碳纤维加固严重破坏砌体墙的试验研究

摘要

砌体结构是我国应用广泛的结构类型之一。由于砌体结构材料的脆性特性，砌体墙容易开裂。地震震害调查表明，砌体结构的抗震性能较差，在地震中容易产生严重的破坏。有些重要砌体结构破坏严重，如古建筑等，仍然需要加固修复，这对砌体结构的加固提出了新的要求。由于碳纤维布具有强度高、质量轻、厚度小的特点，为严重破坏墙体的加固提供了一种可能方法。为研究碳纤维布加固严重破坏砌体墙的有效性，并为该技术在实际工程中的应用提供技术支持，本文进行了以下两方面工作：
　　①碳纤维布加固严重破坏砌体墙的试验研究
　　开展了4片严重破坏墙体的碳纤维布加固试验，其中开洞墙片和未开洞墙各2片。根据墙体破坏情况，分别采用了碳纤维布“X”型、“＃”型和“X#”混合型布置方法，试验研究了试件在恒定竖向轴压力和水平低周反复荷载作用下的试验性能；重点考查了加固后墙体的破坏形态和破坏特征；对比分析了原墙（破坏前）墙体的承载力、延性和耗能能力等性能。试验研究表明：1）采用粘贴碳纤维布加固严重破坏墙体的方法是可行且有效的；加固后墙体的抗剪承载力、变形性能都较原墙墙体有明显提高；虽然不能提高加固后的墙片的开裂强度，但能很好地约束裂缝的发展。2）碳纤维布布置方法不同，对墙体的约束效果不同，应根据墙体破坏情况采取不同的布置。对于“X”型布置，碳纤维布的作用相当于桁架模型中的腹拉杆；对于“#”型布置，碳纤维布的作用相当于柱的箍筋；对于采用“X#”型布置，横向的碳纤维布作用相当于柱的箍筋，而交叉碳纤维布的作用可则相当于桁架模型中的腹拉杆。3）碳纤维布的破坏通常是由于被压鼓而造成其与墙体剥落或者因基材（砌体墙）的水平裂缝将碳纤维剪断，破坏时其应变远小于其极限抗拉应变，因此碳纤维布加固严重破坏墙体时无须使用高强度的碳纤维布，但可以考虑高弹性模量的碳纤维布。
　　②碳纤维布加固严重破坏墙体的抗剪承载力的估算
　　根据试验，结合已有的研究成果，提出了先注结构胶（修补裂缝）后粘贴碳纤维布加固严重破坏砌体墙抗剪承载力的计算简图，及因注结构胶灌缝而使严重破坏墙抗剪承载力的提高系数。计算简图和承载力提高系数可用于预估碳纤维布加固严重破坏墙体的抗剪承载力。

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1 绪 论

1.1 研究意义

1.2 国外对用碳纤维布加固砌体结构的研究与应用

1.3 国内对用碳纤维布加固砌体结构的研究与应用

1.4 研究目的和内容

2 砌体结构加固技术及对比

2.1 砌体结构加固方法[36][37][38]

2.2 碳纤维加固的特点

2.3 砌体结构加固受力的特点

3 严重破坏砌体墙的碳纤维加固试验

3.1 试件设计与制作及材料

3.2 试件加固方案

3.3 原墙后试验装置、加载制度与测点布置

3.4 原墙各试件的破坏形态

3.5 加固后试件的破坏过程、破坏形态及滞回曲线

3.6 试验总结

4 严重破坏砌体墙的碳纤维加固试验结果分析

4.1 墙体刚度及刚度退化曲线

4.2 变形能力

4.3 各原试件与其加固后的对比及应变值分析

4.4 严重破坏砌体墙的碳纤维加固试验预估承载力

4.5 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献