Page 155 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 吴 昊，等： CFRP布加固砌体填充墙抗爆分析与设计 第 9 期

墙体与框架梁间产生明显相对滑移，与右侧框架
柱的滑移量约为 25 mm，墙体位移从侧边到中心
逐渐增大，墙体呈现内凹的破坏模式。图 13(b) Displacement/mm
0
给出了数值模拟预测得到的墙体最终变形，可以 Concaving −21
看出，墙体相对于框架同样呈现了滑移和墙体内 Concaving −42
Movement −63
凹的破坏模式，墙体与框架柱间的相对位移约 −84
−105
为 20 mm，与试验结果接近。 Movement
通过上述对比分析，验证了本文中提出的 (a) Test [7] (b) Simulation
未加固和 CFRP 布加固砌体填充墙抗爆有限元
图 13 未加固砌体填充墙破坏模式的对比
分析方法，包括材料模型及其参数、接触算法和
Fig. 13 Comparisons of damage modes of
爆炸荷载施加方法等，以及描述爆炸作用下墙体 unstrengthening masonry infilled wall
动力响应、损伤演化和破坏模式的适用性，可用
于原型砌体填充墙的抗爆性能评估与 CFRP 布抗爆加固设计。

3 原型砌体填充墙最优 CFRP 布加固方式

基于第 2 节验证的未加固和 CFRP 布加固砌体填充墙抗爆有限元分析方法，以美国联邦应急管理局
（FEMA 426） [28] 规定的典型汽车炸弹为爆炸源，参考 GB 50608—2020《纤维增强复合材料工程应用技术
标准》 [2] 推荐砌体墙抗震加固的 CFRP 外贴形式和构造要求，分析爆炸作用下 CFRP 布加固原型砌体填
充墙的动力行为，探究砌体填充墙抗爆的最优加固方式。

3.1 原型砌体填充墙设计
基于 GB 50003—2011《砌体结构设计规范》 [26] ，设计典型原型未加固砌体填充墙，如图 14 所示。墙
体尺寸为 3 750 mm×2 500 mm×240 mm，沿墙高间隔 500 mm 布置直径为 6 mm 的截断拉结筋，每层 2 根，
深入墙体长度为 700 mm。采用尺寸为 240 mm×15 mm×53 mm 的 MU15 等级黏土砖以梅花丁工艺进行
砌筑，砂浆层厚度为 10 mm，强度等级为 M7.5。

4 750 mm 500 mm

500 mm
500 mm 3 750 mm Wall

3 500 mm 2 500 mm Stretcher Header Tie bar

500 mm Frame

图 14 未加固原型砌体填充墙示意图
Fig. 14 Schematic diagram of unstrengthening prototype masonry infilled wall
3.2 工况设计
基于 GB 50608—2020《纤维增强复合材料工程应用技术标准》 [2] 推荐砌体墙抗震加固的 CFRP 布
外贴形式和构造要求，共设计 5 种不同的加固方式，分别为横向满铺、竖向满铺、垂直双向、对角双向和
混合三向，如表 3 和图 15 所示。其中，n 、n 和 v n 分别代表横向、纵向和斜向 CFRP 布条带数量，d 和
d
h
l 分别代表相邻条带的中心间距和 CFRP 布条带宽度。需要指出的是，上述 5 种不同加固方式的 CFRP
布的总用量保持相同。此外，根据 FEMA 426 [28] 规定的恐怖爆炸袭击类型，选取小轿车炸弹（227 kg
TNT 当量）作为爆炸源，以 Z=1.0 m/kg 1/3 和爆炸高度为 0.9 m 作为基准工况进行最优加固方式的遴选。

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