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1、第19卷 第1期Vol119No11特 种 结 构2002年3月March20023碳纤维布加固开裂砖墙的试验研究赵彤 张晨军 谢剑 李伟林(天津大学土木工程系 天津300072)(DepartmentofCivilEngineering,TianjinUniversity,China) 摘要 通过碳纤维布加固已开裂砖墙在周期反复荷载作用下受力性能的试验,研究了粘贴碳纤维布加固修复已开裂砖墙这种方法的有效性。本文研究了碳纤维布加固已开裂砖墙的受力和变形特性,分析了碳纤维布对开裂砖墙的加固机理。本文还提出了碳纤维布加固已开裂砖墙抗剪承载力的简化计算方法。关
2、键词 碳纤维布 开裂砖墙 加固ABSTRACTBasedonthetestofthebrickwallsundercyclicloading,theeffectivenessofthenewmethodofusingthecontinuouscarbonfibersheet(CFS)onstrengtheningthecrackedbrickwallwasstud2ied.ThemechanicalbehaviourandstrengtheningmechanismofusingtheCFStocrackedbrickwallwereanalyzed.As
3、implifieddesignformulawasalsopresentedinthepaper.KEYWORDSCarbonfibersheetCrackedbrickwallStrengthening前言一、试验概况虽然我国在大力推动墙体材料改革,推广应11试件设计及制作用新型建筑材料,逐步缩小砖砌体建筑的建设规本试件的高宽比为1∶114,墙体厚240mm、宽模和应用范围,但是这种传统的结构体系还会存1400mm、高1000mm;墙体上、下均设有钢筋混凝在相当长的时期,特别是对已建砖混建筑物的抗土横梁与之相连。试件制作时,墙体采用MU10震加固与裂缝修
4、复,仍然是建筑工程界普遍关心机砖、M10水泥砂浆,上下横梁为C30级混凝土。的热点问题。目前常用的墙体加固方法有扶壁柱试验时竖向压应力σ0=112MPa,试件尺寸如图1法、钢筋网水泥砂浆法(即俗称的“夹板墙”法)和所示。增大截面法等。碳纤维材料加固混凝土结构的研究于20世纪80年代末在美国、日本等发达国家展开,近些年来国内也进行了大量的研究工作;而碳纤维布加固砌体结构技术,目前即使在国际上也仍处于试验研究的初始阶段,在国内该项技术的研究开发已取得一定的成果(见参考文献[1])。碳纤维布加固砌体结构技术具有高强高效、施工便捷、耐久性好、不增加构件的自重及体积
5、、适用面广等优点,在我国具有广阔的应用前景。本文对碳纤维布加固修复已开裂砖砌体结构进行了相关研究,试验证明该方法可以十分便捷有效地解决目前困扰社会的建筑物墙体裂缝处理等问题。图1 试件尺寸详图3天津市城建科技发展项目(2000)21试件加固方案—58—SPECIALSTRUCTURESNo112002©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.No112002赵彤等 碳纤维布加固开裂砖墙的试验研究SPST(1)将试件Wall22进行开裂处理。首先对墙体施加正向荷载,当加荷至开
6、裂荷载(212kN)时砖墙突然开裂(对应的开裂位移为210mm),并迅速形成一条斜向裂缝,裂缝情况如图2所示,裂缝最宽处约0125mm;至此开始卸荷,卸荷后部分裂缝闭合,裂缝最宽处约011mm。图3Wall22加固方案示意(图中数字为Wall22应变片编号)表2 碳纤维布(6K)的性能指标单丝直径纤维束密度计算厚度抗拉强度弹性模量断裂伸长率密度(μm)(束/100mm)(mm)(MPa)(MPa)(%)(g/cm3)615520110352100218×105114～1151176图2Wall22加固前的裂缝表3 碳纤维布用粘接剂的性能指标(2)在此基础上
7、,对Wall22进行加固处理。试抗压强度(MPa)抗拉强度(MPa)剪切强度(MPa)件加固时无需对开裂墙体裂缝进行特殊处理,首80～8550～60对混凝土:1515(混凝土破坏)先将开裂墙体表面的浮灰、污垢用清水冲洗干净,在拟粘贴碳纤维布的区域内(沿墙体对角线两侧31试验装置及测试内容各150mm范围)抹掺胶的水泥砂浆界面。待养护(1)加载装置:试验装置示意图见图4,竖向28d后,将水泥砂浆界面打磨平整,去掉表面疏松加载选用1000kN油压千斤顶,并通过分配梁和8层,将浮灰清除干净,再用丙酮擦洗水泥砂浆界面根钢滚轴将竖向荷载均匀作用于试件顶部,并保以消除
8、油脂,并风干48h。随后将水泥砂浆界面证在试验过程中竖向荷载始终为
