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侧向冲击作用是通常由货车、船舶或脱轨列车等引起的典型极端动力荷载,会导致工程结构发生严重损伤甚至倒塌破坏。因此,作为工程结构的典型支撑形式之一,钢管混凝土柱的侧向冲击动力响应行为日益受到关注。本文首先进行了侧向冲击试验和有限元分析,获得了钢管混凝土柱的侧向冲击动力响应过程;重点关注了这类结构构件的局部动力响应过程特征。然后,提出了一种动力响应分析计算方法,实现了包括局部动力响应过程的钢管混凝土构件动力响应分析计算。最后,讨论了局部动力响应过程对设计计算的影响,完善了设计计算流程、形成了新的实用设计计算方法。主要包括以下内容:(1)进行了2/9跨位置的刚性落锤侧向冲击两端固支圆钢管混凝土柱试验研究,记录了结构柱的冲击后变形和损伤、动力响应过程发展、冲击力时程曲线和冲击点挠度时程曲线。根据冲击后的结构构件状态,总结了钢管混凝土柱的侧向冲击整体变形模式和损伤特征。通过记录的结构柱动力响应过程发展,证明了局部动力响应过程的存在性,并用于分析了构件的局部动力响应行为和构件的损伤开裂过程。获得了冲击力时程曲线特征,初步建立了冲击力时程曲线与结构柱局部和整体动力响应过程的对应关系。最后,总结了挠度时程曲线特征,归纳了冲击力时程曲线与结构柱变形损伤特征的对应关系。(2)通过有限元方法,补充分析了局部和整体动力响应过程中的钢管混凝土柱受力机理发展,明确了支座约束形式和冲击作用点位置对结构柱动力响应过程的影响,还总结了结构柱的运动特征。首先,获得了钢管混凝土柱的侧向冲击应力分布特征,分析了侧向冲击作用传播规律,进一步细分了局部和整体动力响应过程,总结了各细分阶段的结构柱受力模式特征。其次,通过对比应力分布发展过程,分析了两端固支、两端简支和固简支钢管混凝土柱的局部和整体动力响应过程差异,以及1/2跨和2/9跨侧向冲击过程的不同。在对比结果中,观察到了具有惯性边界的移动应力集中区域,移动应力集中区域的力学性能需要与惯性边界协调。最后,总结了局部和整体动力响应过程的冲击体和结构柱冲击点运动特征,提出了钢管混凝土柱冲击点加速度时程曲线简化模型。(3)基于移行铰理论和预测的加速度时程曲线简化模型,建立了侧向冲击作用下两端固支钢管混凝土柱动力响应过程分析计算方法。该方法考虑了钢管混凝土柱局部动力响应过程和弹塑性行为的影响,获得了具有完整特征的冲击力时程曲线和冲击点挠度时程曲线。(4)通过对固支柱侧向冲击计算模型的修正,提出了简支钢管混凝土柱的侧向冲击动力响应分析计算方法;并探讨了轴向压力和侧向冲击作用叠加后的结构柱动力响应分析计算。针对存在简支支座的结构柱,提出了一种经验的简支端移行铰惯性边界计算模型,是局部动力响应过程计算的必要组成成分。对于叠加轴向压力的情况,侧向冲击计算中考虑了轴向压力对结构柱局部压缩和局部弯曲过程的影响,描述了轴向压力导致冲击力峰值显著提高的现象。(5)讨论了局部动力响应过程和结构柱弹塑性行为在钢管混凝土柱侧向冲击设计计算中的重要性,完善了设计计算流程、形成了新的实用设计计算方法。首先,总结了常用设计计算力学模型的特点。根据总结的特点,推导了设计计算公式,分析了局部动力响应过程和构件弹塑性行为对设计计算结果的影响。然后,提出了两个系数用于评价局部动力响应过程和结构柱弹塑性行为在设计计算中的重要性。最后,根据推导的设计计算公式和提出的重要性评价指标提出了一种新的侧向冲击设计计算方法,避免了由于忽略结构柱局部动力响应过程和弹塑性行为而带来的较大误差。