簡(jiǎn)單介紹砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的一些方法

EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.簡(jiǎn)單介紹砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的一些方法摘要：砌體結(jié)構(gòu)在我國(guó)房屋建筑中應(yīng)用廣泛，而我國(guó)又是一個(gè)多地震的國(guó)家。因砌體結(jié)構(gòu)材料屬脆性材料，強(qiáng)度較低、變異較大、結(jié)構(gòu)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(shí)，極易產(chǎn)生各種裂縫，在長(zhǎng)期的使用過程中會(huì)產(chǎn)生程度不同的損傷或破壞。本文就是基于國(guó)內(nèi)外對(duì)砌體結(jié)構(gòu)加固的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀，對(duì)一些加固方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，從而讓我們對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固有一些了解和認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)，抗震加固，加固方法Abstract:MasonrystructureiswidelyusedinthebuildingsofChina.AndalsoChinaisanearthquakecountry.Asmasonrystructureisofthepropertiesofbrittlematerial,lowstrength,bigvariation,poorstructureintegrityandseismicperformance,extremelyeasytoproduceallsortsofcracksunderthecircumstanceofunevensettlementinfoundationordeformationintemperatureanddifferentdegreeofdamageordestructioninthelong-termuseofprocess.Thispaperbasedonthepresentresearchsituationofhomeandabroadinthereinforcementofmasonrystructure,somesimplereinforcementmethodsareintroduced.Thussomeunderstandingswillbemadeintheseismicstrengtheningofmasonrystructure.Keywords:masonrystructure,seismicstrengthening,reinforcementmethods1、前言砌體結(jié)構(gòu)在我國(guó)房屋建筑中應(yīng)用廣泛，尤其是在廣大村鎮(zhèn)房屋建筑中占很大比重。而我國(guó)又是一個(gè)多地震的國(guó)家，地震活動(dòng)的分布范圍十分廣泛，絕大多數(shù)省份都曾發(fā)生6級(jí)以上的地震，地震基本烈度6度及以上地區(qū)的面積占全部國(guó)土面積的79％。因砌體結(jié)構(gòu)材料屬脆性材料，強(qiáng)度較低、變異較大、結(jié)構(gòu)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(shí)，極易產(chǎn)生各種裂縫，在長(zhǎng)期的使用過程中會(huì)產(chǎn)生程度不同的損傷或破壞。歷次震害表明，多層砌體結(jié)構(gòu)房屋受地震的破壞最為嚴(yán)重。目前我國(guó)六七十年代建造的建筑和現(xiàn)在廣大村鎮(zhèn)多數(shù)的居民住宅，大多數(shù)都是砌體結(jié)構(gòu)，但其中有相當(dāng)部分的砌體結(jié)構(gòu)并不滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范所要求的抗震加固，而近期內(nèi)這些房屋又不可能全部淘汰或拆除，一旦發(fā)生類似唐山、汶川那樣的地震，損失將不可估量。為此，除在砌體房屋的設(shè)計(jì)和施工中采取必要的措施防止開裂外，如何提高磚砌墻體的抗剪強(qiáng)度和抗裂性能，及如何對(duì)已開裂的墻體進(jìn)行加固修復(fù)也是當(dāng)前砌體結(jié)構(gòu)房屋中急待解決的問題之一。本文就是基于國(guó)內(nèi)外對(duì)砌體結(jié)構(gòu)加固的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀，對(duì)一些加固方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，從而讓我們對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固有一些了解和認(rèn)識(shí)。2、砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震加固的原則砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震加固時(shí)，要滿足一下原則：（1）滿足結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；（2）加固后的砌體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件要達(dá)到預(yù)定的抗震能力；（3）加固后避免局部剛度突變和質(zhì)量分布不均勻等問題；（4）在不影響原有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上進(jìn)行加固。3、砌體結(jié)構(gòu)加固方法砌體結(jié)構(gòu)房屋，除了設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱，增大截面面積，窗間墻增設(shè)鋼筋混凝土柱，增設(shè)或擴(kuò)大扶壁柱，托梁加墊，外包鋼法，外套鋼筋混凝土墻法等傳統(tǒng)加固措施外，還有一些新型的加固措施，下面就簡(jiǎn)單介紹一些加固方法。3.1斜拉筋加固法濃蘭州理工大學(xué)邁的宋彧、原國(guó)端華等于200響8年對(duì)斜拉筋婚加固砌體結(jié)構(gòu)刊抗震性能做了逗試驗(yàn)研究[3渾]。該試驗(yàn)運(yùn)戰(zhàn)用有限元分析括軟件Ansy遵s10.0，棟對(duì)1片無(wú)筋的匪普通磚砌體和該4片斜拉筋加款固的磚體(其著中1片磚砌體孕采用預(yù)應(yīng)力加錯(cuò)固)進(jìn)行了非泛線性有限元分傅析。試件設(shè)計(jì)壩參數(shù)如表1所允示。生表1試件設(shè)窩計(jì)參數(shù)一覽表灌通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)哄果的分析表明政，GQ-8、匪GQ-12、神GQ-16、鑄YGQ-12刻與WGQ相比鋪，墳抗剪承載力分學(xué)別提高了15挪％、18％、蘆42％、48報(bào)％。試件最大燦變形量分別提丙高了12％、送48％、68堪％、78％。魚即，加斜拉筋曲能夠提高墻體哀的承載能力和吉延性。施加預(yù)握應(yīng)力后，墻體叉延性提高更為慈顯著。美斜拉筋加固磚畜砌體能夠增加養(yǎng)墻體的抗側(cè)移程能力，提高墻省體的水平極限繭承載力，增強(qiáng)齡墻體的整體性上。赴WGQ菊慶島(b)吵GQ-8傾雨蒸狐(c猜)GQ-1佩2評(píng)癢斷(d臣)GQ-1低6廁債忠紙(e羊)YGQ-供12枯圖1試件的姿滯回曲線既由圖1中試件芒的滯回曲線可游以看出，試件獄WGQ的塑性檢變形量小，滯傲回環(huán)接近線性主，圖形比較窄霸，與其它滯回跪環(huán)相比，面積乖較小，表明結(jié)爛構(gòu)的抗震性能剛較差。結(jié)構(gòu)破江壞呈脆性。用嗓斜拉筋加固后姻的試件隨著配心筋量的逐漸增泉加，墻體剛度瑞較試件WGQ騎逐漸增大，滯姓回環(huán)面積也較虧試件WGQ逐瞎?jié)u增大，耗能需能力逐漸得到梅改善，抗剪能益力逐漸提高。孕預(yù)應(yīng)力試件耗期能效果在五個(gè)誘構(gòu)件中最好。瓶Mustaf僚aTagh紅di辱等人于200縮0年也做過斜貪拉筋加固砌體雄結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)[18]墓。該試驗(yàn)共設(shè)歪置4片墻體，屆分別編號(hào)為W縮all9、挎Wall9旋R、Wall估10和Wa莫ll10R哨。其中9和9俊R是砌體墻體撈內(nèi)不加筋，1玩0和10R砌歉體墻體內(nèi)加筋進(jìn)，R表示墻體甲外部用斜拉筋紫加固。墻體的塞滯回曲線如圖京2所示。旱（a）考Wall9災(zāi)和插Wall9燕R叛的滯回曲線鈴泄掌（b）蓄Wall1匠0詳和稻W(wǎng)all1擠0R柄的滯回曲線教圖2試件的紛滯回曲線言由圖2可以看涂出，斜拉筋加李固后的墻體延飽性和耗能能力休明顯得到很大繞的改善，而且夾墻體內(nèi)加筋的尼墻體延性和耗櫻能能力改善更屋為明顯。帶3.2向FRP構(gòu)加固法哨采用匙FRP偵（競(jìng)Fiber獵Reinfo笑rcedP爸lastic壞/Polym休er堅(jiān)）片材對(duì)砌體枯結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震桐加固已經(jīng)成為響一種新型的砌江體加固方式。盞FRP加固混沈凝土結(jié)構(gòu)的研慈究于20世紀(jì)食80年代末在傅美國(guó)、日本等財(cái)發(fā)達(dá)國(guó)家展開什，近年來(lái)中國(guó)伸也進(jìn)行了大量右的試驗(yàn)研究，墾并取得了不少型研究成果。在班大量試驗(yàn)研究菊的基礎(chǔ)上，榮中國(guó)頒布了視《碳纖維片渣材加固修復(fù)混英凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)耍規(guī)程》（售CECS14輕6:2003號(hào)）鉛。而雷FRP雖加固砌體結(jié)構(gòu)耗技術(shù)目前在國(guó)舌際上仍處于試逗驗(yàn)研究的初始玩階段。乏建筑工程加固漏中常用的遵FRP吸材料有三類:被玻璃纖維(漁CFRP享)，碳纖維(羞GFRP愛)和芳綸纖維屋(兆AFRP雪)，這三種纖傘維復(fù)合材料各無(wú)有其特點(diǎn)。墨CFRP悄強(qiáng)度高、模量委高、耐腐蝕性多好并有利于智喇能化，是目前憤加固修復(fù)工程北中用量最高的可材料，但價(jià)格弄比較昂貴；娘GFRP白相對(duì)于個(gè)CFRP達(dá)強(qiáng)度及模量較霜低，但延伸率塑較大，并且價(jià)化格便宜，產(chǎn)品蓮規(guī)格較多，市株場(chǎng)供應(yīng)充足；尺AFRP枕具有斷裂伸長(zhǎng)枝率大、密度刪小、不導(dǎo)電、軍無(wú)磁性和柔韌他性好等特點(diǎn)。雄根據(jù)割FRP失的特點(diǎn)及砌體突結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)合賽理選用粘FRP象片材，既能得鍋到良好的加固粉效果，又能獲蘇得較好的經(jīng)濟(jì)田效益。閱Schweg武ler必[24]竟于1994年徐較早提出和研紹究了采用碳纖妹維片材對(duì)砌體鳳結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震虛加固，試驗(yàn)將尖碳纖維布粘貼劉于足尺砌體墻婚構(gòu)件表面，對(duì)衛(wèi)加固后的墻體圣進(jìn)行平霜面內(nèi)和平面外洽循環(huán)加載，試疑驗(yàn)結(jié)果表明此蒸項(xiàng)技術(shù)用于砌震體結(jié)構(gòu)抗震加患固是非常有效所的，并且在試族驗(yàn)的基礎(chǔ)上建自立了碳纖維片蜓材加固墻體平專面內(nèi)受力行為妥分析模型略。騾M.R.Va碼lluzzi飾fe夏[2別5學(xué)]友對(duì)學(xué)FRP易片材加固砌體合抗剪性能進(jìn)行紋了試驗(yàn)研究。責(zé)試驗(yàn)采用三種洗FRP布對(duì)墻銜體進(jìn)行單、雙筆面加固，研究?jī)H了別FRP殘種類、粘貼方雹式及層數(shù)對(duì)加洞固效果的影響方，并提出了籠FRP準(zhǔn)加固砌體抗剪乎承載力計(jì)算公外式。試驗(yàn)結(jié)果啦顯示，雙面加賓固效果好于單噴面加固;對(duì)角巴線粘貼方式好弱于柵格型加固凍方式。斥以上是國(guó)外的緣一些萄研究情況，國(guó)溝內(nèi)近年來(lái)也開瓶展了相關(guān)的研卵究。但國(guó)內(nèi)的亭研究主要集中牢于墻體平面內(nèi)萄抗剪(抗震)挪性能方面。布下面通過天津燙大學(xué)趙彤等對(duì)廣碳纖維布加固層磚砌體的試驗(yàn)例研究，了解一槳下碳纖維布加爸固砌體的性能藥[4惡～么6更]。表2為趙忍彤等于200生2年所做的通被過碳纖維布加粥固修復(fù)磚砌體皂的研究實(shí)驗(yàn)結(jié)歐果的總結(jié)分析裁，可以清楚的窮看出FRP加虛固砌體后，墻勝體的承載力（胡開裂荷載、極噸限荷載）的變搭化情況。促表2試件的設(shè)砌計(jì)參數(shù)及試驗(yàn)筆結(jié)果舍注：其中W1辱為參照墻，W窯2、W3、W奮4的布寬分別熊為30cm、映20cm、1旺0cm，加固兆方案均為“X塌”。f1、f怪2分別為實(shí)測(cè)焦的磚塊體與砂店漿的平均抗壓憶強(qiáng)度;荷載及怨位移試驗(yàn)值為聚正反兩方向?qū)嵜軠y(cè)值的平均值揪;“提高程度批”是各試件相時(shí)對(duì)同條件下未芳補(bǔ)強(qiáng)加固試件賢而言。俯由表2可以看扯出,粘貼碳纖勵(lì)維布的加固方默法可以提高構(gòu)柔件的抗裂能力候。并且,使用丙碳纖維布幅越利寬,其開裂荷干載(極限荷載勺)提高得越多隊(duì)。診由飼下駱圖3可以看出漸，碳纖維布加伸固墻體的滯回爛環(huán)明顯較未加伐固墻的滯回環(huán)備更飽滿，且隨丟著使用的碳纖閃維布寬度的增田加，耗能能力屋逐漸增強(qiáng)。蘭星歇（a）W1槐情纏折端趴肅（b）W2證幼決（c）W3傍恒國(guó)存爽囑旱（d孝）W4礙圖3試件的滯陽(yáng)回曲線宅我的師兄劉喜挎中于2010笨年的碩士畢鑰業(yè)論文中做了辜《村鎮(zhèn)住宅碳麻纖維布減震技翼術(shù)研究及有限公元分析》的研銷究笨[9]敘。頌文中運(yùn)用有限即元分析軟件對(duì)太磚砌體結(jié)構(gòu)單和元進(jìn)行建模，腐應(yīng)用不同的單揚(yáng)元來(lái)模擬不同頁(yè)的材料，然后庸對(duì)整個(gè)構(gòu)件進(jìn)瀉行加載，通過浙有限元通用軟辰件對(duì)純磚砌體畝墻體、設(shè)置碳臺(tái)纖維布?jí)w和換構(gòu)造柱墻體三專種墻體有限元服模型進(jìn)行建模耳分析，模焰擬在靜力試驗(yàn)戲下碳纖維布對(duì)豈磚砌體墻體所熄起到的作用，毯根據(jù)所得的荷膛載預(yù)－隆位移曲線并對(duì)殃比三條曲線的苦特征，可以得隆出碳纖維布可徐以有效的降低光構(gòu)件的極限位澇移，提高墻體年的整體性。另前外，運(yùn)用有限梨元軟件對(duì)兩層被磚砌體結(jié)構(gòu)房懲屋進(jìn)行建模，隔并對(duì)其進(jìn)行模種態(tài)分析和動(dòng)力傅時(shí)程分析，可椒以證明碳纖維田布加固磚砌體婦結(jié)果可以很好撲的提高結(jié)構(gòu)的搜抗震能力。乒今年畢業(yè)的師謠兄徐嵩山，做禿的也是碳纖維乏布加固村鎮(zhèn)砌遙體房屋的試驗(yàn)牽研究[10]碧。文中通過對(duì)渾兩組不同高寬律比的8個(gè)縮尺載的磚砌墻體試才件（其中兩個(gè)聰對(duì)比墻體試件語(yǔ)，四個(gè)纖維布買加固墻體試件省，兩個(gè)構(gòu)造柱豈加固墻體試件強(qiáng)）,進(jìn)行擬靜倉(cāng)力作用下的抗愉震性能試驗(yàn)研卷究。具體分析失三種不同的纖里維布粘貼方式浸(兩面一層豎灰向粘貼、兩面棍兩層豎向粘貼劑、三面一層豎玻向粘貼)加固練砌體墻體在模充擬地震荷載作袖用下的破壞形燒態(tài)、承載力、服位移、滯回特活性、變形、剛約度退化、耗能徒能力，遙提出了一種新庸型的豎向粘貼三纖維布+橫向榜粘貼纖維布錨聽固壓條的加固慮砌體結(jié)構(gòu)的新儀方式，并驗(yàn)證晶了其有效性柳，同時(shí)驗(yàn)證了知碳纖維布加固藏砌體結(jié)構(gòu)能夠惡有效提高墻體膏的皂承載能力，延體性和耗能能力鋤。充3.2預(yù)應(yīng)力間加固法旦預(yù)應(yīng)力砌體不肺同于配筋砌體樣，配筋砌體是宴將砌體和鋼筋該簡(jiǎn)單組合，兩誕者各自發(fā)揮其株作用，偏向于喬對(duì)結(jié)構(gòu)抗壓承雷載力的提高。潑預(yù)應(yīng)力砌體則導(dǎo)是將砌體與鋼寸筋“能動(dòng)”的孩結(jié)合在一起，帽從而使兩種材蘇料都能很好的媽發(fā)揮其性能，米砌體屬于脆性竿材料，通過預(yù)滑壓力的施加，占其抗壓能力并畢未受損，而抗室彎及抗剪承載烏力明顯提高。絹預(yù)應(yīng)力加固法養(yǎng)一般應(yīng)用于加紡固歷史遺跡，織這是由于人們凝對(duì)預(yù)應(yīng)力加固歪砌體結(jié)構(gòu)性能被的了解。預(yù)應(yīng)致力加固砌體也躬是最近幾年才族開始研究。預(yù)弦應(yīng)力中一般應(yīng)陵用鋼絞線，但解是鋼絞線容易開產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力松火弛，而且容易甜銹蝕。纖維增洗強(qiáng)塑料解決了震這一難題，是趨一種很有前景摟的材料婆[21]呼。蛇為此國(guó)內(nèi)外眾座多學(xué)者在預(yù)應(yīng)龍力砌體結(jié)構(gòu)受眼力性能勝的試驗(yàn)研究和廚工程應(yīng)用方面墳作了巨大努力鏈，四致使古老的砌策體結(jié)構(gòu)在適應(yīng)鑼現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展竟中煥發(fā)出新的勝青春和活力薄[2聞2拳]份。冷盡管我國(guó)規(guī)范賓中還未涉及預(yù)適應(yīng)力砌體結(jié)構(gòu)恥方面的內(nèi)容，番但對(duì)預(yù)應(yīng)力砌拆體的研究仍有蝶所開展。19煌94年哈爾扒濱建筑大學(xué)進(jìn)雹行了預(yù)應(yīng)力砌獻(xiàn)塊剪力墻在單攔調(diào)水平荷載下情的抗震性能的介試驗(yàn)研究，結(jié)爐果表明：預(yù)應(yīng)猾力砌體比非預(yù)缸應(yīng)力砌體的開可裂荷載提高葡20%左右，銜抗剪承載力提染高50%左講右，極限荷載柔時(shí)的位移增大倘40%～6總0%，墻片破柿壞形態(tài)發(fā)生明雷顯變化，預(yù)應(yīng)領(lǐng)力墻片的材料玩性能發(fā)揮較充敘分。叔1995子年至1998邊年期間，重慶晌建筑大學(xué)駱萬(wàn)塵康教授對(duì)配置倦預(yù)應(yīng)力筋的開軍洞和不開洞磚鉗墻的抗震性能盾進(jìn)行了試驗(yàn)研拐究揭[1嶼2方～彈13頂]藝，并對(duì)集中式站預(yù)應(yīng)力磚墻的仿抗震設(shè)計(jì)提出撓了建議容[1駕4率]林。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表鑰明，即使施加董極低的預(yù)應(yīng)力σ0居=0.085棄2Mpa(σ0推:預(yù)應(yīng)力對(duì)墻關(guān)體產(chǎn)生的初始垃壓應(yīng)力)，無(wú)競(jìng)洞預(yù)應(yīng)力墻較腳非預(yù)應(yīng)力墻開今裂荷載提高3寺1%，極限荷般載提高24%閉，開裂位移增叔大33%，開周洞預(yù)應(yīng)力墻施進(jìn)加σ0屢=0.14l骨MPa和σ0酷=o.282鵝MPa的不同奶預(yù)應(yīng)力情況下運(yùn)，較非預(yù)應(yīng)力驢開洞墻開裂荷秩載分別提高2寒7%和41%局，極限荷載提鏟高18%和6棵0%，延性比狹提高8%和2繭5%。相比之呼下，施加足夠航的預(yù)應(yīng)力非但鏡可以補(bǔ)償開洞防對(duì)墻體的削弱耐，還能超過無(wú)臂透應(yīng)加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力榆技術(shù)在砌體結(jié)奸構(gòu)這一領(lǐng)域的晨發(fā)展，而且需順要做一些試驗(yàn)問研究來(lái)支持這社一發(fā)展，因?yàn)榛\砌體結(jié)構(gòu)因其斬材料的許多特鍛性而在世界各肥地得到廣泛應(yīng)拔用偵[20]冰。突3.4隔振、乏減震加固法病隔震結(jié)構(gòu)是在祖隔震層設(shè)置疊博層橡膠支座來(lái)房吸收地震能量封，將大地震造咱成的激烈的地偉表運(yùn)動(dòng)控制并裂削弱成為建筑塌物緩慢平移的犯結(jié)構(gòu)形式，折使地震時(shí)作用垂于建筑物的地幼震力明顯減弱織[15]。語(yǔ)采用隔震技術(shù)旦對(duì)既有建筑物葛進(jìn)行抗震加固君改造，可以延斑長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)的少自振周期，降夠低既有結(jié)構(gòu)和茫增層結(jié)構(gòu)的地虧震反應(yīng)。隔震怎加固改造的形困式分為基礎(chǔ)隔塔震和層間隔震幕。存有地下室的建李筑，其隔震層筐應(yīng)設(shè)置在地下灌室的頂部與上稼部結(jié)構(gòu)之間。溝橡膠隔震支座斬設(shè)置在受力較總大的位置，其觸規(guī)格、數(shù)量和娃分布，應(yīng)慚根據(jù)豎向承載號(hào)力、側(cè)向剛度聾和阻尼的要求私通過計(jì)算確定醉[16]忌。壺近些年來(lái)，隨誘著國(guó)外隔震技祖術(shù)的發(fā)展，以驚及相關(guān)技術(shù)指撞導(dǎo)和得到了很膏大的發(fā)展。國(guó)貼外的工程科研嫁人員開始把目份光轉(zhuǎn)到了采用格抗震加固改造抱的研究上，國(guó)問外采用隔震技挑術(shù)對(duì)已有建筑地物進(jìn)行抗實(shí)例樹。美國(guó)猶他洲昏鹽湖政府大樓辜，始建于1撇894年，閑5層無(wú)配筋級(jí)磚石結(jié)構(gòu)建筑剝，離斷層只有乓3km，羨很容易為地震班所破壞。該大懼樓采用了疊層勒橡膠支座與鉛趴芯橡膠支座的班隔震加固方法掀，帶鉛芯的隔要震支座安裝在輪建筑的周圍，昂以減輕扭轉(zhuǎn)摧振動(dòng)反應(yīng)。目煤前，我國(guó)還沒共有采用該技術(shù)櫻加固的工程。頃消能減震則是冒通過在建筑物融中設(shè)置消能部棉件(消能