中空夹层钢管混凝土是指在两根钢管的夹层之间填充混凝土而形成的一种钢-混凝土组合构件,具有自重轻、施工便捷、承载力高、延性良好等优点,在建筑、桥梁、地下工程中有巨大的应用前景。火灾是工程结构面临的主要灾害之一,火灾后的结构力学性能是进行灾后结构修复和加固的重要依据。本文在火灾后中空夹层钢管混凝土构件的抗撞击性能方面进行了研究,主要工作如下:1)完成了15根中空夹层钢管混凝土和13根实心钢管混凝土构件的受火试验和火灾后落锤撞击试验。试验参数包括受火时间、外管径厚比、截面空心率、撞击能量、撞击动量和轴压比。通过受火试验,得到了构件截面不同位置的温度变化曲线。通过撞击试验,得到了构件的破坏模态,以及撞击力、变形、轴力和轴向应变的时程曲线,同时分析了不同参数对构件抗撞击性能的影响。2)建立了考虑火灾全过程的中空夹层钢管混凝土构件有限元模型,对火灾后构件的抗撞击性能进行了模拟。模型采用热固耦合单元计算了构件在受火阶段的力场和温度场,并考虑了钢材与混凝土在火灾不同阶段的本构模型、应变率效应以及界面接触关系。利用试验结果对有限元模型的精度进行了验证,结果表明模型能够较好地预测此类构件的侧向撞击响应。3)基于工程常用参数设计了中空夹层钢管混凝土典型试件,并利用有限元模型对其火灾后撞击破坏机理进行了研究。分析了典型试件在火灾过程中的温度场变化和应力分布,以及撞击过程中的破坏模态、应力分布、撞击力-变形关系曲线、外力平衡、构件耗能水平、界面法向接触应力和截面弯矩分配。同时对比了经历不同时间-温度-荷载路径的构件以及不受火构件的撞击响应,结果表明火灾对此类构件的抗撞击性能不利。4)对影响火灾后中空夹层钢管混凝土构件抗撞击性能的主要参数进行了分析,包括撞击能量、撞击动量、轴压比、受火时长、外管径厚比、截面空心率、内外钢管屈服强度和混凝土抗压强度。研究了上述参数对于此类构件抗撞击承载力和撞击变形的影响规律。