Page 160 - 《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

1/3
按照上述思路，进一步开展 39 个工况的计算，可以得出在比例距离范围 0.2 m/kg ≤Z≤2.0 m/kg 1/3
内，小轿车和手提包炸弹工况中无/截断/通长拉结筋原型砌体填充墙的 CFRP 加固抗爆最优层数，如
表 4 所示。可以看出：不同比例距离下拉结筋的布置对最优加固层数的影响较小，其原因在于，当采用
CFRP 布进行加固时，主要由 CFRP 布提供墙体与边界框架的连接以及墙体面外约束，不同拉结筋布置
形式仅影响是否需要加固的临界比例距离。

表 4 墙体最优 CFRP 加固层数
Table 4 Optimal number of CFRP layers for strengthening walls
不同拉结筋布置墙体最优加固层数
爆炸源 比例距离/(m·kg −1/3 )
无拉结筋布置 截断拉结筋布置 通长拉结筋布置
2.0 无需加固 无需加固 无需加固
1.8 1 无需加固 无需加固
1.6 1 1 1
小轿车炸弹（227 kg） 1.4 1 1 1
1.2 2 2 2
1.0 3 3 3
0.8 无加固必要 无加固必要 无加固必要
1.2 无需加固 无需加固 无需加固
1.0 1 1 1
0.8 1 1 1
手提包炸弹（23 kg）
0.6 2 2 2
0.4 2 2 2
0.2 无加固必要 无加固必要 无加固必要

5 结 论

针对建筑结构砌体填充墙面外抗爆能力弱的不足，开展了 CFRP 布加固砌体填充墙抗爆性能评估
与设计方法的数值模拟分析工作，得到以下主要结论。
(1) 提出了基于砌体填充墙简化分离模型的 CFRP 布加固砌体填充墙抗爆有限元模型分析方法，得
到了已有 9 组未加固和 CFRP 布加固砌体填充墙野外爆炸试验的充分验证。
(2) 对于外贴 CFRP 布抗爆加固方式，建议优先采用对角双向加固，其次是垂直双向加固和横向满
铺，不建议采用竖向满铺和混合三向加固方式。
(3) 典型小轿车（227 kg TNT 当量）和手提包炸弹（23 kg TNT 当量）爆炸作用下，墙体无需加固的比
1/3
例距离分别为 Z≥2.0 m/kg 1/3 和 Z≥1.2 m/kg ，墙体无加固必要的比例距离分别为 Z≤0.8 m/kg 1/3 和 Z≤
1/3
0.2 m/kg 。进一步基于 6～9 度抗震设防等级要求，给出了 3 种不同拉结筋布置形式（无/截断/通长拉结
筋）的原型砌体填充墙的最优 CFRP 加固层数建议。
需要指出的是，本文中仅针对 FEMA 426 中规定的小轿车和手提包炸弹在比例距离 0.2～2.0 m/kg 1/3
范围的爆炸工况给出了相应的加固设计方法。提出并验证的有限元分析方法可应用于其他潜在爆炸威
胁，以及不同尺寸和构造墙体的抗爆性能评估与加固设计。

参考文献：
[1] THOMPSON D, BROWN S, MALLONEE S, et al. Fatal and non-fatal injuries among U. S. Air Force personnel resulting
from the terrorist bombing of the Khobar Towers [J]. The Journal of Trauma: Injury, Infection, and Critical Care, 2004, 57(2):
208–215. DOI: 10.1097/01.TA.0000142672.99660.80.

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