在建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型中,砌體結(jié)構(gòu)建筑物是較早的建筑形式,目前中國(guó)還存在著大批這樣的建筑,在學(xué)校建筑群中尤為常見(jiàn)。砌體結(jié)構(gòu)建筑物與鋼筋混凝土建筑物相比,它的抗剪、抗拉和抗彎的性能都較差,加之建造年代較早,缺乏抗震設(shè)防的概念,對(duì)抗震設(shè)防不夠重視,沒(méi)有進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的抗震設(shè)計(jì),其結(jié)構(gòu)上也存在著一些問(wèn)題。
對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的加固改造,近年來(lái)以粘貼碳纖維復(fù)材比較普遍,它的基本原理就是采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼于砌體待加固構(gòu)件表面,使二者共同工作,以發(fā)揮碳纖維布的高強(qiáng)性能,提高構(gòu)件的承載力。
那么,粘貼碳纖維加固砌體結(jié)構(gòu)是否比錨噴更實(shí)用?究竟能夠?qū)ζ鲶w結(jié)構(gòu)加固起到什么樣的幫助?今日,我們就來(lái)聊聊碳纖維布在砌體結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。
砌體抗剪加固
粘貼碳纖維布可有效提高開(kāi)門(mén)窗洞口墻砌體的抗剪承載力和抗震性能,此法主要適用于燒結(jié)普通磚墻平面內(nèi)受剪加固和抗震加固。采用碳纖維布加固還用配有專(zhuān)用的膠粘劑。
粘貼碳纖維復(fù)合材提高砌體墻平面內(nèi)受剪承載力的加固方式,可根據(jù)工程實(shí)際情況選用:水平粘貼方式、交叉粘貼方式、平叉粘貼方式或雙叉粘貼方式等。每一種方式的端部均應(yīng)加貼豎向或橫向壓條。
砌體抗震加固
在砌體結(jié)構(gòu)房屋中,墻體是主要承重構(gòu)件,它不僅承受垂直方向的荷載,還承受水平和垂直方向的地震作用,受力復(fù)雜,加之砌體本身的脆性性質(zhì),地震時(shí)在墻體上很容易產(chǎn)生裂縫。在反復(fù)的地震作用下,裂縫將不斷發(fā)展,增多,加寬,最后導(dǎo)致墻體崩坍,樓蓋塌落,房屋破壞。
砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震加固,通過(guò)改善結(jié)構(gòu)的受力途徑提高其抗震承載能力,根據(jù)結(jié)構(gòu)的抗震檢測(cè)鑒定報(bào)告結(jié)果,對(duì)不同的破壞形式選擇結(jié)構(gòu)整體加固或者局部部位加固,做到安全有效,經(jīng)濟(jì)合理,減少對(duì)建筑物正常使用的影響,同時(shí)兼顧外表美觀。
研究結(jié)果表明,碳纖維布對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的加固效果是非常顯著的,大大改善了砌體結(jié)構(gòu)在水平作用下的抗震性能。
在設(shè)計(jì)上,原砌體的抗震受剪承載力計(jì)算與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003規(guī)定相同,而碳纖維的貢獻(xiàn)可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為其抗震受剪承載力與非受震下的受剪承載力相同。這樣處理是偏于安全的。
在施工上,粘貼碳纖維布對(duì)磚墻進(jìn)行抗震加固時(shí),要將纖維受力方向設(shè)計(jì)成僅承受拉應(yīng)力作用。粘貼在砌體表面的纖維復(fù)材要進(jìn)行防護(hù)處理,一般先將構(gòu)件表面的浮灰、污垢清理干凈,在需要粘貼碳纖維的構(gòu)件部位預(yù)先進(jìn)行處理,打磨平整,粘貼時(shí),要沿纖維受力方向擠壓密實(shí),趕出氣泡;應(yīng)采用連續(xù)粘貼形式,以增強(qiáng)墻體的整體性能。
砌體粘貼碳纖維復(fù)材構(gòu)造規(guī)定
1.碳纖維布條帶在全墻面上宜等間距均勻布置,條帶寬度不宜小于100mm,條帶的更大凈間距不宜大于三皮磚塊的高度,也不宜大于200mm。
2.沿碳纖維布條帶方向應(yīng)有可靠的錨固措施。
3.碳纖維布條帶端部的錨固構(gòu)造措施,可根據(jù)墻體端部情況,采用對(duì)穿螺栓墊板壓牢。當(dāng)碳纖維布條帶需繞過(guò)陽(yáng)角時(shí),陽(yáng)角轉(zhuǎn)角處曲率半徑不應(yīng)小于20mm。當(dāng)有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)資料時(shí),也可采用其他機(jī)械錨固方式。
4.當(dāng)采用搭接的方式接長(zhǎng)碳纖維布條帶時(shí),搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm,且應(yīng)在搭接長(zhǎng)度中部設(shè)置一道錨栓錨固。
5.磚墻采用碳纖維復(fù)合材加固時(shí),其墻、柱表面應(yīng)先做水泥砂漿抹平層,層厚不應(yīng)小于15mm且應(yīng)平整;水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于M10;粘貼碳纖維復(fù)合材應(yīng)待抹平層硬化、干燥后方可進(jìn)行。