了试验中系统的输入能量和预应力混凝土梁所吸收的能量,发现落锤在冲击试块的过程中存在着能量的损耗,包括铝锤头、铝垫片和力传感器发生塑性变形所消耗的能量。

同时,对冲击过程的能量转化作了简单的分析。

(5)采用三维离散元软件PFC3D对预应力混凝土梁的落锤试验进行了模拟,取得了比较好的效果。

型钢混凝土柱侧向冲击后剩余承载力的力学性能研究型钢混凝土柱侧向冲击后剩余承载力的力学性能研究引言型钢混凝土结构是一种目前已广泛应用的结构形式，由型钢骨架和混凝土填充体组成。

但在实际使用过程中，型钢混凝土结构可能会遭受外力冲击，对其力学性能产生不利影响，特别是柱子的承载力。

因此，对型钢混凝土柱侧向冲击后的剩余承载能力进行研究具有重要意义。

一、型钢混凝土结构的冲击特性型钢混凝土结构在受到冲击载荷作用时，由于其复合材料的构造，其冲击响应表现出多种特点。

首先，型钢骨架具有良好的延性和韧性，能够吸收和分散部分冲击能量；其次，混凝土填充体具有较高的强度和刚度，能够提供一定的抗冲击能力。

然而，在冲击载荷超过一定程度时，型钢和混凝土之间可能出现分离或剪切破坏，进而影响结构的力学性能。

二、型钢混凝土柱冲击后的力学性能型钢混凝土柱在受到侧向冲击后，其力学性能将发生变化。

前人的研究表明，冲击载荷作用下，柱子可能出现变形、断裂甚至垮塌。

为了研究冲击后型钢混凝土柱的剩余承载力，本文通过试验和数值模拟相结合的方法进行了研究。

1.试验设计选择一系列具有不同尺寸和型号的型钢混凝土柱，通过冲击加载装置施加侧向冲击载荷，并通过传感器记录柱子的变形和应力响应。

进一步，通过断面取样和材料试验，获取冲击后柱子截面的力学性能参数。

2.试验结果分析根据试验结果，分析柱子在冲击后的变形和破坏模式。

发现冲击载荷的增大导致柱子的抗弯性能下降，从而影响其承载能力。

同时，通过对比冲击前后柱子截面的力学性能参数，发现柱子在冲击后其抗剪能力明显下降，而抗压能力相对较好保持。

这说明型钢混凝土柱侧向冲击主要表现为柱子截面的剪切破坏。

3.数值模拟基于试验结果，利用有限元软件进行数值模拟。

通过模型的建立和参数的设定，模拟出型钢混凝土柱在冲击载荷下的变形和应力分布。

通过与试验结果的对比，验证数值模拟的准确性。

三、型钢混凝土柱冲击后剩余承载能力的影响因素通过试验和数值模拟的研究，得出以下结论：1.冲击载荷的大小直接影响柱子的剩余承载能力，载荷越大导致柱子的抵抗能力越低。

钢铁管状立柱的抗冲击性能研究与优化设计钢铁管状立柱是一种常用于建筑、桥梁和其他结构中的重要材料，具有优异的抗拉强度和抗压性能。

然而，在某些特定工况下，如地震、爆炸等强烈冲击荷载作用下，钢铁管状立柱的抗冲击性能成为设计中需要关注的重要问题。

本文将对钢铁管状立柱的抗冲击性能进行研究与优化设计，以提高其在强冲击荷载下的安全可靠性。

首先，我们需要对钢铁管状立柱的冲击行为进行研究。

冲击行为主要包括冲击载荷的作用时间、作用方式和作用位置等。

通过实验测试和数值模拟分析，可以获得钢铁管状立柱在不同冲击工况下的变形形态、破坏模式和应力应变分布等重要信息。

这些信息对于理解钢铁管状立柱的抗冲击机制具有重要意义。

接着，我们可以通过优化设计来提高钢铁管状立柱的抗冲击性能。

优化设计可以考虑以下几个方面。

首先，优化钢铁管状立柱的材料选择。

选择高强度的钢材或采用复合材料来制作立柱可以提高其整体承载能力和抗冲击性能。

其次，优化立柱的几何形状。

通过调整立柱的截面形状、长宽比和厚度分布等参数，可以提高其抗弯强度和抗冲击性能。

此外，采用减震降能装置和加固措施等方式也可以有效提高钢铁管状立柱的抗冲击性能。

进一步地，在优化设计中，我们可以通过结构耦合优化方法来考虑钢铁管状立柱与周围结构的相互作用。

例如，在地震工程中，通过考虑结构的整体响应和相对位移等因素，可以优化立柱的几何形状和配筋方式，以提高抗震性能。

类似地，在爆炸冲击工程中，通过考虑爆炸载荷的作用时间和作用位置等因素，可以优化立柱的材料选择和厚度分布，以提高抗爆炸性能。

此外，为了进一步提高钢铁管状立柱的抗冲击性能，我们还可以考虑其他一些辅助措施。

例如，在设计阶段增加立柱的安全系数以考虑不确定因素，或者在施工阶段对立柱进行非破坏性检测以确保质量。

此外，在应急预案中也可以设计紧急支撑和防护措施，以应对意外情况。

综上所述，钢铁管状立柱的抗冲击性能是设计中需要关注的重要问题。

通过研究分析和优化设计，可以提高钢铁管状立柱在强冲击荷载下的抗冲击能力。

冲击和快速加载作用下钢筋混凝土梁柱构件性能试验与数值模拟研究的开题报告一、研究背景随着城市化进程加快和建筑业对建筑安全要求愈发严格，非线性冲击和快速加载所引起的构件破坏问题引起了越来越多的关注。

因此，研究冲击和快速加载对钢筋混凝土梁柱等构件性能的影响，有着重要的理论和实际意义。

二、研究目的本课题旨在通过试验和数值模拟相结合的方法，对冲击和快速加载作用下的钢筋混凝土梁柱构件的力学特性进行研究，深入探讨其破坏机制和影响因素，为提高建筑物安全性和保障人民生命财产安全提供技术支持。

三、研究内容1. 钢筋混凝土梁柱构件冲击和快速加载试验的设计和实施，掌握试验数据的获取和处理方法；2. 基于ANSYS等有限元分析软件，建立钢筋混凝土梁柱构件的三维有限元模型，并进行模拟分析；3. 分析冲击和快速加载作用下钢筋混凝土梁柱构件的受力性能变化和破坏机理，探讨其影响因素；4. 对比试验数据和有限元模拟结果，验证分析方法的可靠性和精度；5. 针对研究结果，提出了有关防护措施和加强建筑结构抗震性能的建议。

四、研究方法1. 实验方法：选取几组参数合理的样本，设计试验方案，通过加速器和荷载装置，以一定的冲击和载荷速率进行冲击和快速加载试验，并在试验过程中记录试验数据。

2. 数值模拟方法：基于有限元方法，建立钢筋混凝土梁柱构件的三维有限元模型，并通过ANSYS等有限元分析软件，对梁柱在冲击和快速加载作用下的力学特性进行模拟，并分析其特点与影响因素。

3. 结果分析方法：通过分析试验和模拟结果，对冲击和快速加载作用下的钢筋混凝土梁柱构件的受力性能变化、破坏机理、防护措施等进行分析和探讨，为提高建筑物安全性和保障人民生命财产安全提供建议。

五、预期成果通过本研究，预期得到以下成果:1. 冲击和快速加载作用下钢筋混凝土梁柱构件的试验数据及其解析；2. 钢筋混凝土梁柱构件的三维有限元模型和模拟分析结果；3. 冲击和快速加载作用下钢筋混凝土梁柱构件的受力性能变化和破坏机理等方面的深入探讨；4. 针对研究结果提出有关加强建筑结构抗震性能的建议，为提高建筑物安全性和保障人民生命财产安全提供技术支持。

水平冲击荷载作用下钢管混凝土柱动力响应试验与数值模拟郭玉荣;李炎蓁;霍静思;肖岩;李智【摘要】为研究钢管混凝土柱在侧向冲击荷载作用下的动力性能,进行了2根圆形钢管混凝土柱的水平冲击试验,实测了冲击过程中冲击力、冲击点位移时程曲线及冲击力-位移曲线等冲击响应.建立了ABAQUS非线性有限元模型,对破坏模态及冲击力、冲击点位移时程曲线等动态响应进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,进而用有限元模拟结果揭示了钢管混凝土柱在冲击荷载下的破坏机理,即整体失效过程分为冲击区局部响应、柱顶支座响应、稳定响应和卸载响应4个阶段.结果表明:在冲击荷载作用下,钢管混凝土柱发生弯剪型破坏;所得结论为深入认识钢管混凝土柱的抗冲击行为和破坏形态提供了试验与理论基础,可为今后研究制定合理的抗冲击设计方法提供依据.%In order to study the dynamic behaviors of concrete-filled steel tube (CFST ) column under lateral impact load ,lateral impact tests for two circular CFST columns were conducted ,and impact force , impact point deflection-time curves as well as force-deflection curves were measured .Impact process of CFST column under impact load was simulated by using ABAQUS nonlinear model ,the failure mode and time-history curves of impact force ,impact point deflection were obtained ,and the simulation results agreed well with the experimental ones .The modeling results revealed the failure mechanism of CFST columns under impact load .The global failure process were divided into four stages ,local response phase in the impact zone ,support response phase on the column top ,steady response phase and unloading response phase .The results show that CFST columns appear bending-shear failure under impactload .The research can provide experimental and theoretical basis to deeply understand the impact resistance and failure mode of CTST column ,and it can provide evidence for reasonable anti-impact design method .【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2017(034)006【总页数】8页(P28-35)【关键词】钢管混凝土柱;冲击试验;数值模拟;抗冲击;破坏机理;动力响应【作者】郭玉荣;李炎蓁;霍静思;肖岩;李智【作者单位】湖南大学土木工程学院 ,湖南长沙 410082;湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室 ,湖南长沙 410082;湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室 ,湖南长沙 410082;湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室 ,湖南长沙410082;华侨大学土木工程学院 ,福建厦门 361021;南京工业大学土木工程学院 ,江苏南京 210009;湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室 ,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TU398钢管混凝土因其良好的力学性能，在建筑、桥梁以及电力系统等工程领域已得到广泛应用[1]。

爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的动力响应及损伤评估随着恐怖袭击目标的转变和天然气爆炸事故的增多,在进行民用建筑设计时,适当考虑爆炸荷载非常必要。

采用抗爆性能优越的材料和结构体系是最有效、最经济的抗爆设计途径,因此,本文将受力合理、塑性好、耐火性能优越的钢管混凝土柱作为研究对象,主要从爆炸冲击波的产生与传播、材料的动态力学性能、钢管混凝土柱在爆炸荷载作用下的动力响应和损伤评估等几个方面,系统地研究了钢管混凝土柱的抗爆性能,主要的研究内容和成果如下:(1)采用数值分析的方法模拟了爆炸冲击波产生与传播的整个过程,得到了网格尺寸对爆炸冲击波超压峰值的影响规律,验证了爆炸相似律的适用性,并分析了刚性地面对爆炸冲击波传播的影响。

研究结果为爆炸冲击波的准确模拟提供了一定的依据:爆炸超压峰值对网格尺寸的敏感度随着比例距离的增大而减小;当缩尺比例较小时,在比例距离较小的情况下,爆炸相似定律的误差较大;爆炸冲击波超压峰值会因刚性地面的反射作用而显著增大,但这种增强效应会随着起爆高度的增大而减弱,当起爆高度增大到一定数值时,这种增强效应就可以被忽略。

(2)采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验的数值模型分别研究了单轴应力状态下混凝土、钢材、钢管混凝土的动态力学性能和被动围压下混凝土的动态力学性能,并分析了HJC模型参数的敏感性。

研究结果可为爆炸荷载作用下钢管混凝土柱数值模型的建立提供一定依据:混凝土、钢材和钢管混凝土都是应变率敏感材料,材料强度随着应变率的增大都有一定程度的提高;HJC模型适用于模拟各种受力状态下混凝土的动态力学性能;可根据HJC模型参数的敏感性来修正数值模型;钢管与混凝土之间的粘结滑移对钢管混凝土的动态力学性能影响不大。

(3)采用等效单自由度分析方法,求解了不同截面形式的钢管混凝土柱在爆炸荷载作用下的最大动力位移。

与试验结果比较显示,简化的理论分析方法能很好地求解整个动力过程的最大动力响应,而且当材料用量相同时,圆形截面钢管混凝土柱的抗爆性能要优于方形截面钢管混凝土柱。

冲击荷载作用下混凝土动态力学性能研究
程思悟;代兴先;冯凯;齐子怡;张泽
【期刊名称】《河北水利电力学院学报》
【年(卷),期】2024(34)1
【摘要】为了探讨混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能,应用有限元分析软件对不同冲击速度下,C30、C40及C60混凝土的SHPB试验进行了模拟分析。

通过数值模拟得到了不同速度条件下的应力-应变曲线及能量时程曲线并分析了试件的破碎过程。

结果表明:C40混凝土与C60混凝土的峰值应力比C30混凝土分别高了20.8%与31.6%,提高混凝土的强度等级可以提高混凝土结构的抗冲击性能。

冲击速度为10 m/s与15 m/s时,混凝土的应变率分别是冲击速度为5 m/s的3.2与4.7倍,表明混凝土是一种应变率敏感型材料。

能量时程曲线总体上分为3个阶段:前期稳定阶段、中期增长阶段与最后稳定阶段。

冲击荷载作用下,混凝土先从边缘由外向内破裂,并在内部产生劈裂破坏。

【总页数】7页(P22-28)
【作者】程思悟;代兴先;冯凯;齐子怡;张泽
【作者单位】河北建筑工程学院土木工程学院;河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室;河北水利电力学院交通工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU528;TU398.9;TU37
【相关文献】
1.冲击荷载作用下橡胶混凝土的力学性能试验研究
2.冲击荷载作用下橡胶混凝土动态力学性能研究
3.轴向冲击荷载下中空夹层钢管混凝土的动态力学性能分析
4.冲击荷载下3种典型纤维混凝土的动态力学性能研究
5.冲击荷载作用下玄武岩纤维混凝土低温力学性能试验研究
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爆炸荷载下钢管混凝土柱抗爆性能研究建筑结构除了承受静动荷载以外，也可能遭受到由于爆炸恐怖袭击、偶然燃气爆炸等各种因素引发的爆炸冲击荷载。

钢管混凝土结构由于其具有受力合理、承载力高、抗震性能好、施工方便、经济效益显著等优势而在土木工程中得到广泛应用。

研究该结构在爆炸冲击荷载下的动态响应具有非常重要的理论意义及工程应用价值。

本文采用理论分析、试验研究和数值模拟相结合的方法，对爆炸冲击波与钢管混凝土柱相互作用，爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的动态响应、破坏模式和破坏机理等方面展开系统的研究。

主要的研究工作和结论如下：（1）对钢管混凝土柱构件进行了2发3柱在不同药量、不同比例距离下的静爆试验。

测得柱迎爆面和背爆面柱的柱顶、柱中、柱底的超压分布，以及振动加速度和最终位移，为准确预测作用在钢管混凝土柱上的爆炸荷载和评估钢管混凝土柱的破坏形态及破坏机理提供试验依据。

试验结果表明，对于刚度较大的结构构件来说，受迎爆面负压区、背爆面的影响很小，可以忽略不计，仅考虑迎爆面的正压区作用效应；当爆炸场中的反射环境较为简单时，测量柱迎爆面反射超压时，可以通过测量自由场中的反射超压近似得到；并且得到了试验爆炸荷载作用下相应的钢管混凝土柱的破坏形态。

（2）研究了爆炸冲击波与钢管混凝土柱之间的相互作用。

通过试验结果中的钢管混凝土柱迎爆面的超压分布，与已有的经验超压公式进行比较，选择TM5-1300中的各爆炸特征参数，为本文爆炸荷载的预测依据，为研究爆炸荷载作用下钢管混凝土柱动态响应提供可靠的爆炸荷载预测。

（3）建立爆炸冲击波及其与钢管混凝土柱相互作用的数值模拟方法。

基于显式动力学程序ANSYS/LS-DYNA，采用流固耦合法，通过选取合理的材料模型、沙漏控制方法、边界条件等因素，建立爆炸冲击波与钢管混凝土柱相互作用的数值模型。

通过与试验结果的对比，验证数值方法的正确性，并进行了参数分析。

研究结果表明，含钢率对爆炸波与柱相互作用的影响并不明显，截面形状和截面尺寸对爆炸波与柱相互作用的影响较为突出，相同的爆炸环境下，圆形截面柱迎爆面的爆炸荷载强度低于方形截面柱。

局部环向变厚度方钢管混凝土柱偏压力学性能研究
张望喜;廖宏臻;解圆聪;张倚天;张瑾熠;易伟建
【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(51)5
【摘要】针对海洋环境中飞溅区造成的钢管混凝土柱局部环向腐蚀现象,采用机械削减方式模拟钢管壁厚局部环向腐蚀,进行了7个方钢管混凝土柱偏压试验,揭示了削弱率和偏心率对其偏压承载力的影响,并通过数值模拟对削弱率进行拓展分析.提出了基于削弱率的偏压承载力降低系数,代入中、美规范进行偏压承载力计算.结果表明:钢管的局部环向变厚度严重削弱了方钢管混凝土柱的偏压承载力和侧向挠曲能力;较大的加载偏心率也降低了其偏压承载力,但增大了其侧向挠曲能力.引入偏压承载力降低系数后,根据中、美规范计算得到的偏压承载力与试验值均吻合较好;相比于我国规范,美国规范在计算偏压承载力时相对更加保守.
【总页数】11页(P1-11)
【作者】张望喜;廖宏臻;解圆聪;张倚天;张瑾熠;易伟建
【作者单位】湖南大学土木工程学院;工程结构损伤诊断湖南省重点实验室(湖南大学);湖南建设投资集团有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU398.9
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1.复式薄壁方钢管混凝土柱的偏压力学性能研究
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爆炸荷载作用下椭圆钢管混凝土柱冲击效应数值模拟发布时间：2022-02-17T09:16:05.383Z 来源：《防护工程》2021年29期作者：刘雪微李昊研王盛宇[导读] 被逐渐应用于工业厂房、公共建筑、桥梁工程和机场航站楼等实际工程中，尤其在机场中运用较多。

沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳 110168摘要：近年来，爆炸恐怖袭击事件时有发生，对人类生命安全和经济造成巨大损害。

而椭圆钢管混凝土柱逐渐被国外建筑师和结构师青睐，用于机场等大跨建筑结构，而此构件抗爆研究未见报道，为此我们进行对椭圆钢管混凝土柱抗爆的研究。

本文首先阐述爆炸冲击荷载的简化计算方法，介绍不同截面的钢管混凝土柱抗爆性能。

本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟椭圆钢管混凝土柱抗爆模型，以爆炸冲击波应力计算结果为基础，验证模拟结果准确性，而后分析爆炸荷载作用下椭圆钢管混凝土柱冲击效应，提出设计合理建议。

关键词：椭圆钢管混凝土柱；爆炸荷载；爆炸冲击波；有限元模拟；冲击效应1引言椭圆钢管混凝土柱作为新型异形钢管混凝土构件，其与圆、方形钢管混凝土柱一样，具有承载力高、塑性和耐火性能好以及施工快捷等优点，被逐渐应用于工业厂房、公共建筑、桥梁工程和机场航站楼等实际工程中，尤其在机场中运用较多。

近年来,世界上恐怖爆炸袭击和意外爆炸事件的接连发生，给社会和人民造成了不可估量的经济损失，建筑结构工程对抗爆要求更为严格。

[6]椭圆钢管混凝土柱具有良好的延性和韧性，具有很强的抵御爆炸冲击荷载的能力，[7]但椭圆钢管混凝土柱加工制作和设计理论严重滞后。

为了促进建筑结构抗爆的发展和提升建筑现代化水平，[10]对于椭圆钢管混凝土柱的抗爆性能研究显得尤为重要。

2有限元模型2.1有限元模型的建立结合工程实际应用，《组合结构设计规范》中常用的圆截面钢管混凝土截面套箍率范围（θ=0.5～2.5），钢管壁厚不小于8mm，确定最终构件尺寸，按1：2缩小后建立模型。

冲击荷载作用下预应力混凝土梁的性能及设计方法研究的开题报告一、选题背景和意义：预应力混凝土结构在工程中得到了广泛应用，其受力性能和优越的耐久性能使得它被广泛应用于建筑、桥梁、隧道等结构工程领域。

在使用过程中，预应力混凝土结构常常会受到冲击荷载的作用，导致结构的受力状态发生改变，这时如何准确地评价结构的承载能力和安全性能，成为了工程实践中需要解决的问题。

本课题旨在通过对冲击荷载作用下预应力混凝土梁的性能及设计方法的系统研究，为工程实践提供可靠的理论和技术支撑。

二、研究内容和方法本研究拟采用理论分析和数值模拟两种方法，对冲击荷载作用下预应力混凝土梁的受力性能及设计方法展开深入研究，具体内容包括：1. 对预应力混凝土梁的受力机理进行分析和研究；2. 确定冲击荷载的定义及范围；3. 基于理论分析和数值模拟的方法，研究冲击荷载作用下预应力混凝土梁的变形、破坏机制和承载能力；4. 探索预应力混凝土梁在冲击荷载作用下的设计方法和技术；5. 根据研究结果，提出相应的建议和意见，为预应力混凝土结构的工程设计和实践提供参考。

三、研究进展和计划目前，本研究已完成对预应力混凝土梁受力机理的分析和冲击荷载的定义。

下一步将重点展开理论分析和数值模拟，研究预应力混凝土梁在冲击荷载作用下的变形、破坏机制和承载能力，并探索预应力混凝土梁在冲击荷载作用下的设计方法和技术。

具体计划如下：1. 收集、整理冲击荷载作用下预应力混凝土梁相关文献和资料；2. 进行理论分析，研究预应力混凝土梁的变形、破坏机制和承载能力；3. 利用数值模拟软件，对预应力混凝土梁在冲击荷载作用下的变形、破坏机制和承载能力进行模拟分析；4. 总结研究结果，提出相应的建议和意见，并撰写论文。

四、预期成果本研究预计将获得以下成果：1. 深入了解冲击荷载作用下预应力混凝土梁的受力机理和变形破坏规律，提高对预应力混凝土结构的认识；2. 探索预应力混凝土梁在冲击荷载作用下的设计方法和技术，为工程实践提供可行性建议；3. 完成研究报告和论文，为相应的学术研究和工程实践提供参考。

轴向冲击荷载作用下T形截面钢管混凝土短柱力学性能模拟李召;别雪梦;刘向东;杜国锋【摘要】为研究T形截面钢管混凝土短柱在动力荷载作用下的力学性能,利用有限元软件ABAQUS对钢管混凝土短柱在冲击荷载作用下的力学性能进行数值模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行对比,验证了数值模拟中建模、相关参数和单元选取的正确性.根据此数值模型对T形截面钢管混凝土短柱的力学性能进行模拟,绘制不同强度冲击荷载作用下T形截面钢管混凝土短柱的冲击力时程曲线、位移时程曲线.数值模拟结果表明,T形截面钢管混凝土短柱具有较好的抗冲击性能,最终破坏形态为管壁屈曲破坏.【期刊名称】《桂林理工大学学报》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】7页(P500-506)【关键词】T形截面钢管混凝土短柱;数值模拟;冲击荷载;力学性能【作者】李召;别雪梦;刘向东;杜国锋【作者单位】长江大学城市建设学院,湖北荆州434023;长江大学结构工程与防灾研究所,湖北荆州434023【正文语种】中文【中图分类】TU375.3钢管混凝土具有较高的承载力、良好的塑性和韧性，广泛应用于高层建筑中。

目前国内外学者对钢管混凝土结构在准静态荷载作用下的力学性能进行了大量研究，并取得了较多的成果［1-4］。

由于实际工程中结构所受荷载较为复杂，除了承受静力荷载之外，还会承受各种形式的动荷载。

因此，研究冲击荷载作用下钢管混凝土结构力学性能具有重要意义。

国外学者Fujikura等［5］进行钢管混凝土爆炸荷载试验，验证钢管混凝土构件在爆炸荷载作用下具有较高的抗冲击能力；Remennikov等［6］对钢管混凝土试件进行落锤实验，研究表明钢管混凝土构件具有良好的抗冲击能力和耗能能力。

国内学者侯川川［7］利用冲击实验机对圆钢管混凝土构件进行横向冲击，并进行有限元模拟，研究影响钢管混凝土构件抗冲击能力的主要参数。

然而，对于异形截面钢管混凝土柱在冲击荷载作用下力学性能的研究尚未见报道，利用有限元软件 ABAQUS模拟文献［8］中圆钢管混凝土在冲击荷载作用下的力学性能，通过将试验结果与模拟值对比，验证整个模型的正确性，并根据该模型对T形截面混凝土短柱进行数值模拟，分析T形截面钢管混凝土短柱在不同冲击速度下冲击力时程曲线、位移时程曲线，并最终确定其破坏形式。