图1 墙体倒塌
近年来地震灾害频繁不断, 致使人类生命财产受到了巨大威胁。5·12汶川特大地震短短的几分钟, 就夺走了数万人的生命, 给我国带来了巨大的损失。在此次大地震中, 由于砌体结构本身的抗震性能不足, 出现垮塌现象 (如图1) , 致使造成的二次伤害远远超过地震本身的伤害。因此, 加强砌体结构抗震性能尤为重要。
一、通过近年的地震资料总结, 发现砌体结构有以下缺点:
(1) 结构的整体性不足。砌体由于是砂浆粘结而成的, 砂浆的粘结力差, 造成砌块之间的粘结力不足。
(2) 用料过多, 性价比不高。由于砌体是由砂浆和砌块组成, 砌块和砂浆的力学性能不高, 致使用料增多, 横截面积偏大, 降低其性价比。
(3) 抗震性能差。砌体结构的整体性不强, 抗弯、抗拉、抗剪性能都较差, 延展性不足, 在地震中容易出现倒塌现象。所以, 应该采取适当的砌体加固技术对其进行加固, 减少倒塌, 较大可能保护人民的生命财产安全。
二、抗震加固技术
1.粘碳纤维布加固技术
随着近年的科技发展, 建筑行业引入了纤维材料。由于碳纤维突出的力学性能, 碳纤维也用于砌体结构的加固。碳纤维布本身密度小, 强度高等优良, 使得粘碳纤维布加固技术优于其他钢筋混凝土加固方法。
图2 加固后的墙体
2.粘贴钢板加固技术
粘钢加固法是利用建筑结构胶将钢板与待加固的砌体粘结组合在一起, 形成一个新的拥有良好协同受力的组合体, 从而达到加固和增强砌体结构整体性及抗震性能的目的。粘钢加固法是近年来新发展的一种加固方法, 比起传统加固法, 具有施工简单、周期较短、密度大、所占面积小, 且可以通过设计构造来确定加固位置及范围的优势。
粘钢加固法属于二次受力形式加固法, 由于钢板本身较薄, 待加固墙体较厚, 经过该方法加固后的墙体具有不太明显的二次受力特性, 因此该方法明显优于其他的二次受力形式的加固方法。
图3 粘钢技术
2.1粘贴钢板加固法施工工艺
(1) 制作钢板
按构造要求, 根据砌体构件的实际大小对钢板进行下料、成型、打孔。
(2) 处理粘贴面
主要是处理钢板和待加固构件的接触面。先将接触面上的污垢处理干净, 再将砌体构件表面打磨至完全裸露, 并将生锈钢板打磨至出现金属光泽。
(3) 制作胶粘剂、刷胶
一般的结构胶分为A、B两组, 将两组胶分别倒入不同的干净容器内, 用适当的方法将其搅拌至颜色均匀即可。用抹刀将配制好的胶体涂均匀抹至接触面上, 厚度控制在1 mm~3 mm, 然后固定钢板至待加固位置。
(4) 锚固钢板
钢板粘贴于加固位置后, 应立即进行锚固。同一孔的打孔、注胶应与锚固同时进行。打孔应从中间向两端逐步对称进行。
(5) 固化检验
在锚固钢板24 h后, 检验粘贴钢板的固化效果, 如若不合格, 应剥下重新粘贴或采取相应的措施进行修补。
(6) 防腐处理
一般情况下, 使用刷防锈漆、喷防火涂料的方法进行保护。
3.钢筋网砂浆加固技术
钢筋网砂浆加固, 是一种先将钢筋编制成网状, 再与加固要用的砂浆结合使用的一种增加整体性能的加固方式。其具体步骤如下:
(1) 清理粉刷层, 使墙面干净;
(2) 设置锚筋;
(3) 均匀刷水泥砂浆结合层;
(4) 钢筋编制成网状 (如图4) ;
(5) 喷射水泥砂浆。这种加固的方式使得墙体横截面增大, 有效面减少, 但是不能使加固的墙体强度增加, 所以这种方式并不推荐使用。
图4 钢筋网
4.钢筋混凝土板墙加固技术
这种技术是在原有的砌体墙上组合使用钢筋混凝土, 让其成为一个新的组合墙体, 这种新墙体的力学性能较钢筋网砂浆加固技术有大幅提高, 是一种有效且实用的加固方法。钢筋混凝土板加固技术加固方式简单, 施工容易, 性价比较高, 便于推广。但由于这种技术需要在潮湿的环境下进行, 所以加固周期长, 对于建筑物的正常使用会带来很大的不便, 同时因为增加了钢筋混凝土, 使得重量变化大, 易改变结构受力特性。
5.高强钢绞线-聚合物砂浆加固技术
这种技术类似于钢筋网砂浆加固技术, 不过使用的材料更为优良。这种加固方法是将高强钢绞线网片设置在渗透性优越的聚合物砂浆上, 与原本的砌体结构结合成一个新的组合体, 共同承担外界力作用下的剪切力。
其施工方法如下:
(1) 清理墙体 (如图5) ;
(2) 固定高强钢绞线并预紧;
(3) 喷涂粘结剂;
(4) 喷射聚合物砂浆施工。目前这种技术已经用于大型建筑物加固中, 但由于这种施工方法复杂, 要求较高, 造价昂贵, 后期不易保养, 所以不易推广使用。
图5 清理墙体
砌体结构加固几种方法均可以增强结构的整体性, 提高抗震性能, 保护结构在地震中不被破坏, 同时也保护人民生命财产安全。虽然现在加固技术有自身的一些不足, 但是随着科学技术的发展, 新型材料的出现, 终会解决砌体结构自身的不足问题。
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