采空区地震耦合作用下碳纤维加固框架结构振动台试验研究*

2021-07-15刘书贤路沙沙刘少栋

建筑结构 2021年11期

刘书贤，王帅，路沙沙，刘少栋

(辽宁工程技术大学土木工程学院，阜新 123000)

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煤炭开采会造成很多不容忽视的问题，特别是综采放顶煤开采对地面建筑物产生很大影响[1]。煤炭开采可能会使地表产生变形，导致地表开裂、沉陷和塌陷,进而使建筑物产生裂缝、下陷、倾斜、扭转直至破坏。针对这些问题，朱传礼[2]分析了开采沉陷区框架结构的变形性能；杨令强[3]研究了采空区对框架结构的影响。上述研究主要针对采空区建筑物进行探究，适合非地震区。我国是一个多地震国家，而且有80%以上矿区位于地震区。这就要求在研究如何减小因煤矿采动引起地表沉陷对建筑物造成破坏的同时，还要考虑地震发生时对建筑物产生的破坏作用。

碳纤维具有很多优良特性，我国很多学者对碳纤维的加固性能进行了研究，例如：王新玲[4]、江卫国[5]、郭建明[6]、何梁华[7]、彭胜[8]、马洪伟[9]、镇斌[10]等对碳纤维加固框架结构进行了抗震性能的相关研究和分析。结果表明，碳纤维加固提高了结构的抗震能力。

综上所述，为了探究碳纤维的加固能否减小采空区沉陷和地震耦合对结构产生的破坏作用，本文制作了缩尺比为1/10的框架结构，采用碳纤维进行梁端和柱端加固。通过振动台试验，对比分析了未加固结构和加固结构的动力特性、地震反应等情况，探讨了碳纤维加固对框架结构的抗震和抗倾斜能力的影响。