咱们来聊聊钢筋混凝土墙碰到冲击荷载这事儿，比如爆炸或者撞击，墙特别容易坏，这也就成了大家伙儿关心的重点。这次我用ANSYS/LS-DYNA搭了个有限元模型，拿个2吨重的东西，以3米每秒的速度撞墙当标准情况，专门看看轴压比、墙宽还有边缘构件这几个因素是怎么影响墙动态响应的，最后还总结了一下极限荷载下墙破掉的判断标准。 模型里用的是C30混凝土，钢筋用HRB400级，那个冲击体我就简化成了一个刚性球。网格大小定在50毫米，用八节点的六面体单元来划分。混凝土和钢筋我是连在同一个节点上的。边界条件是底部死死固定住，两边水平方向也不跑，冲击体就沿着Z轴正向去撞墙中间的点，撞击时间大概是0.002秒。 轴压比的范围定在0.15到0.45之间，具体就是把全部轴力除以混凝土抗压强度设计值来算的；墙宽分别取1.2米、1.5米还有1.8米；边缘构件的配筋率就设成0%、1%和2%这几个档次。 咱们来看看冲击荷载作用下发生了啥变化。刚开始那一瞬间（0到0.005秒），球一碰到墙，接触面就会出现剪切和撕裂的情况，混凝土也开始裂了；轴压比越高，这些裂纹就越集中在受冲击的地方。 过了一会到了0.005到0.015秒这段时间，混凝土裂开之后冲击能就变成了动能和变形能；墙越宽能量吸收得就越分散，最大的位移也就明显变小了。 再往后到了0.015秒左右的阶段，如果冲击能量太大超过了极限荷载，墙就会出现贯穿裂缝或者掉块的现象；边缘构件这时候作用就出来了，它能明显延迟斜裂缝的发展，把抗冲击韧性给提上去。 为了判断什么时候墙算是彻底坏了，我基于能量等效的原理定义了一个“冲击能门槛值”，就是指从开始受力到出现第一条贯通裂缝时最少得需要多少能量。要是后来的能量超过了这个值，就算墙坏了；算下来发现这个准则跟实际试验观察结果吻合度能有90%以上。 再详细说说各个参数的影响：轴压比在0.15到0.45之间变动的时候，有轴压的墙体损伤面积少了大概35%，而且坏的地方都集中在受冲的点上；每增加0.05的轴压比，冲击能门槛值就会降低大约8%。 墙宽从1.2米变到1.8米，损伤面积小了50%左右，门槛值反而能提高25%；宽一点的墙主要是靠把能量给分流了才变得这么抗撞。 边缘构件方面配筋率2%的时候能把斜裂缝出现的时间往后推0.01秒左右；门槛值也能涨18%；配1%的筋就能看到明显效果了，再多加效果就没那么明显了。 总结一下：适当提高点轴压比能让墙抗冲击的能力变强不少，不过过了0.45这个数效果就不那么明显了；增加墙宽或者做边缘构件这两种办法都能很好地把冲击能量给散开，是比较省钱又有效的方法；我提出来的这个“冲击能门槛值”准则可以给搞工程的人做抗冲击设计提供一个量化的依据。