高温后钢管混凝土抗多次冲击力学性能试验研究

摘要：采用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置进行常温和高温后（100 ℃，300 ℃，500 ℃和700 ℃）钢管混凝土多次抗冲击性能试验研究，通过测量试件的应变时程曲线和应力时程曲线，分析其高温后的抗冲击动力特性.试验结果表明，高温后钢管混凝土经历多次冲击后无明显强度劣化，仍具有良好的抗多次冲击力学性能，适合做为抗火灾倒塌与军事上抗高温和重复爆炸、冲击作用的结构.

关键词：抗冲击性能；钢管混凝土；高温后；动态强度

中图分类号： TU398 文献标识码：AExperimental Study on the Dynamic Behavior

近年来，随着城市化的飞速发展与建筑密度和高度的增加，建筑火灾事故频繁发生，造成了相当数量的倒塌事故；同时一些重要的建筑也面临着恐怖袭击可能造成的高温火灾爆炸或冲击威胁.因此，需开始考虑建筑结构火灾（高温）后的抗冲击设计和抗倒塌设计.

钢管混凝土不仅具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能优越、施工方便等优点，且具有良好的耐火性能、火灾后力学性能与抗火灾倒塌能力［1-2］.因此，钢管混凝土也应具有良好常温下和火灾（高温）后抗冲击力学性能.国内外学者进行了混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能研究［3-6］，而钢管混凝土在爆炸和冲击荷载作用下的力学性能研究相对较少.陈肇元等［7］，Prichard和Perry［8］用落锤实验机进行了钢管约束混凝土的冲击试验；Xiao等［9］进行了钢管混凝土与约束钢管混凝土SHPB和高速轻气炮冲击试验；李珠等［10］对16根钢管混凝土短柱进行了轴向冲击试验研究；郑秋［11］进行了钢管混凝土落锤冲击试验研究；Huo等［12］进行了15个高温下钢管混凝土SHPB抗冲击性能试验研究；任晓虎等［13］进行了高温后钢管混凝土短柱落锤动态抗冲击试验研究.上述试验结果均表明，钢管混凝土无论是在常温下还是高温下（后）均具有良好的抗冲击性能，这主要是由于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土之间相互贡献、协同互补、共同工作［1］，使之具有更好的高温下（后）抗冲击力学性能.

4 结论

通过对不同温度作用后钢管混凝土进行SHPB抗冲击试验研究，得到如下结论：

1）随温度的升高，高温后钢管混凝土极限强度明显下降，但仍有良好的变形能力和后期承载能力，即高温后钢管混凝土具有良好的抗冲击能力.

2）多次冲击下高温后钢管混凝土强度和耗能结果表明，高温后钢管混凝土具有良好的抗多次冲击的能力，说明钢管混凝土可用于抗火灾倒塌与高温抗爆和抗冲击的结构中.参考文献

［1］ 韩林海.钢管混凝土结构

理论与实践［M］. 北京:科学出版社, 2004, 1-22, 69-74, 373-422

HAN Linhai. Concretefilled steel tubular structurestheory and practice［M］. Beijing: The Science Press, 2004, 1-22, 69-74, 373-422.

［2］ 林平洲,祝总成,李至钧.试评钢管混凝土结构的耐火性能［J］. 工业建筑, 1996, 26(9): 7-11.