相比于圆钢管混凝土结构,方钢管混凝土结构在节点施工方面存在诸多优势,因此越来越多地被应用到实际工程当中。结构在使用过程可能遭受车辆、船舶等意外冲击作用,统计显示,这种对结构的冲击作用的角度往往具有随机性。而方钢管混凝土结构横截面并非是极对称的,所以不同冲击角度的冲击作用使结构产生的动力响应也不尽相同。本文从试验、有限元模拟和理论分析三个方面研究了不同冲击角度冲击荷载作用下方钢管混凝土结构的动力响应,主要研究内容如下:1.进行了落锤冲击试验,研究了冲击角度为0°时冲击高度、钢管壁厚、轴压力以及边界条件对方钢管混凝土结构动力响应的影响。试验结果表明方钢管混凝土试件在冲击位置四周会出现较大鼓曲变形,减弱了试件整体刚度,不利于结构抵抗冲击作用;试件整体刚度(包括约束条件影响和试件截面性质影响)对动力响应位移幅值的影响较大,刚度越大,位移越小。2.根据实际中常见的冲击形式,采用经试验验证的参数,建立了不同冲击角度冲击荷载作用下简化的方钢管混凝土整体变形模型和角部损伤模型。有限元模型计算结果显示,方钢管混凝土结构在不同冲击角度冲击荷载作用下,沿纵向的动力响应规律是相同的;冲击体直接冲击方钢管混凝土结构角部时,很可能导致角部局部破坏并发生较大局部变形,削弱结构整体刚度;当冲击能量相同而冲击动量不同时,冲击动量越小,冲击持时越短,材料应变率效应越明显,从而使冲击力峰值增大,挠度减小。3.通过移行铰理论得到两端固支梁在任意位置侧向冲击荷载作用下最大位移与梁横截面塑性极限弯矩成反比的关系,并推导了不同冲击角度方钢管混凝土结构截面塑性极限弯矩的计算表达式。计算结果表明,方钢管混凝土结构截面塑性极限弯矩随冲击角度的增大而减小,故其在冲击荷载作用下最大位移随冲击角度增大而增大。4.通过对比有限元计算结果与理论推导结果,发现限制方钢管局部鼓曲变形的局部约束可以有效提高方钢管混凝土结构抗冲击能力。