后植筋法在砖砌石结构中的应用

后植筋法在砖砌石结构中的应用

1砌体墙体加固目前，中国城市建筑仍以水泥结构为主。2008年5月12日汶川地震约7万人死亡2万人失踪。汶川地震灾害调查,在都江堰市、绵竹县等高烈度区砌体结构震害严重,部分房屋倒塌,多数严重破坏或中等破坏。砌体房屋的主要震害有墙体开裂、房屋整体倒塌、房屋局部倒塌几种情况。地震作用后,砌体结构房屋中往往会出现大量的裂缝,但这些裂缝在较长时间内还不稳定,容易引发墙体破坏甚至倒塌。因此加固墙体,提高其抗侧承载力,增大其耗能能力是一个很值得研究的方向。目前,我国常用的砌体墙体加固方法主要有:钢筋网水泥砂浆面层加固,增设扶壁柱,碳纤维加固,灌浆加固等方法。国内外对混凝土的植筋抗拔和界面的粘结性能研究很多,包括植筋对界面抗剪强度的影响。但是对砌体植筋研究还非常少有。砌体墙体植筋的试验更少。因此,对植筋砌体进行拟静力试验研究是非常有意义的。2砌体墙体开槽,钢筋开槽、压封所谓后植筋是相对于预埋筋而言。在墙体水平灰缝内开槽,嵌入钢筋,通过植筋胶把钢筋和墙体连成一体,共同作用的一种加固技术。植筋技术在混凝土结构中应用广泛,植筋胶的结构性能也有保障。符合混凝土加固规程要求。而砌体墙体由砂浆,砖块堆砌而成。施工作业多采用人工,相比较混凝土和钢结构,砌体具有很大的离散性。结合砌体墙施工特点,在水平灰缝中开槽,植入钢筋是一种简单,易行,实用性很强的加固方法。可以防止由于墙体开裂产生通缝,墙体整体性破坏,进而倒塌的危险。后植筋法施工工艺:根据加固方案测量放线,确定水平植筋的位置。用开槽机沿水平线试开槽,观察放线位置是否与砌体水平灰缝重合,若不重合,调整水平线,继续放线;开水平槽,槽宽槽深及对拉钢筋孔位根据墙体尺寸确定。用凿子将槽内剩余残留块体清除,并用空气压缩机将槽和孔吹干净;按设计要求将加工合格的钢筋放入预留槽和孔内,用电焊机点焊连接;钢筋焊接完成后,先将结构胶与槽内砂浆粘结,再将钢筋和结构胶粘结。试验表明分两次粘结比一次粘结效果更好。3实验过程为了验证植筋墙实际的抗震性能,本课题对两堵墙体进行拟静力实验。研究植筋加固墙体的破坏机理及抗震性能。3.1墙体试件概况墙体试件分为两堵:一堵为普通砖墙,另一堵为后植筋加固的墙体,两组中高宽比为0.7。墙高2.1m,宽3m。为了更好的跟实际情况相符合,本实验所用砖均来自旧房拆除工程,墙体都用M5水泥砂浆砌筑,墙体试件相关参数详见表1。钢筋HPB235。加固后的植筋墙见图1。3.2竖向加载试验试验加载装置参考《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96)。竖向荷载由竖向千斤顶通过分配梁与混凝土压梁均匀施加于墙片,在实验过程中通过稳压装置保持竖向荷载数值不变。竖向加载分两级完成,第一级加载所需竖向荷载的50%,持荷5min,再继续加载到所需的竖向荷载值。正式试验前,预加水平反复荷载两次,荷载值不超过墙体预计开裂荷载值的10%。观察墙体受力是否正常,有无扭转,有无弯曲;观察位移计、应变计等仪器工作是否正常。在试件开裂前以荷载控制,每级荷载循环2次;试件开裂后,以3mm位移为控制参数,此后按此确定值的1倍逐级增加,每级加载反复3次。加载装置如图2所示。3.3墙破坏分析3.3.1侧向开裂荷载试验数据对比见表2。采用植筋加固后,墙体侧向开裂荷载提高20%;极限荷载提高8%;破坏荷载提高17%。开裂位移和达到极限荷载的位移变化不大,破坏位移降低22%。3.3.2后植筋加固墙体构造设计方案未加固砖墙:墙体角部裂缝逐渐贯通整个墙长,墙体底角部分砖块被压碎,从墙体左侧根部向右上方产生了与压梁约为50°的贯通斜裂缝,继续加载,墙体右侧根产生向左上方与压梁约为60°的贯通斜裂缝图3。后植筋加固墙体:随着水平荷载的增加,墙体底部边缘与底梁之间首先出现了弯曲水平裂缝,水平裂缝宽度变大并向墙体中部延伸,墙面多处出现细小水平和竖向裂缝,并不断延展,裂缝分布较集中在墙体中下部,并不断增多,由于水平钢筋的作用,这些裂缝并未形成通缝。最终墙体由于水平裂缝的贯通而破坏,见图4。与未加固墙体相比,后植筋加固墙体产生的变形更多,可以有效的耗散地震作用产生的能量。而且没有形成大的通缝,墙体的延性得到大幅提高。试验前分析可能在开槽处破坏,也没有发生。说明,植筋胶的性能可靠,施工方法得当。4植筋胶粘结性能好于混凝土加固本文简要介绍了后植筋加固墙体的破坏机理。对高宽比为0.7的砖墙和采用后植筋加固墙体进行拟静力实验对比,从结果来看:后植筋加固是一种实用、有效的砌体结构加固方法,加固后墙体整体性能得到很大的改善。抗侧承载力得到很大提高,墙体产生大量细小裂缝,却没有产生一条同缝,耗散了侧向力的能量,因而破坏位移不大。实验过程中,植筋胶显示了良好的粘结性,未出现一处破坏。说明现有符合混凝土加固要求的结构胶用于