Page 144 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 第 9 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 45, No. 9
2025 年 9 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Sept., 2025

DOI：10.11883/bzycj-2024-0280

CFRP 布加固砌体填充墙抗爆分析与设计 *

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吴 昊 ，陈文彬 ，陈 德 1,2
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（1. 同济大学土木工程学院，上海 200092；
2. 爆炸安全防护教育部工程研究中心，江苏 南京 211189）

摘要： 为研究爆炸作用下碳纤维增强聚合物（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）布加固砌体填充墙的抗爆性能
和设计方法，首先，采用 LS-DYNA 有限元软件建立砌体填充墙的简化分离有限元模型及 CFRP 布加固抗爆分析模型，
通过与已有的 9 组未加固和 CFRP 布加固砌体填充墙的野外爆炸试验结果进行对比，验证了所采用的墙体简化分离建
模方法、砌体和 CFRP 布本构模型及参数以及相应接触算法的适用性；然后，参考标准 GB 50608—2020 推荐的砌体
墙 CFRP 抗震加固方式，通过对比分析爆炸作用下 CFRP 布加固原型砌体填充墙的动力行为，建议优先采用对角双向
加固方式，其次是垂直双向和横向满铺加固方式，不建议采用竖向满铺和混合三向加固方式；最后，以同时满足
CFRP 布基本保持完整、墙体中心不发生砌块飞散以及墙体中心最大面外挠度小于墙厚为设计目标，得出典型小轿车
炸弹（227 kg TNT 当量）和手提包炸弹（23 kg TNT 当量）在不同比例距离爆炸时，对应 6～9 度抗震设防等级要求的 3 种
1/3
拉结筋布置形式（无/截断/通长拉结筋）原型墙体需要加固的比例距离范围分别为 0.8～2.0 m/kg 1/3 和 0.2～1.2 m/kg ，进
一步给出了最优 CFRP 布加固层数建议。结果表明，拉结筋布置对最优加固层数的影响较小，仅影响墙体需要加固的
临界爆炸比例距离。
关键词： 爆炸荷载；砌体填充墙；碳纤维增强聚合物；抗爆加固；抗爆设计
中图分类号： O383; TU362 国标学科代码： 1303599 文献标志码： A

Blast-resistant analysis and design of CFRP sheet
strengthened masonry infilled walls

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WU Hao , CHEN Wenbin , CHEN De 1,2
（1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;
2. Engineering Research Center of Safety and Protection of Explosion & Impact of
Ministry of Education, Nanjing 211189, Jiangsu, China）

Abstract: Aiming to investigate the performance and design approach of the carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheet
strengthened masonry infilled walls subjected to blast loads, the commercial finite element program LS-DYNA is firstly used
to develop the simplified micro-finite element model of masonry infilled walls and the corresponding blast-resistant analysis
model of the CFRP sheet strengthened walls. By comparing the numerical simulation results with the nine groups field
explosion test results of the unstrengthening and CFRP sheet strengthened masonry infilled walls, the applicability of the
present simplified micro-modeling approach, as well as the material models and parameters of masonry and CFRP sheet and
the corresponding contact algorithm, is thoroughly verified. Furthermore, referring to the CFRP sheet seismic strengthening
methods recommended by China standard GB 50608—2020, the dynamic behaviors of the prototype masonry infilled walls
strengthened with CFRP sheets under blast loads are analyzed and compared. It is recommended that the diagonal two-way

* 收稿日期： 2024-08-12；修回日期： 2024-11-03
基金项目： 国家自然科学基金（52408555，52078379）；中国博士后科学基金（2024M752411）；东南大学爆炸安全防护教育
部工程研究中心开放基金（2024-SPEIKF-001）
第一作者： 吴 昊（1981— ），男，博士，教授，wuhaocivil@tongji.edu.cn
通信作者： 陈 德（1992— ），男，博士，博士后，chende@tongji.edu.cn

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