同济大学Wu, Hao，2024年第22篇SCI
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Engineering Structures
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Dynamic behaviors of eccentrically loaded RC column under lateral low-velocity impact
Jia P.C.; Wu H.; Peng Q.; Ma L.L.
Published：2024-06-15
DOI：10.1016/j.engstruct.2024.118031
研究背景
在当今社会，建筑结构的安全性备受关注。然而，许多研究表明，在偏心轴向载荷作用下，钢筋混凝土柱在低速横向冲击下的动态行为仍存在许多问题。这些问题不仅关系到建筑结构的稳定性，还可能对人们的生命和财产造成严重威胁。
研究内容
这项研究旨在研究偏心轴向载荷对钢筋混凝土柱在低速横向冲击下的影响。研究首先通过数值模拟方法验证了其准确再现了摆锤冲击和偏心加载试验中柱子的冲击力、挠度、轴向载荷和破坏模式。其次，分析了轴向载荷比和偏心距对钢筋混凝土柱动态行为的影响，得出以下结论：（i）增加轴向载荷比和冲击方向的偏心距可以减小轴向载荷比相对较低时钢筋混凝土柱的挠度；（ii）大量轴向载荷和冲击能量可能导致柱子的不稳定破坏；（iii）对于固定支撑的钢筋混凝土柱，可以忽略轴向载荷的偏心距，因为固定支撑限制了引起的边界旋转；（iv）对于带有固定-固定或固定-铰支撑的钢筋混凝土柱，在冲击方向应考虑偏心距，而在垂直冲击方向的偏心距可以忽略。此外，建立并验证了偏心加载的钢筋混凝土柱的动态耦合弯曲和剪切抗力函数。提出了一个2自由度模型，用于预测不同轴向载荷比和偏心距下钢筋混凝土柱的低速冲击行为。揭示了轴向载荷引起的破坏模式转变机制。增加轴向载荷可以增强柱子的弯曲抗力，并使破坏模式从弯曲向剪切/弯曲-剪切的趋势。P-δ效应受较大轴向载荷和挠度的影响而被放大，导致柱子的不稳定破坏。最后，提出了一个理论上的偏心加载钢筋混凝土柱临界不稳定的冲击能量，以辅助结构抗冲击设计。
研究意义
这项研究为我们深入了解偏心轴向载荷对钢筋混凝土柱在低速横向冲击下的动态行为提供了重要参考。通过对柱子的动态行为进行深入研究，我们可以更好地设计和改进建筑结构，提高其抗冲击能力，从而保障人们的生命和财产安全。
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