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守护千年八廓古城 | 高延性混凝土加固西藏历史风貌建筑振动台试验
发稿时间:2026-04-20 09:27:51 阅读:226


2026年4月9日,“城市更新加固改造技术交流会暨高延性混凝土加固西藏历史风貌建筑振动台试验观摩会”在西安建筑科技大学草堂校区成功举办。

本次会议由西安建筑科技大学主办,陕西省抗震防灾协会、西安建筑科技大学土木工程学院、高延性复合材料研究院及爱游戏联合承办。全国工程勘察设计大师王立军、陈彬磊,西安建筑科技大学副校长雷鹏,中建集团海外部、中建六局、中建西南院、中建西北院、中国建筑设计研究院、中铁八局、中国水电三局、西藏建工建材集团、中国建筑技术集团和西藏自治区住建厅、拉萨八廓古城管委会等单位领导、专家和行业代表160余人参加。会议开幕式由西安建筑科技大学土木工程学院党委书记江中文主持。

“Part.01”

研究背景

八廓街历史文化街区位于拉萨市城关区,是拉萨城市形成与发展的历史中心区域。街区内分布着大量居民大院,承载着西藏的历史记忆与文化基因,是文化、历史、经济、社会、艺术多重价值并存的“活态博物馆”。

然而,受历史条件与建造工艺限制,这些建筑的结构安全问题日益突出。调查显示,街区内存在大量超高层建筑,远超相关保护规划的高度管控要求;建筑以砖混结构为主,兼有少量土木结构;多数建筑出现结构柱、墙体老化开裂、预制板构造裂缝、漏水等损伤,建筑质量普遍较差,大部分建成于2004年之前,使用已超20年。

西藏自治区位于亚欧板块与印度洋板块碰撞带,地震活动强烈,2000年以来多次发生5级以上地震。提升历史风貌建筑的抗震性能迫在眉睫。为此,西安建筑科技大学承担了该区域历史风貌建筑加固技术研究项目,系统推进相关试验与技术攻关。

2024年4月,西安建筑科技大学邓明科教授团队赴拉萨与当地设计院开展技术交流,并实地调研八廓古城,就381项目的加固方案进行深入讨论。

“Part.02”

研究内容

本次振动台试验聚焦藏式石砌体历史风貌建筑群——拉萨八廓古城的加固需求。针对藏式石砌体结构抗震设计规范空白、传统加固方法施工难度大等问题,研究团队采用高延性混凝土(HDC)薄层加固技术,以1/4缩尺模型模拟西藏典型超高超层石砌体建筑,通过从小到大逐级递增的地震动输入、类共振单向正弦波振动台模拟试验,研究模型在不同抗震设防烈度地震波激励下不同阶段的破坏特征、加速度响应、位移响应、扭转效应、滞回性能和耗能特性等动力特性和地震响应差别,重点分析研究其在破坏模式、损伤演化规律、倒塌过程等方面的特征规律。研究成果为超高超层藏式石砌体的改造加固提供了计算依据,并通过振动台试验验证了加固效果。

“Part.03”

试验过程与结论

4月9日下午,与会嘉宾在西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室现场观摩了“高延性混凝土加固西藏历史风貌建筑振动台试验”。四川省建筑设计研究院有限公司副总经理、总工程师赵仕兴教授级高工,西安建筑科技大学土木工程学院邓明科教授、信任教授三位专家进行了现场互动与专业讲解。

在试验加载环节,模型依次经历7度设防、8度设防、8.5度设防直至9度罕遇地震动输入:

8度设防(0.30g):房屋模型发生明显晃动,但整体性完好,几乎无损伤。

8.5度设防(0.45g):一层层高处出现错动,房屋模型主体未出现明显损伤。

9度罕遇(0.90g):房屋模型角部出现明显损伤,但房屋未发生倒塌,实现了“大震不倒”的抗震设防目标。

试验结论:高延性混凝土加固后的西藏历史风貌建筑模型成功经受9度罕遇地震考验,实现了“大震不倒”的设防目标。本次试验取得圆满成功,有力证明了高延性混凝土在保护历史风貌与提升抗震性能方面的双重优势。

“Part.04”

 高延性混凝土加固技术与成果应用

1. 高延性混凝土

高延性混凝土(高延性复合材料)是一种纤维增强水泥基复合材料,主要以水泥、砂、粉煤灰等矿物掺合料为基体,以高性能合成纤维为增强材料,具有高强度、高延性、良好的裂缝控制能力,其极限拉应变可达到3.0%以上,是普通混凝土的300倍,受弯时展现出类似于钢材的弯曲变形,故也被称为“可弯曲混凝土”。

2.高延性混凝土加固技术

高延性混凝土加固技术是在砌体结构表面压抹10-20mm厚的高延性混凝土面层,通过高延性混凝土与砌体构件表面优良的黏结性能,使高延性混凝土面层与墙体成为整体并协同受力;在遭遇地震时高延性混凝土的高强度、高抗裂性能和高耐损伤能力得以发挥,结构整体性和抗震性能因此得到显著提高。

研究团队通过对不同类型的砌体房屋进行模拟地震振动台试验,发现高延性混凝土加固后的砌体房屋可以抵抗9度罕遇地震。经陕西省科技厅鉴定,该技术“达到国际领先水平”。

3. 高延性混凝土加固技术优势

与传统加固方式相比,高延性混凝土加固技术具有施工工艺简单、易于操作、施工周期短;不需要穿墙、穿楼板钢筋,基本不破坏建筑外立面;加固面层厚度薄,不侵占原有建筑的使用面积;几乎不增加原来的基础荷载,基础不用加固;综合造价低等优势。

4. 科研成果转化应用

目前,高延性混凝土加固技术已在全国31个省(直辖市、自治区)10000余个项目中得到推广应用,工程案例涉及校舍加固、农房抗震改造、文物保护及历史风貌建筑修缮、政府办公楼、军队营房加固改造、城市更新等多个领域。在西藏、新疆、陕西、山西、河南、宁夏、云南、四川等10余省(自治区、直辖市)完成15万余户的农房抗震改造项目,助力提升农房抗震性能。5次受到央视CCTV-1、CCTV-2、CCTV-10的跟踪报道。

“Part.05”

 前期振动台试验成果展示

在本次试验之前,邓明科教授团队已于2025年4月完成了两次针对西藏典型农房的高延性混凝土条带加固振动台试验,两次试验均经受住了9度罕遇地震的考验。

1. 高延性混凝土条带加固西藏石木结构农房振动台试验

试验结论:9度大震作用下,房屋模型两侧山墙及前后纵墙外闪明显,加固条带出现轻微开裂,但结构在条带约束下保持良好完整性,实现了“大震不倒甚至大震可修”的设防目标。

2.高延性混凝土条带加固西藏土-木-石混杂结构农房振动台试验

试验结论:经9度罕遇双向地震加载后,山墙与纵墙外闪明显,结构整体完整性保持良好,实现了“大震不倒”的设防目标。

截至目前,邓明科教授团队已累计完成九次不同结构类型、不同地域特色的振动台试验,涉及西藏、新疆、云南、宁夏、陕西等不同地域,系统验证了高延性混凝土加固技术的广泛适用性和卓越抗震性能。

“Part.06”

结语

从2024年的农房加固到2026年的历史风貌建筑保护,高延性混凝土加固技术正在西藏高原书写着“科技守护文化遗产”的新篇章。

爱游戏新材料集团作为西安建筑科技大学高延性复合材料研究院的的成果转化企业,将持续推进高延性混凝土在城市更新、历史建筑保护、农房抗震加固等领域的应用,以科技创新赋能建筑安全,让千年古城在新时代焕发新生机。

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