Page 63 - 《爆炸与冲击》2026年第11期

第 46 卷 王帅帅，等： 数据驱动的箍筋加密钢筋混凝土柱爆炸损伤预测与评估模型 第 11 期

−4
−1
0.26lg ˙ε d +2.06 10 s ≤˙ε d ≤1 s −1

f td −1 −1
λ t = = 2lg ˙ε d +2.06 1 s ＜˙ε d ≤2 s (1)
f ts 
1.443 31lg ˙ε d +2.227 6 2 s ＜˙ε d ≤150 s
 −1 −1
®
0.041 9lg ˙ε d +1.216 5 ˙ ε d ≤30 s −1
f cd
λ c = = ( ) 2 (2)
−2.825 5lg ˙ε d +3.490 7 ˙ ε d ＞30 s −1
f cs 0.898 8 lg ˙ε d
−1
d s ˙ ε d 为混凝土的动态应变率，单位为 s ；
t t
式中：f 为混凝土的动力抗拉强度，f 为混凝土的静力抗拉强度；
f 为混凝土的动力抗压强度，f 为混凝土的静力抗压强度。
s
d
c
c
采用*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY 模型表征钢筋，该模型可模拟钢筋的各向同性硬化
和应变率效应，较好地反映钢筋的真实力学性能。钢筋的应变率效应采用 Malvar 等 [21] 的公式计算：
Å ã α
˙ ε
λ = (3)
10 −4
f y
α = 0.074−0.04 (4)
414
−1 y 290 MPa≤ f y ≤710 MPa ；
式中： ˙ ε 为钢筋的应变率，s ；f 为钢筋的屈服强度，MPa。公式的适用范围为：
−4
−1
10 s ≤˙ε≤225 s −1 。
1.2 试验介绍
Woodson 等 [22] 对 1/4 比例的两层 RC 框架结构开展了爆炸现场试验，评估了其在爆炸荷载作用下的
结构响应和破坏。通过数值模拟框架底层 RC 中柱在爆炸荷载下的动力响应，验证所建立 RC 柱模型的
准确性。框架柱形式如图 1 [23] 所示，试验中使用 7.1 kg 的 C4 高能炸药（相当于 8 kg 的 TNT 炸药），炸药
距离地面的高度为 0.305 m，到框架柱迎爆面的水平距离 S 为 1.07 m。该爆炸试验研究框架中的首层中
柱响应。结构首层中柱截面尺寸为 89 mm×89 mm，中柱的其他尺寸和配筋如图 2 [24] 所示，钢筋的材料参
数见表 1，结构的其他参数可参考文献 [22, 24]。

A quarter scale
RC frame specimen 178 mm
Reaction walls
910 mm
9.5 mm
W0.5 ties
8-D5 vertical
reinforcement
C4 Studied Blast face 910 mm
of column Concrete
7.1 kg D1@87 mm shear
reinforcement 229 mm
S=1.07 m 460 mm square footing Soil

图 1 现场试验示意图 [23] 图 2 外部中柱细节 [24]
Fig. 1 Sketch of field test [23] Fig. 2 External center column detail [24]

表 1 钢筋材料参数
Table 1 Reinforcing steel material parameters
钢筋 截面面积/mm 2 屈服强度/MPa 极限强度/MPa
W0.5 3.22 441 513
D1 6.45 399 610
D5 32.20 449 513
注：W0.5、D1和D5分别表示横截面面积为0.005、0.01和0.05 in 的钢筋。
2

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