碳纤维布加固开裂砖墙的试验研究.pdf

碳 纤 维 布 加 固 开 裂 砖 墙 的 试 验 研 究 3 赵彤　张晨军　谢剑　李伟林 (天津大学土木工程系 　天津 300072) (Department of Civil Engineering ,Tianjin University ,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。 关键词 　碳纤维布 　开裂砖墙 　加固 ABSTRACT　Based on the test of the brick walls under cyclic loading , the effectiveness of the new method of using the continuous carbon fiber sheet ( CFS) on strengthening the cracked brick wall was stud2 ied. The mechanical behaviour and strengthening mechanism of using the CFS to cracked brick wall were analyzed . A simplified design formula was also presented in the paper. KEYWORDS 　Carbon fiber sheet 　Cracked brick wall 　Strengthening 　3 天津市城建科技发展项目 (2000) 　　前言 虽然我国在大力推动墙体材料改革 ,推广应 用新型建筑材料 ,逐步缩小砖砌体建筑的建设规 模和应用范围 ,但是这种传统的结构体系还会存 在相当长的时期 ,特别是对已建砖混建筑物的抗 震加固与裂缝修复 ,仍然是建筑工程界普遍关心 的热点问题。目前常用的墙体加固方法有扶壁柱 法、钢筋网水泥砂浆法 (即俗称的“夹板墙”法) 和 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、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。 一、试验概况 11 试件设计及制作 本试件的高宽比为 1∶114 ,墙体厚 240mm、宽 1400mm、高 1000mm ;墙体上、下均设有钢筋混凝 土横梁与之相连。试件制作时 ,墙体采用 MU10 机砖、M10 水泥砂浆 ,上下横梁为 C30 级混凝土。 试验时竖向压应力σ0 = 112MPa ,试件尺寸如图 1 所示。 图 1 　试件尺寸详图 21 试件加固方案 —85— 第 19 卷 　第 1 期 2002 年 3 月 特　种　结　构 Vol119 　No11 March 2002 SPECIAL STRUCTURES　　No11 　2002 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. (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 2 　Wall22 加固前的裂缝 (2)在此基础上 ,对 Wall22 进行加固处理。试 件加固时无需对开裂墙体裂缝进行特殊处理 ,首 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 各 150mm范围)抹掺胶的水泥砂浆界面。待养护 28d 后 ,将水泥砂浆界面打磨平整 ,去掉表面疏松 层 ,将浮灰清除干净 ,再用丙酮擦洗水泥砂浆界面 以消除油脂 ,并风干 48h。随后将水泥砂浆界面 作干燥处理 ,在其表面均匀饱满地涂抹一层界面 剂 (表面处理胶) ,待界面剂完全固化后 ,在其上均 匀涂抹一层饱满的粘接剂