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近年来恐怖袭击事件频发,使得建筑工程结构在正常使用期间可能遭受爆炸、冲击等偶然荷载作用;除此之外,在地震、强风等作用下,相邻建筑间的碰撞致损问题及隔震层的限位碰撞等都促使工程结构的抗冲击防护成为了研究的热点。目前对于建筑领域冲击防护的研究多集中在传统结构构件的抗冲击性能方面,如结构圆钢管和钢管混凝土等,针对建筑结构领域适用的耗能构件以及新型抗冲击构件的研究还较少。鉴于以上背景,本文提出将耗能特性优良的硬质聚氨酯泡沫(RPUF)与建筑结构领域最常使用的薄壁圆钢管相结合形成复合材料构件,对其短柱的轴压和轴向冲击性能以及长柱构件的侧向冲击性能展开研究,以期获得高效吸能、具有广泛工程应用价值的新型复合防护构件。本文选用密度为300kg/m~3的硬质聚氨酯泡沫和建筑结构中最常使用的Q235直缝焊管,通过自发泡的方式制备了RPUF填充圆钢管试件,并对其开展试验和数值模拟研究,开展的主要研究工作包括下述几个部分:(1)RPUF填充圆钢管短柱构件的轴压性能研究开展了6组RPUF填充圆钢管短柱构件的轴压试验,对比分析了RPUF填充圆钢管和空钢管在轴压荷载条件下的耗能特性。建立了RPUF填充圆钢管短柱构件的轴压有限元模型,开展参数分析,讨论了管径、壁厚以及试件高度对轴压耗能能力的影响,通过理论分析建立了短柱构件的平均压缩力公式。(2)RPUF填充圆钢管短柱构件的轴向冲击性能研究通过8组RPUF填充圆钢管短柱构件的轴向冲击试验,分析了其在冲击荷载与轴压荷载条件下的力学性能差异,通过有限元模拟分析了管径、壁厚、试件高度及冲击速度等因素对轴向冲击荷载条件下RPUF短柱构件耗能能力的影响。(3)RPUF填充圆钢管长柱构件的侧向冲击性能研究开展了34组RPUF填充圆钢管和18组空钢管长柱构件的侧向冲击试验,对比分析了RPUF填充管和空钢管的侧向冲击性能差异,总结了RPUF填充圆钢管长柱构件侧向冲击下的四种破坏模式;结合有限元手段,系统分析了锤头形式、径厚比、跨径比、冲击位置、冲击角度以及冲击速度等参数对RPUF填充圆钢管长柱构件侧向冲击力学性能的影响。