内填砂卵石薄壁方钢管柱充分发挥了钢管和砂卵石两种材料的特性,使其不仅可以增强薄壁空心钢管柱的稳定性能,而且还能弥补钢管混凝土柱在一定使用年限后难以节能环保、重复利用的不足。近年来,随着这类组合柱不断得到工程领域的重视,将会被用作结构物中的柱等主要承重构件,但在结构安装及服役期间,不可避免地会遭受各种意外荷载的撞击。结构在撞击荷载作用下会出现不同程度的损伤,严重时则会引起结构的整体倒塌,无论产生哪种变形模态,均必然导致该类构件承载力下降,甚至丧失承载能力。因此,为了进一步及时推广该类构件的工程应用,开展内填砂卵石薄壁方钢管柱在侧向冲击荷载作用下基本力学性能及其剩余承载力的试验研究,对结构在冲击荷载下变形、损伤破坏以及冲击后剩余承载力的研究有着十分重要的应用背景。本文对内填砂卵石薄壁方钢管柱在侧向冲击荷载作用下的动力响应过程及冲击后剩余承载力进行了试验研究。论文的主要工作与结果如下:1.针对薄壁空方钢管柱、内填砂卵石薄壁方钢管柱和薄壁钢管混凝土柱这三种试件进行冲击力和破坏模式定性分析。在冲击荷载作用下,这三种试件的冲击力平台值依次增大,且薄壁钢管混凝土柱的冲击力平台值是薄壁空方钢管柱的3~4倍,内填砂卵石薄壁方钢管柱的2~3倍。薄壁空方钢管柱破坏模式以局部破坏为主,并伴有一定的整体弯曲变形;内填砂卵石薄壁方钢管柱试件在冲击接触区域附近产生局部变形,最大整体挠度值在2mm内;而薄壁钢管混凝土柱只产生较小的变形,且并不明显,基本不影响结构整体受力。2.以压实系数(0、81%、86%、92%)和长细比(14.5、29.1、38.8、43.6、58.2)为主要变化参数,利用自主设计的一套简易落锤冲击装置对24根内填砂卵石薄壁方钢管柱在侧向冲击荷载作用下的力学性能进行了试验研究。试验重点获得了冲击力时程曲线和变形程度。随着压实系数增大,冲击力平台值越大,整体变形约束作用越明显,产生的塑性铰就越小,塑性铰消耗的能量就越少,进而内填砂卵石消耗的能量就越多,但作用时间减小,延性相对减弱。而在冲击荷载作用下,长细比对试件破坏形态的影响程度比压实系数较大,中长柱破坏变形形态主要为局部变形与整体变形耦合。另外,长细比参数对试件的冲击力峰值、平台值和作用时间均有显著影响,长细比越大,平台值越小,作用时间越大,但长细比超过43.6的试件其变化不明显。3.在压力试验机上分别完成24根冲击后的损伤试件和16根对比完好试件(无损伤原试件)的竖向静力荷载试验。试验中获得了荷载值与轴向位移、跨中和1/6等高处侧向位移及应变值,观察了试件破坏形态。所有完好试件的破坏形态均为局部屈曲,受损试件的破坏形态为局部与整体相关失稳。基于试件剩余承载力大小,定义损伤度来判定试件在冲击荷载作用下的损伤程度,损伤度随着压实系数和长细比的提高均呈现先增大后减小趋势,且发现除长细比为29.1试件属于严重损伤构件之外,其余均为中度损伤构件。