钢管混凝土(Concrete Filled Steel Tube,简称CFST)是将混凝土浇灌在钢管内部组成的新型结构构件,利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,不仅仅互补了彼此的缺点,而且又最大程度上发挥了各自的优越性能。除此之外,承载力高,塑性和韧性良好,施工方便,抗震性能优越,经济效果明显等特点,使得钢管混凝土在工程应用中越来越重要。虽然钢管混凝土结构获得了巨大的成果,但是在服役期间还有诸多问题,钢管混凝土和其他工程材料一样,在役过程中,避免不了会受到意外冲击作用,如飓风等自然灾害对建筑的破坏,船撞事故,爆炸对建筑结构的冲击,汽车对结构的碰撞等。随着钢管混凝土的应用日益广泛,钢管混凝土构件的安全设计十分必要。钢管混凝土构件在横向冲击下的力学性能研究已趋于成熟,然而对于冲击后构件剩余承载力的研究以及整体损伤评估方法亟待完善。本文运用理论分析、数值模拟、实验验证相结合的方法对钢管混凝土柱在侧向冲击荷载作用下的动态响应、试件受冲击作用后的残余承载力和冲击受损后的损伤程度评估等三方面进行了研究。主要内容包括以下方面:(1)对钢管混凝土柱的力学模型进行分析,得到受弯状态的圆钢管混凝土试件的极限承载力公式和抗弯强度,并计算试件完好状态下的极限承载力理论值;提出钢管混凝土柱损伤的评估方法,并以一种基于结构柱竖向残余承载力的破坏准则对试件的损伤程度进行分析,确定试件受损伤的评估方法。(2)运用落锤试验机对4根两端为固定约束条件的圆钢管混凝土柱进行侧向冲击实验。通过改变落锤冲击高度,实现试件经历弹性、弹塑性、塑性三种变形阶段并且采集落锤的冲击力时程曲线,钢管表面的应变时程曲线和试件跨中冲击位置的位移等实验数据。对测得的数据进行比对分析,证明了钢管混凝土柱具有良好的塑性和抗冲击能力。(3)通过LS-DYNA有限元模拟软件建立钢管混凝土柱有限元实体模型,与落锤冲击实验数据进行对比,验证有限元模型的正确的及数据分析的吻合程度。通过对锤头冲击力时程、跨中位置的变形及试件的破坏形式等方面的分析比较。结果表明,LS-DYNA有限元模拟软件可以很好地模拟冲击荷载作用下钢管混凝土柱的动力学性能。(4)对1根完好试件和4根损伤程度不同的钢管混凝土柱进行竖向轴压实验,将竖向轴压实验所测的各个试件的极限残余承载力结果与理论计算结果相对比,验证了理论计算公式的可行性,对试件受冲击荷载作用后的承载力损失进行分析,并对全部试件受冲击后的损伤程度进行评估。