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1、固漭九擎博士后工作者臣告摘要硬阳埕A B S T R A C TM a s o n r ys t r u c t u r e sa r ew i d e l yu s e di nt h eb u i l d i n ge n g i n e e r i n g H o w e v e r ，t h em a s o n r ys t r u c t u r em a yb ee a s i l ya t t a c k e db yt h ee a r t h q u a k eb e c a u s eo fi t sb r i t t l em e c h a n i c a lb e
2、h a v i o r S ot h es t r e n g t h e n i n gf o rt h em a s o n r ys t r u c t u r ei sv e r yi m p o r t a n t ，e s p e c i a l l yf o rt h ee x i s t i n gm a s o n r yb u i l d i n gs t r u c t u r e si nt h es e i s m i cz o n e F i b e rR e i n f o r c e dP l a s t i c s ( F R P ) a r ev e r y
3、c o m p e t i t i v emt h es t r e n g t h e n i n go fm a s o m ys t r u c t u r e sc o m p a r i n gw i t ho t h e rm a t e r i a l s ，d u et ot h e i rb e h a v i o r so fh i g hs t r e n g t h ，l i g h tw e i g h t ，r e s i s t a n c et Oc o r r o s i o ne t cT h i sp a p e rf o c u s e st h eo
4、b j e c t i v eo fr e s e a r c ho nt h es h e a r i n gc a p a c i t yo fm a s o n r ys t r u c t u r a lw a l l ss t r e n g t h e n e dw i t hC F R Pp l a t e ss u b j e c t e dt oe a r t h q u a k e I nt h ep a p e r ，6f u l l s c a l eb r i c kw a l l s ( 5o ft h e ma r es t r e n g t h e n e d
5、b yg l u i n gt h eC F R Pp l a t e so nt h es u r f a c eo ft h ew a l la n d1w a l li ss t r e n g t h e n e db yC F R Pp l m ea f L e ld a m a g i n g ) u n d e rt h ec y c l i cr e v e r s e dl o a d i n ga r et e s t e df o rs e i s m i cs t r e n g t h e n i n g T h ee x p e r i m e n tr e s u
6、 l t si n d i c a t et h a tt h i ss t r e n g t h e n i n gm e t h o di sh i g h l ye f f e c t i v e B o t ho ft h es h e a r i n gc a p a c i t ya n dt h ed e f o r m i n gc a p a c i t yo f t h ew a l lc a nb ei m p r o v e ds i g n i f i c a n t l yW h e nC F R Pp l a t e sd e b o n da tt h ee
7、n d s ，t h ew a l lw i l ld a m a g e A l lo ft h ef a c t o r s ，s u c ha st h ea x i a ll o a d ，s t r e n g t h e n i n gm a n n e ra n dt h ea m o u n to fC F R Pp l a t e sw i l l a f f e c tt h ee f f i c i e n c yo f t h es t r e n g t h e n i n g T h em e c h a n i s mf o ras t r e n g t h e
8、 n e dw a l lt or e s i s tt h el a t e r a le a r t h q u a k ea c t i o nc a nb ee x p l a i n e db yt h ec o u p l i n ga c t i o no ft h ec r a c k e dw a l la n dt h eC F R Pt r u s s T h ec a l c u l a t i o ne q u a t i o nf o rt h es h e a r i n gc a p a c i t yo fs t r e n g l h e n e dw a
9、l l sw i t hC F R Pp l a t e sd e d u c e da c c o r d i n gt h es h e a rf r i c t i o nt h e o r yf o rt h ec r a c k e dw a l la n dt h et r u s sm o d e lf o rC F R Pp l a t e sh a sg o o da c c u r a c y T h et h e o r e t i c a lr e s u l t sh a v eg o o dm a t c hw i t ht h a to f t h et e s
10、t K e yw o r d s ：m a s o n r ys t r u c t u r a lw a l l ；C F R Pp l a t e ；s t r e n g t h e n i n g ；s h e w i n gc a p a c i t yI IR 滓大学博士后工作飙告碳纤维板加固砖墙的抗震性能研究1 1 引言第一章绪论砌体结构是指用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构。砌体结构建筑物是人类历史上最古老的结构形式之一，至今仍具有较强的生命力。早在原始时代，人们就用天然石建造藏身之所，随后逐渐用石块建筑城堡、陵墓和神庙。我国隋开皇十五年至大业元年( 公元5 9 5 6 0
11、5 年) 李春建造的河北赵县安济桥，是世界上现存最早、跨度最大的空腹式单孔圆弧石拱桥。人们生产和使用烧结砖也有3 0 0 0 年以上的历史。长城是举世最宏伟的土木工程，据记载它始建于公元前7 世纪春秋时期的楚国。北魏( 公元3 8 6 5 3 4 年) 孝文帝建于河南登封的嵩岳寺塔，是我国保存最古老的砖塔。真正现代工程意义上的砌体结构从本世纪初出现，至今也只有1 0 0 年左右。解放以来，我国砖的产量逐年增长，砌体结构得到广泛的应用。1 9 8 0 年，全国砖的年产量为1 5 6 6 亿块，九十年代达到2 1 0 0 亿块。在8 0 年代，我国的住宅、办公楼等民用建筑中大量采用砖墙承重，如重庆
12、，1 9 8 0 1 9 8 3 年新建住宅建筑面积为5 0 3 万平方米，其中采用砖石墙体承重的占9 8 。据统计，目前我国9 0 的民用住宅为砌体结构体系。以设计基准期推算，现有的很多砌体结构物已达设计使用年限，加之设计标准、抗震设防等级和安全性指标的提高，如何对这些结构进行加固和修复，也是当今土木工程领域的一个研究重点。人们预测，如果没有根本性的技术革新和不能充分重视这些问题，几十年后社会将无法负担庞大的基础设施的维修和管理费用。因此，可持续发展的维修、加固、改造、新建技术的开发和研究是2 1 世纪结构工程工作者的最大课题。1 2 砌体结构加固技术概况砖砌体结构作为一种建筑结构体系，主要
13、的特点有：刚度大、整体性较差，其抗拉、抗剪、抗弯承载力较低，在水平地震作用下容易出现裂缝，导致刚度急剧下降，位移迅速增加，容易发生破坏甚至倒塌。其抗震承载力及变形能力比混凝土结构差得多。对于地震区需要进行抗震设防的建筑物，砖砌体结构的应用受到一定的鸬济大学博士后工作报告第一章绪论砍阳蛙限制。从国内外历次震害调查中可知，砖混结构房屋的破坏率都比较高。1 9 2 3 年日本发生关东大地震，7 0 0 0 多幢砖混房屋中，震后仅1 0 0 0 余幢平房能修复使用。唐山地震后，据对于烈度为1 0 度及1 1 度区的1 2 3 幢2 8 层的砖混结构房屋的调查，倒塌率为6 3 2 ，严重破坏为2 3 6
14、 ，尚能修复使用的仅占4 2 ，实际破坏率达9 5 8 川。因此，砌体结构的抗震加固尤其重要。目前，常用的砌体结构抗震加固方法有【2 ，3 1 ：1 ) 墙面钢筋网片加固法；2 ) 墙体端部混凝土构造柱加固法。钢筋网片加固法需要将墙体表面装修层全部清除后，将钢筋网片固定在墙体表面，然后浇筑混凝土或在表面抹上水泥砂浆，使墙体成为混凝土一砌体复合墙。这个施工方法复杂，施工速度慢周期长。外加钢筋混凝土构造柱加固法将清除墙体端部的部分砖墙，代之以混凝土构造柱。朱伯龙【4 】手旨出：外加钢筋混凝土柱只有当砌体进入下降段后，它才能补偿和增加砌体强度下降过程中失去的强度和变形能力，但它并不明显地提高砌体的抗
15、裂度和强度。试验还表明：钢筋混凝土柱上下之间以及其和水平拉杆之间的可靠连接，是保证钢筋混凝土柱和砌体协调工作的前提。这个加固方法的施工工艺较为复杂、周期较长，且对结构的形状和几何尺寸有较大改变，可能影响使用功能。1 3F R P 加固砌体结构的研究现状1 3 1 纤维材料加固结构的特点碳纤维材料( c a r b o nF i b e rR e i n f o r c e dP o l y m e r 一C F R P ) 是一种新型复合材料，它具有强度高、密度小、耐腐蚀性及耐久性好等特点。采用碳纤维材料作为结构加固材料的C F R P 3 n 固技术是二十世纪8 0 年代开始在国际上研究应用
16、的一种结构外部补强加固的新技术。该项技术最早应用于修复日本阪神地震和美国洛杉矶地震等造成的损坏工程。此后，美、日、欧大力研发此项技术。我国台湾、香港也在开发此项技术，例如：该项技术在台湾“9 2 l ”大地震后毁坏工程的修复和重建中发挥了巨大的作用，甚至进一步促进了台湾C F R P I 业的发展。用于土木建筑结构加固修复的C F R P 材料形式多样，最常用的是C F R P 片材，分为板材和布材( 即C F R P 织物) 两种。C F R P 布材在使用前不浸润树脂，施工时才浸同济大学博士后工作报告碳纤维板加固砖墙的抗震性能研究润，F R P 布材使用量最大，且技术最成熟，美国、月本、加拿大、西欧等国家均已有了标准的规范；而C F R P 板材则是在使用前浸润树脂并使其固化成板状，施工时再用捌脂将其粘贴于结构表面。C F R P 板材的价格较高，但该种形式的F R P 汞J 用率高，加固效果更好，近年来使用量增长很快。与传统加固修补方法相比，C F R P 自n 固法具有明显的技术优势，主要表现在：l 、高
