后植筋法在磚砌石結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

后植筋法在磚砌石結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

1砌體墻體加固目前，中國城市建筑仍以水泥結(jié)構(gòu)為主。2008年5月12日汶川地震約7萬人死亡2萬人失蹤。汶川地震災(zāi)害調(diào)查,在都江堰市、綿竹縣等高烈度區(qū)砌體結(jié)構(gòu)震害嚴(yán)重,部分房屋倒塌,多數(shù)嚴(yán)重破壞或中等破壞。砌體房屋的主要震害有墻體開裂、房屋整體倒塌、房屋局部倒塌幾種情況。地震作用后,砌體結(jié)構(gòu)房屋中往往會出現(xiàn)大量的裂縫,但這些裂縫在較長時(shí)間內(nèi)還不穩(wěn)定,容易引發(fā)墻體破壞甚至倒塌。因此加固墻體,提高其抗側(cè)承載力,增大其耗能能力是一個(gè)很值得研究的方向。目前,我國常用的砌體墻體加固方法主要有:鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固,增設(shè)扶壁柱,碳纖維加固,灌漿加固等方法。國內(nèi)外對混凝土的植筋抗拔和界面的粘結(jié)性能研究很多,包括植筋對界面抗剪強(qiáng)度的影響。但是對砌體植筋研究還非常少有。砌體墻體植筋的試驗(yàn)更少。因此,對植筋砌體進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究是非常有意義的。2砌體墻體開槽,鋼筋開槽、壓封所謂后植筋是相對于預(yù)埋筋而言。在墻體水平灰縫內(nèi)開槽,嵌入鋼筋,通過植筋膠把鋼筋和墻體連成一體,共同作用的一種加固技術(shù)。植筋技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛,植筋膠的結(jié)構(gòu)性能也有保障。符合混凝土加固規(guī)程要求。而砌體墻體由砂漿,磚塊堆砌而成。施工作業(yè)多采用人工,相比較混凝土和鋼結(jié)構(gòu),砌體具有很大的離散性。結(jié)合砌體墻施工特點(diǎn),在水平灰縫中開槽,植入鋼筋是一種簡單,易行,實(shí)用性很強(qiáng)的加固方法。可以防止由于墻體開裂產(chǎn)生通縫,墻體整體性破壞,進(jìn)而倒塌的危險(xiǎn)。后植筋法施工工藝:根據(jù)加固方案測量放線,確定水平植筋的位置。用開槽機(jī)沿水平線試開槽,觀察放線位置是否與砌體水平灰縫重合,若不重合,調(diào)整水平線,繼續(xù)放線;開水平槽,槽寬槽深及對拉鋼筋孔位根據(jù)墻體尺寸確定。用鑿子將槽內(nèi)剩余殘留塊體清除,并用空氣壓縮機(jī)將槽和孔吹干凈;按設(shè)計(jì)要求將加工合格的鋼筋放入預(yù)留槽和孔內(nèi),用電焊機(jī)點(diǎn)焊連接;鋼筋焊接完成后,先將結(jié)構(gòu)膠與槽內(nèi)砂漿粘結(jié),再將鋼筋和結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)。試驗(yàn)表明分兩次粘結(jié)比一次粘結(jié)效果更好。3實(shí)驗(yàn)過程為了驗(yàn)證植筋墻實(shí)際的抗震性能,本課題對兩堵墻體進(jìn)行擬靜力實(shí)驗(yàn)。研究植筋加固墻體的破壞機(jī)理及抗震性能。3.1墻體試件概況墻體試件分為兩堵:一堵為普通磚墻,另一堵為后植筋加固的墻體,兩組中高寬比為0.7。墻高2.1m,寬3m。為了更好的跟實(shí)際情況相符合,本實(shí)驗(yàn)所用磚均來自舊房拆除工程,墻體都用M5水泥砂漿砌筑,墻體試件相關(guān)參數(shù)詳見表1。鋼筋HPB235。加固后的植筋墻見圖1。3.2豎向加載試驗(yàn)試驗(yàn)加載裝置參考《建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程》(JGJ101-96)。豎向荷載由豎向千斤頂通過分配梁與混凝土壓梁均勻施加于墻片,在實(shí)驗(yàn)過程中通過穩(wěn)壓裝置保持豎向荷載數(shù)值不變。豎向加載分兩級完成,第一級加載所需豎向荷載的50%,持荷5min,再繼續(xù)加載到所需的豎向荷載值。正式試驗(yàn)前,預(yù)加水平反復(fù)荷載兩次,荷載值不超過墻體預(yù)計(jì)開裂荷載值的10%。觀察墻體受力是否正常,有無扭轉(zhuǎn),有無彎曲;觀察位移計(jì)、應(yīng)變計(jì)等儀器工作是否正常。在試件開裂前以荷載控制,每級荷載循環(huán)2次;試件開裂后,以3mm位移為控制參數(shù),此后按此確定值的1倍逐級增加,每級加載反復(fù)3次。加載裝置如圖2所示。3.3墻破壞分析3.3.1側(cè)向開裂荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比見表2。采用植筋加固后,墻體側(cè)向開裂荷載提高20%;極限荷載提高8%;破壞荷載提高17%。開裂位移和達(dá)到極限荷載的位移變化不大,破壞位移降低22%。3.3.2后植筋加固墻體構(gòu)造設(shè)計(jì)方案未加固磚墻:墻體角部裂縫逐漸貫通整個(gè)墻長,墻體底角部分磚塊被壓碎,從墻體左側(cè)根部向右上方產(chǎn)生了與壓梁約為50°的貫通斜裂縫,繼續(xù)加載,墻體右側(cè)根產(chǎn)生向左上方與壓梁約為60°的貫通斜裂縫圖3。后植筋加固墻體:隨著水平荷載的增加,墻體底部邊緣與底梁之間首先出現(xiàn)了彎曲水平裂縫,水平裂縫寬度變大并向墻體中部延伸,墻面多處出現(xiàn)細(xì)小水平和豎向裂縫,并不斷延展,裂縫分布較集中在墻體中下部,并不斷增多,由于水平鋼筋的作用,這些裂縫并未形成通縫。最終墻體由于水平裂縫的貫通而破壞,見圖4。與未加固墻體相比,后植筋加固墻體產(chǎn)生的變形更多,可以有效的耗散地震作用產(chǎn)生的能量。而且沒有形成大的通縫,墻體的延性得到大幅提高。試驗(yàn)前分析可能在開槽處破壞,也沒有發(fā)生。說明,植筋膠的性能可靠,施工方法得當(dāng)。4植筋膠粘結(jié)性能好于混凝土加固本文簡要介紹了后植筋加固墻體的破壞機(jī)理。對高寬比為0.7的磚墻和采用后植筋加固墻體進(jìn)行擬靜力實(shí)驗(yàn)對比,從結(jié)果來看:后植筋加固是一種實(shí)用、有效的砌體結(jié)構(gòu)加固方法,加固后墻體整體性能得到很大的改善?？箓?cè)承載力得到很大提高,墻體產(chǎn)生大量細(xì)小裂縫,卻沒有產(chǎn)生一條同縫,耗散了側(cè)向力的能量,因而破壞位移不大。實(shí)驗(yàn)過程中,植筋膠顯示了良好的粘結(jié)性,未出現(xiàn)一處破壞。說明現(xiàn)有符合混凝土加固要求的結(jié)構(gòu)膠用于