碳纤维布加固带侧门洞墙片试验与计算分析

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1、碳纤维布加固带侧门洞墙片试验与计算分析-->　碳纤维布加固带侧门洞墙片试验与计算分析摘　要:为研究碳纤维布对低强度砖砌体墙片的加固效果,采用1个对比试件,2个加固试件,进行碳纤维布加固低强度有构造柱带侧门洞墙片在低周期往复荷载作用下的抗震性能试验,关键词:碳纤维布;砖墙;抗震加固;抗剪承载力ExperimentalStudyandAnalysisonCalculationofBrickU7.5黏土砖,M2.5混合砂浆,顶梁和底梁混凝土的设计强度等级为C20.本次有构造柱带侧门洞墙片的抗震加固试验共

2、采用2种加固方案,其中Pa弹性模量/MPa断裂伸长率/%0.11135153.0×1051.6表2　结构胶的性能指标Tab.2　BehaviorofstructuraladhesiveMPa名称拉伸剪切强度拉伸强度抗折强度粘结正拉强度基底胶—————————2.75找平胶11.0033.5145.643.42浸渍胶11.0031.1542.102.97　　按照文献[5]中的加载方法,在此次试验中,墙体垂直荷载在试验前按0.6MPa一次加足.试验正式开始前,首先施加40kN水平荷载,反复推拉2次,以

3、检查仪器运转情况.正式加载时,采用逐级加载方法,开裂前按荷载控制,每级按20kN递增,每级循环1次;开裂后按位移控制,每级循环2次,每级增加1Δc(墙片的开裂位移);达到极限荷载后,继续按位移控制,每级增加2Δc,直至墙片丧失承载能力.2　试验结果及分析试件设计参数及试验结果汇总于表3.表3　试验结果汇总Tab.3　Theexperimentalresults试件编号实测砖块抗压强度/MPa实测砂浆抗压强度/MPa加载方式开裂荷载Pcr/kN开裂位移△c/mm极限荷载Pu/kN试验值提高率/%试验

4、值提高率/%试验值提高率/%W16.531.922推(+)拉(-)140140——0.90.9——200196——W26.531.922推(+)拉(-)16016014.314.31.51.366.744.4213.3223.36.6513.9W36.531.922推(+)拉(-)20020042.942.91.71.388.944.4250266.72536.12.1　试件的破坏形态试验表明,在低周期往复荷载作用下,所有墙片均发生剪切破坏.其破坏时的裂缝如图3所示.图3　墙片裂缝图Fig.3　W

5、all’scrackshapa2.2　开裂荷载和极限荷载由表3可以看出,碳纤维布对有构造柱带侧门洞墙片的加固效果比较好,推迟了构件的开裂,提高构件的承载力.W2墙片的开裂荷载提高14.3%,极限荷载在正向加载时提高了6.65%,反向加载时提高13.9%;W3墙片的开裂荷载提高42.9%,极限荷载在正向加载时提高25%,反向加载时提高36.1%.2.3　变形性能和耗能能力各试件的滞回曲线和骨架曲线如图4所示.从图4可以看出,加固后墙片的变形能力有很大提高,并且加固后墙片的滞回环相对饱满,而滞回环所包

6、围的面积反应了墙片在地震作用下的能量耗散能力,说明碳纤维布加固后墙片的耗能能力明显增强.根据文献[5]中试件能量耗散系数的计算公式,可以得出墙片在极限荷载那一循环的能量耗散系数:W1为0.79,W2为0.86,W3为0-->.87,其中entcurves图5　,宽度b=150mm;θ与宽墙肢本身的尺寸有关,根据实际墙片的尺寸计算得cosθ=0.602.根据试验中实测碳纤维布应变值,试件W3的ε1取为900με,ε2取为5000με,最后计算:Vcfs=2×1•0×3•0×1

7、•05×0•0009×0•111×150+2×1•0×3•0×105×0•005×0•111×150×0•602=39•06kN3.3　加固后墙片抗剪承载力计算值与试验值比较W3墙片计算值与试验值的比较见表4,Vu的计算值与试验值基本吻合.表4　计算值与试验值的比较Tab.4　Thecontrastofthecalculatingvalueandthetestedvalue试件编号V0t试验

8、值/kNVcfs计算值/kNVu=V0t+Vcfs计算值/kNVut试验值/kNVutVuW1196—1961961.000W319639.06235.06266.71.1354　结论(1)碳纤维布加固能有效改善强度较低的有构造柱带侧门洞墙片的抗震性能,提高其抗剪承载力.(2)提出碳纤维布加固有构造柱带侧门洞墙片的简化抗剪承载力计算公式,计算结果与试验结果基本吻合.