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( 同济大学，上海200092)
摘要: 以相似比为1∶4 的双跨8 层混凝土框架模型为试验对象，按照8 度多遇( 0． 084g) 、8 度基本( 0． 24g) 、8 度罕遇( 0． 48g) 以及8 度半罕遇( 0． 612g) 的顺序，分四个阶段对模型结构进行模拟地震试验，框架模型损坏后，对框架损伤区域的裂缝进行环氧树脂注胶修复，然后对框架模型输入与初次振动台试验相同的工况进行再次振动台试验，并比较混凝土框架模型在初次振动台试验、再次振动台试验中动力特性指标的变化特点，注胶修复前、后的不同水准地震作用下混凝土构件开裂、压碎等破坏形态以及模型结构层间刚度; 将试验结果推算至原型，比较原型层间位移角等指标，以此评价注胶修复技术修复混凝土框架结构的有效性。试验结果表明，采用的环氧树脂注胶修复技术可以有效地修复震损后的混凝土框架结构。
关键词: 混凝土框架模型; 振动台试验; 注胶修复技术; 抗震性能
引言
历次大地震中，钢筋混凝土框架房屋，除了少数坍塌或破坏严重外，大部分都为轻度或中度损伤，属“可修”的范畴［1-2］。对于因为地震造成的混凝土开裂或压碎，研究者多采用高强聚合物材料进行灌缝或填补，然后再进行加大截面或高性能增强材料的加固［3-5］。从研究的角度来看，“高强聚合物的灌缝和填补”与“增强材料或加大截面”两者的贡献却往往难以明确区分。仅采用“高强聚合物的灌缝和填补”进行结构的损伤修补，结构的力学性能能够达到何等水平，是否能够恢复，这一问题在国内鲜有人进行研究。
从国外的研究成果［6-10］来看，采用“高强聚合物的灌缝和填补”进行结构震损修复的试验多为构件层面的静力试验，且表明了“环氧树脂注胶修复技术”用于修复小震至中震损伤的有效性。然而，注胶修复技术对于大震后的混凝土结构的损伤是否有效没有得到试验的验证。此外，上述研究均为构件层面的拟静力试验。从现有的资料来看，国外也缺少模拟真实地震作用下整体的震损结构修复效果的研究。
本文拟通过震损-修复-再震损的试验来对比研究混凝土框架结构的修复方法。拟对一个整体框架模型先进行初次振动台试验，然后采用环氧树脂注胶进行裂缝修复，修复后再进行振动台试验，试验内容如下:
( 1) 观察两次试验中框架模型结构的开裂、压碎等损伤发展过程。
( 2) 对比混凝土框架模型在初次振动台试验、再次振动台试验中自振频率和阻尼比等结构整体动力特性指标，研究其在不同水准地震作用下的变化特点。
( 3) 比较框架模型的位移、层间刚度值，并据此评价注胶修复的可行性。
1 混凝土框架振动台试验过程
1． 1 混凝土框架模型的设计
本文的试验模型为相似比1∶ 4 的双跨8 层钢筋混凝土框架，模型平面尺寸为3． 4m × 3． 4m，层高0． 75m，总高度为6m，如图1 所示。模型的框架柱的尺寸统一为150mm × 150mm，框架梁尺寸统一为125mm ×50mm，楼板厚度为30mm。模型主要物理量的相似关系式和相似系数见表1。模型混凝土粗骨料为再生骨料，而细骨料为新砂，配合比为: 水∶ 水泥∶ 砂: 石子=0． 76∶ 1∶ 4． 58 ∶ 1． 69 ( 配合比为粗细骨料均为干燥状态) 。混凝土框架模型总质量为23． 56t，其中模型质量10． 11t，附加质量9． 32t，底座质量4． 13t。
1． 2 试验测试方案和加载方案
框架模型养护完成后，在同济大学土木工程防灾国家重点实验室的振动台试验室进行振动台试验。
本试验选定四条地震波作为模拟地震振动台台面输入波，即: ①El-Centro 波( 简称E) ; ②Kobe 波( 简称K) ; ③Wenchuan 波( 卧龙台记录，简称W) ; ④MYG013 波( 仙台记录，简称M) 。根据抗震设防要求，输入地震波的加速度幅值从小到大依次增加，以模拟从多遇到罕遇等不同水准地震对结构的作用。本试验加载工况按照8 度多遇( 0． 084g ) 、8 度基本( 0． 24g) 、8 度罕遇( 0． 48g) 以及8 度半罕遇( 0． 612g)的顺序( 已考虑加速度相似关系Sa = 1． 2) ，分四个阶段对模型结构进行模拟地震试验。在进行每个试验阶段的地震试验时，由台面依次输入Wenchuan 波、MYG013 波、El-Centro 波和Kobe 波。在每个阶段下，先输入X、Y 的双向地震激励，然后输入X、Y、Z 三向地震激励。各水准地震作用下，台面输入加速度峰值均按有关规范的规定及模型试验的相似要求进行调整，以模拟不同水准地震作用。初次振动台试验与再次振动台试验输入工况相同( 均31 个) ，试验工况见表1。在不同水准地震波输入前后，对模型进行白噪声扫频，以测试模型结构自振频率、振型和阻尼比等动力特性参数。

1． 3 注胶修复过程
经过初次振动台试验后，采用压力注胶技术对震损框架模型进行裂缝修复。修复结构所采用的材料为由Araldite 公司生产的XH160A/B 环氧树脂胶裂缝修补胶及XH111 Normal A/B 封闭胶。XH160A/B 环氧树脂胶裂缝修补胶为双组份冷固化无溶剂环氧树脂灌注剂，其应用为混凝土结构的填缝注剂、多孔地台和墙壁的渗透剂、格构式及封闭式湿法外包钢填注胶。XH111Normal A/B 为双组份室温固化触变性环氧胶，具有对多数材料粘合力良好、力学强度高、防水和抗化学腐蚀能力强的特点。
框架修复的顺序为: 先自下而上逐层修复梁、柱及梁柱节点。具体的注胶施工过程见图2。梁、柱及节点注胶完毕后，再进行楼板灌胶修复; 因楼板的裂缝较宽，采用注射器低压注胶的方式，使胶水慢慢扩展并渗透到混凝土中。完成每层楼板的注胶后，均进行动力特性的数据采集。如图1 所示，框架梁、柱上可以看见注胶修复的痕迹。