砖砌体建筑体外预应力抗震加固技术探究

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1、砖砌体建筑体外预应力抗震加固技术探究摘要：近年来，世界范围内地质极为活跃，地震活动频现。在我国境内，2008年的汶川地震与2040年的玉树地震对当地建筑物造成了极大的破坏，其中，砌体结构破坏现象尤为严重。为此，有必要进一步深入研究砌体结构的抗震性能，并采取有效措施对已建砌体结构进行抗震加固关键词：砖砌体建筑体外预应力抗震加固刖B据不完全统计，我国城镇既有建筑总量超过500亿m2,而其中以砖砌体墙体为主要承重和抗震墙体的砖砌体建筑所占比例很大，且许多未达到抗震设防标准。一般而言，砖砌体结构整体性相对较差，砌体材料抗压强度较高而抗拉、抗剪强度较低，且具有自重大、呈脆性等特点，导致其抗震

2、性能较差，在强烈地震作用下一旦发生倒塌，将造成大量的人员伤亡。汉川地震、玉树地震和雅安地震中，大量砖混、砖木结构房屋倒塌，人员伤亡惨重。因此，对现存的大量不满足抗震设防要求的砌体房屋进行加固改造，提高其抗震安全性，是当前工程建设领域函待解决的问题仁概述目前，应用于砌体结构的抗震加固方法大体可以分为两类,直接加固法与间接加固法。直接加固法包括：增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、外粘钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法、绕丝加固法或高强度钢丝绳网片、聚合物砂浆外加层加固法等；类似的工程有江北人民医院门诊楼加固工程、南京苏杰学校浦口校区加固工程、河海大学江宁校区行政楼加固工程

3、、南京晓庄学院附属小学教学楼加固工程等，都是采取直接加固法；间接加固法包括：外加预应力加固法或增设支点加固法等。类似的工程有物流外包及仓储配套服务中心项目仓库加固改造工程、宁海中学1号教学楼和艺术楼加固工程等采取的是间接加固法。其中直接加固法均是通过增设附加材料或构件来分担原有结构所受到的地震作用。这些加固措施从有效性、粘结材料的耐久性、操作一体性、加固效果的连续性以及经济性等方面均存在一定的问题。众所周知，结构抗震性能的好坏与其抗剪强度的大小直接相关。对于砌体结构，影响抗剪强度的因秦主要有：砂浆和块体的强度、法向压应力（即剪-压复合受力相关性）和砌筑施工质量等。施楚贤、骆万康等人

4、对砌体剪-压复合受力的相关性问题进行了大量的研究工作，对砌体剪切强度破坏过程有了更进一步的认识。针对砌体结构抗拉强度低、抗压性能好的特点，国外学者提出对砌体施加预应力来提高其抗弯、抗剪能力，并改善其延性性能。国内从20世纪90年代开始对预应力砌体进行试验研究，试验结果表明，预应力在提高砌体结构的抗剪强度、变形、延性及墙体的抗震性能方面有显著的效果。但是，到目前为止，还仅局限于试验研究阶段，在预应力砌体的设计及应用方面，国内规范几乎空白。在国外，预应力砌体尽管有应用，也主要出现在挡土墙和厂房、仓库、教堂等高大单层建筑物中的外墙。在中高层建筑结构中如何应用预应力砌体是下一步研究发展的趋

5、势。此外，该预应力砌体的理念也很少岀现在对已建砌体结构的抗震加固之中从砌体结构内在的抗剪机理角度出发，充分利用砌体剪・压复合受力的相关性所带来的抗剪潜力，提出了砌体结构体外预应力抗震加固方法。通过整体张拉沿砌体墙外部两侧全高范围内设置的预应力筋对墙体施加预压力，从而提高砌体墙自身的抗剪强度，并改善其抗震性能。该方法很少增加结构自重、加固贯穿全结构、在穿越楼层时加固效果保持连续、加固工程量小、耗资少、施工也方便。与此同时，以一典型的四层砌体教学楼结构为例，具体讨论了该种抗震加固方法在多层砌体结构中的设计计算过程。像南理工□□验小学教学楼加层改造项目、原姜家园小学临时校区教学楼抗震加固

6、项目、南京市扬子第四小学加固工程、鼓楼区育英外国语学校教学楼k教学楼2抗震加固改造工程都是采取此类方法进行加固处理的。考虑到多层砌体结构各楼层各部分墙体处于不同的压应力水平，提出了采用廿页应力分级键”对预应力筋进行分级张拉，根据各墙体实际所需来施加对应大小的压应力，从而充分调动了原有结构内在的抗震能力2•体外预应力技术加固砌体结构施工方法2.1预应力筋的选取与连接体外预应力技术中的预应力筋可以选用高强钢丝、钢绞线和高强钢筋（如精轧螺旋钢筋C25）,但根据国外多年的实践经验，竖向后张拉构件建议选择高强钢筋，这是由于体外预应力筋全部暴露在外，使细软的钢绞线或钢丝束的架设变得十分困难，而

7、高强钢筋的刚度较大，不需要太多的临时支撑，且更容易定位，施工操作相对便捷。此外，预应力筋应采用高强钢而不是低碳钢，因为低碳钢会由于徐变产生很大的预应力损失，而高强钢可以在施加预应力的过程中达到高应变，从而使砌体徐变和收缩产生的预应力损失降到最小。另外，选用高强钢，在同样的预拉力下预应力筋的直径会更小，这样可以减少对房屋外观的影响。当房屋高度较高时，由于运输的需要，预应力筋需要被截断。因此沿房屋高度方向，预应力筋的连接可以采用螺纹套筒连接或焊接，但必须确保有足够的锚固长