火灾作用后钢管混凝土构件侧向撞击性能研究

摘要

建立火灾作用后钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)构件的侧向撞击数值模型以分析构件的抗撞击性能,并对模型的准确性进行了验证.分别对比了不同受火时间后构件的跨中挠度、撞击力和截面弯矩时程曲线,分析了受火后构件的弯矩和剪力分布形态.通过吸能系数和火灾后动态弯矩提高系数对受火后构件的抗撞击性能进行量化分析,并给出构件跨中最大挠度的计算公式.结果表明,受火时间对构件的跨中挠度、撞击时程、撞击力和截面弯矩影响明显.随着受火时间增加,构件的跨中挠度大幅增加,撞击时程变长,且外钢管与混凝土各自承担的动态极限弯矩之比增大.惯性力对构件弯矩和剪力分布的影响主要在峰值阶段,该阶段弯矩和剪力的分布形态明显改变.受火后构件的破坏形式为整体弯曲变形,构件主要通过整体变形耗散落锤的动能.此外,构件的撞击力平台值、截面动态极限弯矩、吸能系数和火灾后动态弯矩提高系数均随着受火时间增加而降低,表明构件抗撞击性能和抗弯能力降低,公式计算的最大挠度与模拟结果吻合良好.