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多层砖房复合纤维抗震加固大型模拟震动台试验* 1，2 2 李大华 罗兆辉 1天津市地震局（300201） 2天津城市建设学院（300381） email: leedahua@126.com 摘 要：受美国赫氏公司委托，我们承担了复合纤维材料抗震加固在 5╳5 米三向地震模拟 震动台的试验研究工作。本次试验对一幢典型未经抗震设计的四层砖混结构 1∶4 模型，进 行了震坏后用美国赫氏公司玻璃纤维进行加固的试验，结果模型经受了 PGA 为 1g 水平入射 波的震动，这时地震烈度为Ⅸ度以上，试验模型仅发生了轻微破坏，试验获得了极大的成功。 复合纤维材料建筑抗震性能引起学者的极大关注和称赞。 关键词：多层砖房，复合纤维，抗震加固，震动台试验 1．前言 本文将介绍 1998 年末一次多层砖混结构整体加固试验研究，本文意义在于，2000 年 6 月，在北京第一届全国纤维增强塑料 （FRP）混凝土结构学术交流会共发表论文 68 篇 （综述 类 10 篇，研究类 41 篇，应用类 17 篇），我们尚未看到一例对整体结构进行的 FRP 加固试验; 2000 年 11 月，汕头第五届全国建筑物鉴定与加固改造学术讨论会也发表许多关于 FRP 加固 的论文，但仍未见到一例对整体结构进行的FRP 加固研究的论文; 从 2002 年 7 月，在昆明 第二届 FRP 学术会议至今，仍难得见到关于结构整体建筑加固试验研究的论文。在国际上， 笔者也还未见到一例对整体砌体结构进行 FRP 加固大型模拟振动台动力破坏试验。显然，为 了研究说明FRP 结构加固应用的有效性，只进行构件试验是很不够的，因此，本次 FRP 整体 结构加固试验的发表，目前仍有十分重要的开创性意义和研究应用参考作用。 复合纤维增强技术尤以生产航空材料的美国赫氏公司最为著名。美国赫氏公司的技术是 玻璃纤维、碳纤维或芳伦纤维用环氧树脂粘贴的复合纤维材料，主要用于建筑物和其他物体 的抗震加固和构造增强，经在美国的试验和实际使用验证，用此种产品加固的建筑可抵御地 震烈度为Ⅹ度的强烈地震，美国加利福尼亚州立法要求公用设施和其他建筑物，包括医院、 学校、车站等采用这种材料以达到抗御强地震的能力。 中国是一个地震多发地域，历史上曾发生多次强烈地震，损失巨大，中国政府历来都非 常重视地震工作，但目前尚未有更好的抗震加固材料。随着地震科学认识的深入、经济条件 的改善和震情形式的严峻，防震加固措施都显得不能十分满足防震要求或造价很高而无法大 面积推广。赫氏公司了解了这一情况，看到了中国的巨大潜在市场，开始考虑在中国天津市 经济技术开发区投资设厂，并在中国推广使用这种复合纤维材料，希望用于中国建筑的防震 * 地震科学联合基金项目（103001）和天津市建委科技资助项目。 加固。本文工作就是受赫氏公司委托进行技术推广前的试验研究和论证工作。 本次试验的目标是：针对亚洲量大面广的多层砌体房屋地震修复和抗震加固的需求，选 择有代表性的房屋类型，在大型震动台上进行赫氏复合纤维材料抗震加固性能地震模拟试 验，验证该项技术在中国防震减灾中应用的可行性和合理性。由于考虑到未来应用的经济承 受能力，试验有意选用了价廉的玻璃纤维进行结构抗震加固试验，试验结论并不排斥使用碳 纤维、芳纶纤维等其他材料。 2．加固方案和施工过程 本试验模型选择了当时杨玉成研究员砖房抗震性能大型震动台模拟试验研究项目刚用 过的一栋结构模型，项目组成员和美国赫氏公司工程师一起，通过通讯方式确定了试验加固 方案的基本框架，对该模型进行赫氏玻璃纤维材料加固模拟震动试验。现将试验模型、试验 设备概况介绍如下： 图1 8201模型2、3 、4层房屋平面图 2