近爆作用下中空夾層超高性能鋼管混凝土柱的抗爆性能

鄧旭輝，王達鋒

（湘潭大學土木工程與力學學院，湖南 湘潭 411105）

近年來，世界范圍內的爆炸恐怖事件時有發生，生活中燃油氣、化工制品和汽車爆炸事故也屢見不鮮。承重柱作為重要的建筑工程結構，一旦發生破壞，可能導致整個建筑物的連續坍塌。為了減少爆炸事故中的人員傷亡和財產損失，對建筑物中重要構件的抗爆性能提出了更高的要求，迫切需要使用新結構或新材料來提高重要構件的抗爆性能。同時由于大多數爆炸發生在建筑物附近，因此研究結構在近距離爆炸作用下的抗爆性能具有重要的現實意義。

中空夾層超高性能鋼管混凝土（Ultra-high performance concrete-filled double skin steel tubes,UHPCFDST）柱是通過在兩個同心放置的鋼管之間填充超高性能混凝土而形成的一種新型鋼-混凝土組合結構。在該結構中，超高性能混凝土（Ultra-high performance concrete, UHPC）比傳統的普通強度混凝土具有更高的強度和延展性，并且擁有出色的能量吸收和抗裂能力[1]。中空夾層鋼管混凝土(Concretefilled double skin steel tube, CFDST)柱結構能夠充分發揮鋼管的強度特性，有效地防止鋼材屈曲并減少結構損壞，與傳統的鋼筋混凝土柱相比，在爆炸載荷作用下不會發生混凝土的破裂和剝落破壞。

國內外專家已對UHPCFDST 柱優異的抗爆性能開展研究。Aoude 等[2]對由超高性能鋼纖維增強混凝土組成的9 根方柱進行了爆炸試驗，研究中考慮了混凝土類型、纖維體積含量、纖維性能對方柱抗爆性能的影響，結果表明，UHPC 的使用能有效減小最大和殘余位移，其中纖維體積含量和纖維性能是影響UHPC 柱爆炸行為和破壞模式的重要因素。……