伴随着世界范围内交通意外、恐怖袭击等事故频发,钢筋混凝土结构在其服役期间面临着极端冲击荷载的威胁。各种冲击荷载对混凝土结构的承载力和安全性提出了更高的要求。钢筋混凝土T型截面梁由于自重轻、抗弯强度与矩形梁相当等优点,被广泛应用于桥梁、地下人防工程等建筑结构。但目前国内外学者对钢筋混凝土T型梁的研究主要集中在静态领域,对其在冲击荷载下的动态力学响应研究相对较少。基于此,本文利用大型通用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对冲击荷载作用下钢筋混凝土T型梁的动态响应进行了数值模拟研究,并综合分析了梁的不同设计参数(配筋率、配箍率、跨长、边界条件等)和不同冲击工况(冲击质量、缓冲垫板材料、冲击点位置等)对钢筋混凝土T型梁抗冲击性能的影响。在此基础上,又进一步对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土T型梁以及预应力混凝土T型梁的抗冲击动力行为进行了研究。具体研究内容如下:(1)基于现有文献中试验结果,建立了冲击荷载作用下无腹筋钢筋混凝土T型梁的三维有限元数值分析模型,对其冲击力、支座力、跨中位移、梁的裂缝发展过程和破坏形态、截面损伤评定和能量转化等动力响应进行了综合分析,并与试验结果进行了对比。模拟结果表明,无腹筋钢筋混凝土T型梁受冲击荷载作用时,在腹板剪跨区迅速形成从冲击点45°向下发展的剪切斜裂缝,呈现出典型的剪切破坏模式,T型梁破坏状态与试验基本一致。梁的最大跨中位移模拟计算值与试验值误差约为3.2%。在此基础上,综合分析了梁配筋率、配箍率、跨长、边界条件等不同设计参数以及冲击质量、缓冲垫板材料、冲击点位置等不同冲击工况等因素对钢筋混凝土T型梁抗冲击性能的影响。(2)建立了冲击荷载作用下CFRP加固T型梁的三维有限元数值分析模型,并与未加固T型梁进行了对比分析。数值模拟结果表明,外贴CFRP条带加固明显提高了T型梁的整体刚度,使结构塑性变形得到改善。与未加固梁相比,加固梁的最大跨中位移和残余位移分别减小了约7.9%和23.3%,并且梁全跨长的截面损伤因子降低到了0.3以下,有效增强了其抗冲击能力。另外,还进一步研究了CFRP加固方式、加固尺寸、加固层数以及FRP材料种类等因素对CFRP加固T型梁抗冲击性能的影响。(3)建立了冲击荷载作用下预应力T型梁的三维有限元数值分析模型,对不同预应力水平下预应力梁的冲击力、支座力、跨中位移、破坏形态、截面损伤因子等动态响应进行了分析。结果发现,随着预应力的增加,各梁的跨中位移减小,但跨中位移的减小幅度增大,并且裂缝数量明显减少,主斜裂缝开裂程度减轻。此外,还深入研究了不同混凝土强度、预应力筋配筋率、冲击速度等因素对预应力T型梁抗冲击性能的影响。