近年来,建筑火灾事故和恐怖袭击事件频繁发生,导致的倒塌事故已经造成了巨大的人员和财产损失。钢管混凝土在准静态荷载作用下和常温下钢管混凝土抗冲击力学性能研究成果表明,钢管混凝土不仅具有良好的耐火性能和火灾后力学性能,而且常温下具有良好的抗冲击性能。这就使得钢管混凝土在火灾(高温)下(后)可能具有良好的抗冲击(倒塌)能力,适合作为一种良好的抗火灾倒塌结构形式。因此,本文运用湖南大学高性能落锤试验机进行了火灾下和高温后钢管混凝土的抗冲击性能试验研究,同时应用有限元软件ABAQUS/Explicit对火灾(高温)下和火灾(高温)后钢管混凝土冲击试验进行了数值模拟,为结构抗火灾倒塌设计提供参考。本文主要开展了如下研究工作:(1)研制了一种新型的可控复合升温方法,即采用电加热和液化气加热复合升温方法。以ISO-834标准升降温曲线和实际火灾的升降温曲线为参考进行了升温调试,为开展火灾试验提供一种实用方法。(2)进行了高温作用后钢管混凝土短柱落锤冲击试验研究,试验参数包括试件所经历的最高温度、冲击速度和锤重(冲击能量)、含钢率、试件在加热和冷却全过程中的轴压比水平,重点分析了轴压比水平(n)对钢管混凝土的最大冲击力和残余变形等力学指标的影响。(3)首次进行了ISO-834标准火灾作用下钢管混凝土短柱落锤冲击试验研究,试验参数包括受火时间、冲击速度、冲击能量、含钢率、高径比,重点分析了受火时间对钢管混凝土的最大冲击力和残余变形等力学指标的影响。(4)首次进行了火灾下钢管混凝土梁落锤冲击试验研究,试验参数包括冲击速度、冲击能量和升温时间。(5)采用有限元软件ABAQUS/Explicit建立了高温下和高温后钢管混凝土的动态冲击模型,并对钢管混凝土冲击试验进行了数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好,并提出了简化的抗冲击方法。