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中空箱形钢管混凝土叠合柱是在箱形钢管混凝土叠合柱的基础上发展形成的一种新型叠合柱,除具有承载力高和抗震性能强的优点外,还具有自重轻、截面扩展好和动力性能更优的特点,因此,近些年来,钢管混凝土叠合柱被大量应用于高铁站房、桥梁隧道和超高层建筑中;针对目前叠合柱在撞击和冲击等动力荷载方面的研究,均未考虑施工工艺中施工荷载和预加压力的影响,为此,本文基于中空箱形钢管混凝土叠合柱的侧向撞击试验,运用仿真软件ABAQUS模拟验证了试验工况,并通过考虑了叠合柱的施工工艺流程,引入钢管混凝土初应力来探究施工荷载存在的前提下,对叠合柱构件在承受撞击荷载作用的影响规律。本文研究内容包括:(1)利用无导轨落锤式撞击试验机进行了中空箱形钢管混凝土叠合柱的横向撞击试验,试验过程中,采用力传感器、高速摄像机记录了撞击全过程中构件的撞击力时程曲线、跨中位移时程曲线、预埋表面应变时程曲线和轴力卸载时程曲线,考虑了撞击高度、边界条件和轴压比等因素对试件破坏模态及时程曲线波动形式的影响。试验结果表明,外包钢筋混凝土可与空八边形钢管和钢管混凝土相互协调,共同工作;固定约束条件较简支约束条件提高了叠合柱构件的抗变形能力;0.1和0.2的轴压比对其试件承受撞击荷载的影响不显著。(2)建立了中空箱形钢管混凝土叠合柱在撞击荷载作用下的ABAQUS有限元分析模型,其中,考虑了材料动态应变率效应、界面接触属性、网格划分质量和伪应变能控制等重要因素,最终从试件破坏模态、撞击力时程曲线和跨中位移时程曲线进行了对比验证,验证结果表明,所建立的有限元模型可以精确有效地模拟中空箱形钢管混凝土叠合柱在撞击荷载下的力学性能。(3)基于试验工况和仿真模拟,进行了施加钢管混凝土初应力的有限元分析模型,通过引入钢管混凝土初应力作为前期施工荷载,来探究初应力对叠合柱构件承受撞击荷载的动力响应规律,并根据规范公式和理论分析校核了钢-混凝土骨架及箱形叠合柱的模拟极限承载力值。着重分析了不同初应力系数对叠合柱构件在不同撞击能量和不同轴压比等因素下的抗撞击性能,充分考虑钢管混凝土初应力的影响规律。模拟结果表明,钢管混凝土初应力对中空箱形钢管混凝土叠合柱的撞击力平台值和撞击持时影响较大,降低了试件的截面抗弯刚度和各部件接触界面的工作性能,增大了试件跨中侧向变形。