由于砌體結(jié)構(gòu)取材方便,有良好的耐火、保溫、隔聲、抗腐蝕性能,同時(shí)具有承重和圍護(hù)功能,施工方便等優(yōu)點(diǎn),加上我國傳統(tǒng)“秦磚漢瓦”的歷史原因,我國目前存在大量的砌體結(jié)構(gòu)建筑。但是,砌體結(jié)構(gòu),特別是以普通黏土磚組成的傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)有以下缺點(diǎn):
(1)抗壓強(qiáng)度低,承重結(jié)構(gòu)截面尺寸大、自重大,在地震作用下慣性力大;
(2)塊材和灰漿間的粘結(jié)力較小,因而無筋砌體的抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度都比較低,抗震性能差。
由于砌體結(jié)構(gòu)自重大、自振周期短、強(qiáng)度低,所以地震效應(yīng)較大,破壞程度重于其他類型的結(jié)構(gòu)??傮w上說,在水平地震作用下,墻體剪切破壞是砌體結(jié)構(gòu)常見的破壞形式,裂縫的形式一般為斜裂縫或者交叉裂縫,在特定情況下出現(xiàn)水平剪切縫。我國在經(jīng)歷過幾次地震(尤其是唐山地震)后,已經(jīng)對(duì)的砌體房屋進(jìn)行了整體性加固,在這種背景下,砌體房屋在水平地震作用下墻體局部受剪承載力不足是現(xiàn)有砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震面臨的重要問題。
無筋砌體結(jié)構(gòu)抗震加固需要解決兩個(gè)方面問題:一是整體性不強(qiáng),各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件連系差,不能協(xié)同工作;二是承載能力不夠。因此砌體結(jié)構(gòu)抗震加固分為房屋整體性加固和局部承載力加固。也可以根據(jù)加固方式和部位,分為:內(nèi)加固、外加固、內(nèi)外加固三種。《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(JGJ 116)建議的對(duì)砌體房屋抗震承載力加固的方法有:(1)拆砌或增設(shè)抗震墻;(2)修補(bǔ)和灌漿;(3)面層或板墻加固;(4)外加柱加固;(5)包角或鑲邊加固;(6)支撐或者支架加固。除了以上加固方法,還有(7)粘鋼加固;(8)隔震減震。
以上的加固方法都能夠在一定程度上提高房屋抗震性能。除了粘鋼加固外,其他方法一般都存在的缺點(diǎn)是:對(duì)原有建筑平面影響大;增加附加質(zhì)量,即增加地震力及下部結(jié)構(gòu)荷載;濕作業(yè),對(duì)現(xiàn)場影響較大;施工工期較長。
而外貼FRP片材加固則具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)高強(qiáng)高效。FRP物理力學(xué)性能優(yōu)異,彈性模量相對(duì)砌體結(jié)構(gòu)高很多,當(dāng)采用一定措施保證其與砌體良好地協(xié)同工作時(shí),在加固修補(bǔ)砌體結(jié)構(gòu)中可顯著提高砌體結(jié)構(gòu)的承載力和延性,改善其受力性能,達(dá)到高效加固修補(bǔ)的目的。
(2)施工便捷。施工工效高,沒有濕作業(yè),不需大型施工機(jī)具,無需現(xiàn)場固定設(shè)施,施工占用場地少。施工工序以及工具簡單。
(3)耐久性。對(duì)比用鋼材加固,由于砌體構(gòu)件的孔隙率比混凝土構(gòu)件大,并且砌體中不存在堿性環(huán)境,這就影響了鋼材在砌體材料中的耐久性。FRP纖維和相應(yīng)的樹脂材料都具有很好的耐腐蝕性能,因而能獲得較好的耐久性。
(4)施工質(zhì)量易保證。與粘鋼加固相比,F(xiàn)RP布是柔性的,即使粘貼表面略有不平,也可以保證很高的有效粘貼率,而且粘貼后發(fā)現(xiàn)局部缺陷也易于修補(bǔ)。
(5)FRP材料質(zhì)量輕且薄,加固修補(bǔ)后,基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸,不增加下層結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)和整體結(jié)構(gòu)的地震荷載。
因此,外貼FRP片材加固在砌體結(jié)構(gòu)加固中具有很好的應(yīng)用前景。

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