高温后钢管活性粉末混凝土的动态力学性能

采用霍普金森压杆装置对高温后钢管活性粉末混凝土(reactive powder concrete-filled steel tube,RPC-FST)进行冲击压缩实验,分析了应变率效应及温度效应对试件动态力学性能的影响。结果表明:高温(200、300℃)后RPC-FST仍具有较好的抗冲击能力、延性和完整性;冲击荷载作用下,RPC-FST的应变率效应明显弱于RPC的应变率效应;随着过火温度的提高,RPC-FST的峰值应力逐渐增大,变形能力增强,抗冲击能力提高。动力提高系数随过火温度的提高而增大,说明高温后RPC-FST的应变率效应更显著。

高温后钢管RPC的SHPB试验研究

采用75 mm分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)分别对常温、高温200℃和300℃后的钢管活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete-Filled Steel Tube,钢管RPC)及RPC进行冲击压缩试验,分析了应变率效应及温度效应对试件动态力学性能和破坏形态的影响。结果表明:高温作用后钢管RPC的韧性和相对韧性均随应变率的提高而增大,相同应变率下钢管RPC的韧性和相对韧性随过火温度提高而增大。冲击荷载作用下钢管RPC和RPC的破坏程度均随过火温度提高而降低,RPC发生脆性破坏而钢管RPC发生延性破坏。钢管RPC的吸收能随过火温度提高而增大,但RPC的吸收能受过火温度影响较小。钢管RPC和PRC的吸收能均随应变率的提高而增大。试件的吸能能力取决于能量吸收率的大小。

高温后钢管RPC动态力学性能及数值模拟研究

采用φ74 mm分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)装置对30块高温后的钢管活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete-Filled Steel Tube,钢管RPC)进行了不同应变率的冲击压缩试验,得到了高温后钢管RPC的动态应力-应变关系和破坏形态。利用ANSYS软件模拟了钢管RPC截面温度场分布,然后根据加权平均法得到高温后钢管RPC的轴心抗压强度代表值,最后采用LS-DYNA软件模拟了高温后钢管RPC动态力学行为。结果表明,高温200~300℃后钢管RPC具有明显的应变率效应,经历高温作用后的钢管RPC仍保持较高的强度,较好的延性和整体性,变形能力有所增强。基于*MAT_CONCRETE_DAMAGE_REL3模型的数值模拟结果与试验结果吻合良好,能够较好预测高温后钢管RPC的动态峰值应力。