Page 137 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 陈泓宇，等： 钢筋混凝土墩柱侧向冲击损伤的评估方法 第 4 期

® −1
0.041 9 lg ˙ε d +1.216 5 ˙ ε d ≤30 s
f cd
F c = = ( ) 2 ( ) (1)
f cs −2.825 5 lg˙ε d +3.490 7 ˙ ε d ＞30 s −1
0.898 8 lg˙ε d
 −1
 0.26 lg˙ε d +2.06 ˙ ε d ≤1 s
f td −1 −1
F t = = 2 lg˙ε d +2.06 1 s ＜˙ε d ≤2 s (2)
f ts  −1 −1
1.443 31 lg˙ε d +2.227 6 2 s ＜˙ε d ≤150 s
c t f cs 为静态抗压强度，
式中：F 为动态抗压增强因子；F 为动态抗拉增强因子； f cd 为动态抗压强度，MPa；
−1
˙ ε d 为应变率, s 。
MPa； f td 为动态抗拉强度，MPa； f ts 为静态抗拉强，MPa；
钢筋应变率效应采用 Malvar 提出的 DIF 模型 [22] ：
−4 0.074−0.040f y /414
F s = (˙ε/10 ) (3)
s −1 f y 为钢筋屈服强度, MPa。
式中：F 为钢筋动态提高系数； ˙ ε 为应变率, s ；
1.3 有限元模型建立

RC 墩柱冲击有限元模型如图 3 所示，小车
模型的质量为 1 200 kg，小车冲击速度采用关键 Axial hydraulic platform
字*INITIAL_VELOCITY_GENERATION 定义。
Simplified car model
此 外 ， 对 RC 墩 柱 顶 部 施 加 水 平 平 动 和 转 动 约
束，释放竖向自由度，以模拟试验中对柱顶施加 RC column
竖向轴力，对混凝土底座进行固定约束。采用关
键字*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE TO
SURFACE 定义小车模型与 RC 墩柱的冲击接
RC base
触，采用关键字*CONSTRAINED_BEAM_IN_
SOLID 定义钢筋在混凝土中的相互作用。
如图 4 所示，采用关键字*LOAD_SEGMENT_
图 3 RC 墩柱有限元模型
SET 在 顶 部 钢 板 上 施 加 轴 力 ， 通 过 *DEFINE_ Fig. 3 Finite element model of RC pier
CURVE 定义轴力幅值，轴力施加过程采用动态
松弛的方法，以保证柱顶轴力的稳定性。

500

Axial force
400

Force/kN 300

200

100

0 40 80 120 160 200
Time step
(a) Axial force loading diagram (b) Axial force loading curve

图 4 作用在柱顶部的轴力
Fig. 4 Axial force acting on top of column
1.4 有限元模型验证
对 Zhou 等 [19] 开展的 RC 墩柱冲击试验中试件 Z1-150-0.2 和 Z2-100-0.2 进行分析，试件编号中

150 和 100 分别代表箍筋间距 150 和 100 mm，0.2 为轴压比（对应的施加轴力为 438 kN），该试件冲击小

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