Contents
xiii
9.3 Test Results and Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
9.3.1 Failure Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
9.3.2 Impact Force–Time History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
9.3.3 Deflection-Time History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
9.3.4 Energy Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
9.4 Numerical Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
9.4.1 FE Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
9.4.2 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
9.4.3 Comparisons of Numerical Results with Test Data . . . . . 300
9.5 Further Validations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
9.5.1 Reinforced UHPC Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
9.5.2 UHPC-FST Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
9.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
10 Residual Axial Capacity of UHPCC-FST Column Under
Contact Explosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
10.2 Review of the Existing Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
10.3 UHPCC-FST Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
10.3.1 Fabrications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
10.3.2 Steel Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
10.3.3 UHPCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.4 Field Contact Explosion Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.4.1 Test Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.4.2 Test Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
10.5 Axial Compression Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
10.5.1 Test Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
10.5.2 Test Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
10.6 Numerical Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
10.6.1 FE Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
10.6.2 Material Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
10.6.3 Loading Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
10.7 Comparisons with Test Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
10.7.1 Damage and Failure Modes of Columns . . . . . . . . . . . . . . 346
10.7.2 Residual Axial Capacity and Failure Mode
of Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
10.8 Parametric Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
10.8.1 Steel Tube Thickness and Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
10.8.2 Core Concrete Strength and Cross-Sectional
Diameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
10.8.3 Influence of Varied Parameters on Damage Index . . . . . . 362
10.9 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
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9.3 Test Results and Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
9.3.1 Failure Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
9.3.2 Impact Force–Time History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
9.3.3 Deflection-Time History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
9.3.4 Energy Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
9.4 Numerical Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
9.4.1 FE Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
9.4.2 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
9.4.3 Comparisons of Numerical Results with Test Data . . . . . 300
9.5 Further Validations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
9.5.1 Reinforced UHPC Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
9.5.2 UHPC-FST Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
9.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
10 Residual Axial Capacity of UHPCC-FST Column Under
Contact Explosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
10.2 Review of the Existing Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
10.3 UHPCC-FST Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
10.3.1 Fabrications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
10.3.2 Steel Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
10.3.3 UHPCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.4 Field Contact Explosion Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.4.1 Test Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.4.2 Test Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
10.5 Axial Compression Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
10.5.1 Test Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
10.5.2 Test Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
10.6 Numerical Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
10.6.1 FE Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
10.6.2 Material Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
10.6.3 Loading Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
10.7 Comparisons with Test Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
10.7.1 Damage and Failure Modes of Columns . . . . . . . . . . . . . . 346
10.7.2 Residual Axial Capacity and Failure Mode
of Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
10.8 Parametric Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
10.8.1 Steel Tube Thickness and Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
10.8.2 Core Concrete Strength and Cross-Sectional
Diameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
10.8.3 Influence of Varied Parameters on Damage Index . . . . . . 362
10.9 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364