簡單介紹砌體結(jié)構抗震加固的一些方法

1、簡單介紹砌體結(jié)構抗震加固的一些方法摘要：砌體結(jié)構在我國房屋建筑中應用廣泛，而我國又是一個多地震的國家。因砌體結(jié)構材料屬脆性材料，強度較低、變異較大、結(jié)構的整體性和抗震性能較差，在地基產(chǎn)生不均勻沉降或有溫度變形作用時，極易產(chǎn)生各種裂縫，在長期的使用過程中會產(chǎn)生程度不同的損傷或破壞。本文就是基于國內(nèi)外對砌體結(jié)構加固的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀，對一些加固方法進行簡單介紹，從而讓我們對砌體結(jié)構的抗震加固有一些了解和認識。關鍵詞：砌體結(jié)構，抗震加固，加固方法Abstrractt: MMasoonryy sttruccturre iis wwideely useed iin tthe buiildiingss o

2、ff Chhinaa. AAnd alsso CChinna iis aan eeartthquuakee coounttry. Ass maasonnry strructturee iss off thhe ppropperttiess off brritttle matteriial, loow sstreengtth, bigg vaariaatioon, pooor sstruuctuure inttegrrityy annd sseissmicc peerfoormaancee, eextrremeely eassy tto pprodducee alll ssortts oof c

3、craccks undder thee ciircuumsttancce oof uunevven setttleemennt iin ffounndattionn orr deeforrmattionn inn teempeeratturee annd ddifffereent deggreee off daamagge oor ddesttrucctioon iin tthe lonng-ttermm usse oof pproccesss. TThiss paaperr baasedd onn thhe ppressentt reeseaarchh siituaatioon oof hh

4、omee annd aabrooad in thee reeinfforccemeent of massonrry sstruuctuure, soome simmplee reeinfforccemeent metthodds aare inttrodduceed. Thuus ssomee unnderrstaandiingss wiill be madde iin tthe seiismiic sstreengtthenningg off maasonnry strructturee.Keywoordss: mmasoonryy sttruccturre, seiismiic sstre

5、engtthenningg, rreinnforrcemmentt meethoods1、前言砌體結(jié)構在在我國房房屋建筑筑中應用用廣泛，尤尤其是在在廣大村村鎮(zhèn)房屋屋建筑中中占很大大比重。而而我國又又是一個個多地震震的國家家，地震震活動的的分布范范圍十分分廣泛，絕絕大多數(shù)數(shù)省份都都曾發(fā)生生6級以以上的地地震，地地震基本本烈度66度及以以上地區(qū)區(qū)的面積積占全部部國土面面積的779。因因砌體結(jié)結(jié)構材料料屬脆性性材料，強強度較低低、變異異較大、結(jié)結(jié)構的整整體性和和抗震性性能較差差，在地地基產(chǎn)生生不均勻勻沉降或或有溫度度變形作作用時，極極易產(chǎn)生生各種裂裂縫，在在長期的的使用過過程中會會產(chǎn)生程程度不同同的

6、損傷傷或破壞壞。歷次次震害表表明，多多層砌體體結(jié)構房房屋受地地震的破破壞最為為嚴重。目前我國六六七十年年代建造造的建筑筑和現(xiàn)在在廣大村村鎮(zhèn)多數(shù)數(shù)的居民民住宅，大大多數(shù)都都是砌體體結(jié)構，但但其中有有相當部部分的砌砌體結(jié)構構并不滿滿足現(xiàn)行行抗震規(guī)規(guī)范所要要求的抗抗震加固固，而近近期內(nèi)這這些房屋屋又不可可能全部部淘汰或或拆除，一一旦發(fā)生生類似唐唐山、汶汶川那樣樣的地震震，損失失將不可可估量。為為此，除除在砌體體房屋的的設計和和施工中中采取必必要的措措施防止止開裂外外，如何何提高磚磚砌墻體體的抗剪剪強度和和抗裂性性能，及及如何對對已開裂裂的墻體體進行加加固修復復也是當當前砌體體結(jié)構房房屋中急急待解決決

7、的問題題之一。本文就是基基于國內(nèi)內(nèi)外對砌砌體結(jié)構構加固的的發(fā)展及及其研究究現(xiàn)狀，對對一些加加固方法法進行簡簡單介紹紹，從而而讓我們們對砌體體結(jié)構的的抗震加加固有一一些了解解和認識識。2、砌體結(jié)結(jié)構房屋屋抗震加加固的原原則砌體結(jié)構房房屋抗震震加固時時，要滿滿足一下下原則：（1）滿足足結(jié)構的的整體穩(wěn)穩(wěn)定性；（2）加固固后的砌砌體結(jié)構構和構件件要達到到預定的的抗震能能力；（3）加固固后避免免局部剛剛度突變變和質(zhì)量量分布不不均勻等等問題；（4）在不不影響原原有結(jié)構構強度的的基礎上上進行加加固。3、砌體結(jié)結(jié)構加固固方法砌體結(jié)構房房屋，除除了設置置圈梁、構構造柱，增增大截面面面積，窗窗間墻增增設鋼筋筋混凝

8、土土柱，增增設或擴擴大扶壁壁柱，托托梁加墊墊，外包包鋼法，外外套鋼筋筋混凝土土墻法等等傳統(tǒng)加加固措施施外，還還有一些些新型的的加固措措施，下下面就簡簡單介紹紹一些加加固方法法。3.1斜拉拉筋加固固法蘭州理工大大學的宋宋彧、原原國華等等于20008年年對斜拉拉筋加固固砌體結(jié)結(jié)構抗震震性能做做了試驗驗研究3。該該試驗運運用有限限元分析析軟件AAnsyys100.0，對對1片無無筋的普普通磚砌砌體和44片斜拉拉筋加固固的磚體體(其中中1片磚磚砌體采采用預應應力加固固)進行行了非線線性有限限元分析析。試件件設計參參數(shù)如表表1所示示。表1 試件件設計參參數(shù)一覽覽表通過對試驗驗結(jié)果的的分析表表明，GGQ-

9、88、GQQ-122、GQQ-166、YGGQ-112與WWGQ相相比，抗抗剪承載載力分別別提高了了15、188、442、448。試試件最大大變形量量分別提提高了112、448、668、778。即即，加斜斜拉筋能能夠提高高墻體的的承載能能力和延延性。施施加預應應力后，墻墻體延性性提高更更為顯著著。斜拉筋加固固磚砌體體能夠增增加墻體體的抗側(cè)側(cè)移能力力，提高高墻體的的水平極極限承載載力，增增強墻體體的整體體性。WGQ (bb) GGQ-88 (c) GQQ-122 (d) GQ-16 (ee) YYGQ-12圖1 試件件的滯回回曲線由圖1中試試件的滯滯回曲線線可以看看出，試試件WGGQ的塑塑性變形

10、形量小，滯滯回環(huán)接接近線性性，圖形形比較窄窄，與其其它滯回回環(huán)相比比，面積積較小，表表明結(jié)構構的抗震震性能較較差。結(jié)結(jié)構破壞壞呈脆性性。用斜斜拉筋加加固后的的試件隨隨著配筋筋量的逐逐漸增加加，墻體體剛度較較試件WWGQ逐逐漸增大大，滯回回環(huán)面積積也較試試件WGGQ逐漸漸增大，耗耗能能力力逐漸得得到改善善，抗剪剪能力逐逐漸提高高。預應應力試件件耗能效效果在五五個構件件中最好好。Mustaafa Tagghdii等人于于20000年也也做過斜斜拉筋加加固砌體體結(jié)構的的試驗18。該試試驗共設設置4片片墻體，分分別編號號為Waall 9、WWalll 9RR、Waall 10和和Walll 110R。

11、其其中9和和9R是是砌體墻墻體內(nèi)不不加筋，110和110R砌砌體墻體體內(nèi)加筋筋，R表表示墻體體外部用用斜拉筋筋加固。墻墻體的滯滯回曲線線如圖22所示。（a）Waall 9和Walll 99R 的的滯回曲曲線 （bb）Waall 10和和Walll 110R 的滯回回曲線圖2 試件件的滯回回曲線由圖2可以以看出，斜斜拉筋加加固后的的墻體延延性和耗耗能能力力明顯得得到很大大的改善善，而且且墻體內(nèi)內(nèi)加筋的的墻體延延性和耗耗能能力力改善更更為明顯顯。3.2 FFRP加加固法采用FRPP（Fibber Reiinfoorceed PPlassticc/Poolymmer）片片材對砌砌體結(jié)構構進行抗抗震加

12、固固已經(jīng)成成為一種種新型的的砌體加加固方式式。FRRP加固固混凝土土結(jié)構的的研究于于20世世紀800年代末末在美國國、日本本等發(fā)達達國家展展開，近近年來中中國也進進行了大大量的試試驗研究究，并取取得了不不少研究究成果。在在大量試試驗研究究的基礎礎上， 中國頒頒布了 碳纖維維片材加加固修復復混凝土土結(jié)構技技術規(guī)程程（CCECSS1466:20003）。而FRRP加固固砌體結(jié)結(jié)構技術術目前在在國際上上仍處于于試驗研研究的初初始階段段。建筑工程加加固中常常用的FFRP材材料有三三類: 玻璃纖纖維(CCFRPP)，碳碳纖維(GFRRP)和和芳綸纖纖維(AAFRPP)，這這三種纖纖維復合合材料各各有其特

13、特點。CCFRPP強度高高、模量量高、耐耐腐蝕性性好并有有利于智智能化，是是目前加加固修復復工程中中用量最最高的材材料，但但價格比比較昂貴貴；GFFRP相相對于CCFRPP強度及及模量較較低，但但延伸率率較大，并并且價格格便宜，產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格格較多，市市場供應應充足；AFRRP具有有斷裂伸伸長率大大、 密密度小、不不導電、無無磁性和和柔韌性性好等特特點。根根據(jù)FRRP的特特點及砌砌體結(jié)構構的特點點合理選選用FRRP片材材，既能能得到良良好的加加固效果果，又能能獲得較較好的經(jīng)經(jīng)濟效益益。Schweegleer224于于19994年較較早提出出和研究究了采用用碳纖維維片材對對砌體結(jié)結(jié)構進行行抗震加加固

14、，試試驗將碳碳纖維布布粘貼于于足尺砌砌體墻構構件表面面，對加加固后的的墻體進進行平面面內(nèi)和平平面外循循環(huán)加載載，試驗驗結(jié)果表表明此項項技術用用于砌體體結(jié)構抗抗震加固固是非常常有效的的，并且且在試驗驗的基礎礎上建立立了碳纖纖維片材材加固墻墻體平面面內(nèi)受力力行為分分析模型型。M.RR.Vaalluuzziife25對FRPP片材加加固砌體體抗剪性性能進行行了試驗驗研究。試試驗采用用三種FFRP布布對墻體體進行單單、雙面面加固，研研究了FFRP種種類、粘粘貼方式式及層數(shù)數(shù)對加固固效果的的影響，并并提出了了FRPP加固砌砌體抗剪剪承載力力計算公公式。試試驗結(jié)果果顯示，雙雙面加固固效果好好于單面面加固;

15、對角線線粘貼方方式好于于柵格型型加固方方式。以上是國外外的一些些研究情情況，國國內(nèi)近年年來也開開展了相相關的研研究。但但國內(nèi)的的研究主主要集中中于墻體體平面內(nèi)內(nèi)抗剪(抗震)性能方方面。下下面通過過天津大大學趙彤彤等對碳碳纖維布布加固磚磚砌體的的試驗研研究，了了解一下下碳纖維維布加固固砌體的的性能46。表表2為趙趙彤等于于20002年所所做的通通過碳纖纖維布加加固修復復磚砌體體的研究究實驗結(jié)結(jié)果的總總結(jié)分析析，可以以清楚的的看出FFRP加加固砌體體后，墻墻體的承承載力（開開裂荷載載、極限限荷載）的的變化情情況。表2試件的的設計參參數(shù)及試試驗結(jié)果果注：其中WW1為參參照墻，WW2、WW3、WW4的

16、布布寬分別別為300cm、220cmm、100cm，加加固方案案均為“XX”。ff1、ff2分別別為實測測的磚塊塊體與砂砂漿的平平均抗壓壓強度;荷載及及位移試試驗值為為正反兩兩方向?qū)崒崪y值的的平均值值;“提提高程度度”是各各試件相相對同條條件下未未補強加加固試件件而言。由表2可以以看出,粘貼碳碳纖維布布的加固固方法可可以提高高構件的的抗裂能能力。并并且,使使用碳纖纖維布幅幅越寬,其開裂裂荷載(極限荷荷載)提提高得越越多。由下圖3可可以看出出，碳纖纖維布加加固墻體體的滯回回環(huán)明顯顯較未加加固墻的的滯回環(huán)環(huán)更飽滿滿，且隨隨著使用用的碳纖纖維布寬寬度的增增加，耗耗能能力力逐漸增增強。（a）W11 （

17、b）WW2（c）W33 （d）WW4圖3試件的的滯回曲曲線我的師兄劉劉喜中于于20110年的的碩士畢畢業(yè)論文文中做了了村鎮(zhèn)鎮(zhèn)住宅碳碳纖維布布減震技技術研究究及有限限元分析析的研研究99。文中運運用有限限元分析析軟件對對磚砌體體結(jié)構單單元進行行建模，應應用不同同的單元元來模擬擬不同的的材料，然然后對整整個構件件進行加加載，通通過有限限元通用用軟件對對純磚砌砌體墻體體、設置置碳纖維維布墻體體和構造造柱墻體體三種墻墻體有限限元模型型進行建建模分析析，模擬擬在靜力力試驗下下碳纖維維布對磚磚砌體墻墻體所起起到的作作用，根根據(jù)所得得的荷載載位移曲曲線并對對比三條條曲線的的特征，可可以得出出碳纖維維布可以以

18、有效的的降低構構件的極極限位移移，提高高墻體的的整體性性。另外外，運用用有限元元軟件對對兩層磚磚砌體結(jié)結(jié)構房屋屋進行建建模，并并對其進進行模態(tài)態(tài)分析和和動力時時程分析析，可以以證明碳碳纖維布布加固磚磚砌體結(jié)結(jié)果可以以很好的的提高結(jié)結(jié)構的抗抗震能力力。今年畢業(yè)的的師兄徐徐嵩山，做做的也是是碳纖維維布加固固村鎮(zhèn)砌砌體房屋屋的試驗驗研究10。文中中通過對對兩組不不同高寬寬比的88個縮尺尺的磚砌砌墻體試試件（其其中兩個個對比墻墻體試件件，四個個纖維布布加固墻墻體試件件，兩個個構造柱柱加固墻墻體試件件）,進進行擬靜靜力作用用下的抗抗震性能能試驗研研究。具具體分析析三種不不同的纖纖維布粘粘貼方式式(兩面面

19、一層豎豎向粘貼貼、兩面面兩層豎豎向粘貼貼、三面面一層豎豎向粘貼貼)加固固砌體墻墻體在模模擬地震震荷載作作用下的的破壞形形態(tài)、承承載力、位位移、滯滯回特性性、變形形、剛度度退化、耗耗能能力力，提出出了一種種新型的的豎向粘粘貼纖維維布+橫橫向粘貼貼纖維布布錨固壓壓條的加加固砌體體結(jié)構的的新方式式，并驗驗證了其其有效性性，同時時驗證了了碳纖維維布加固固砌體結(jié)結(jié)構能夠夠有效提提高墻體體的承載載能力，延延性和耗耗能能力力。3.2預應應力加固固法預應力砌體體不同于于配筋砌砌體，配配筋砌體體是將砌砌體和鋼鋼筋簡單單組合，兩兩者各自自發(fā)揮其其作用，偏偏向于對對結(jié)構抗抗壓承載載力的提提高。預預應力砌砌體則是是將

20、砌體體與鋼筋筋“能動動”的結(jié)結(jié)合在一一起，從從而使兩兩種材料料都能很很好的發(fā)發(fā)揮其性性能，砌砌體屬于于脆性材材料，通通過預壓壓力的施施加，其其抗壓能能力并未未受損，而而抗彎及及抗剪承承載力明明顯提高高。預應力加固固法一般般應用于于加固歷歷史遺跡跡，這是是由于人人們對預預應力加加固砌體體結(jié)構性性能的了了解。預預應力加加固砌體體也是最最近幾年年才開始始研究。預預應力中中一般應應用鋼絞絞線，但但是鋼絞絞線容易易產(chǎn)生預預應力松松弛，而而且容易易銹蝕。纖纖維增強強塑料解解決了這這一難題題，是一一種很有有前景的的材料21。為此國國內(nèi)外眾眾多學者者在預應應力砌體體結(jié)構受受力性能能的試驗驗研究和和工程應應用方

21、面面作了巨巨大努力力，致使使古老的的砌體結(jié)結(jié)構在適適應現(xiàn)代代社會發(fā)發(fā)展中煥煥發(fā)出新新的青春春和活力力22。盡管我國規(guī)規(guī)范中還還未涉及及預應力力砌體結(jié)結(jié)構方面面的內(nèi)容容，但對對預應力力砌體的的研究仍仍有所開開展。119944 年哈哈爾濱建建筑大學學進行了了預應力力砌塊剪剪力墻在在單調(diào)水水平荷載載下的抗抗震性能能的試驗驗研究，結(jié)結(jié)果表明明：預應應力砌體體比非預預應力砌砌體的開開裂荷載載提高 20%左右，抗抗剪承載載力提高高 500%左右右，極限限荷載時時的位移移增大 40%600%，墻墻片破壞壞形態(tài)發(fā)發(fā)生明顯顯變化，預預應力墻墻片的材材料性能能發(fā)揮較較充分。1995年至1998年期間，重慶建筑大學

22、駱萬康教授對配置預應力筋的開洞和不開洞磚墻的抗震性能進行了試驗研究1213，并對集中式預應力磚墻的抗震設計提出了建議14。實驗結(jié)果表明，即使施加極低的預應力0=0.0852Mpa(0:預應力對墻體產(chǎn)生的初始壓應力)，無洞預應力墻較非預應力墻開裂荷載提高31%，極限荷載提高24%，開裂位移增大33%，開洞預應力墻施加應加強預應應力技術術在砌體體結(jié)構這這一領域域的發(fā)展展，而且且需要做做一些試試驗研究究來支持持這一發(fā)發(fā)展，因因為砌體體結(jié)構因因其材料料的許多多特性而而在世界界各地得得到廣泛泛應用20。3.4隔振振、減震震加固法法隔震結(jié)構是是在隔震震層設置置疊層橡橡膠支座座來吸收收地震能能量，將將大地震

23、震造成的的激烈的的地表運運動控制制并削弱弱成為建建筑物緩緩慢平移移的結(jié)構構形式， 使地震震時作用用于建筑筑物的地地震力明明顯減弱弱155。采用隔震技技術對既既有建筑筑物進行行抗震加加固改造造，可以以延長建建筑結(jié)構構的自振振周期，降降低既有有結(jié)構和和增層結(jié)結(jié)構的地地震反應應。隔震震加固改改造的形形式分為為基礎隔隔震和層層間隔震震。有地地下室的的建筑，其其隔震層層應設置置在地下下室的頂頂部與上上部結(jié)構構之間。橡橡膠隔震震支座設設置在受受力較大大的位置置，其規(guī)規(guī)格、數(shù)數(shù)量和分分布，應應根據(jù)豎豎向承載載力、側(cè)側(cè)向剛度度和阻尼尼的要求求通過計計算確定定166。近些年年來，隨隨著國外外隔震技技術的發(fā)發(fā)展，

24、以以及相關關技術指指導和得得到了很很大的發(fā)發(fā)展。國國外的工工程科研研人員開開始把目目光轉(zhuǎn)到到了采用用抗震加加固改造造的研究究上，國國外采用用隔震技技術對已已有建筑筑物進行行抗實例例。美國國猶他洲洲鹽湖政政府大樓樓，始建建于 118944 年，55 層無無配筋磚磚石結(jié)構構建筑，離離斷層只只有 33km， 很容易易為地震震所破壞壞。該大大樓采用用了疊層層橡膠支支座與鉛鉛芯橡膠膠支座的的隔震加加固方法法，帶鉛鉛芯的隔隔震支座座安裝在在建筑的的周圍， 以減輕輕扭轉(zhuǎn)振振動反應應。目前前，我國國還沒有有采用該該技術加加固的工工程。消能減震則則是通過過在建筑筑物中設設置消能能部件(消能部部件可由由消能器器及斜撐撐、填充充墻、梁梁或節(jié)點點等組成成),