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技术分享-钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力分析

浏览量:1019 发布时间:2020.03.02
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我国存在大量的砖砌体结构房屋,震害表明,砖砌体房屋若不经合理的抗震设计, 其整体性和抗震性能相对较差。目前,全球正进入新的地震活跃期,我国是多地震国 家,研究砖砌体结构加固设计理论,为砖砌体结构房屋进行抗震加固提供理论支撑, 具有重要意义。

钢筋网水泥砂浆面层(简称“夹板墙")加固法是在墙体的一侧或者两侧布置与原 砖墙有效连接的钢筋网,并浇筑水泥砂浆形成钢筋网水泥砂浆面层(图1.98)来提高 墙体的受剪承载力、刚度及延性。该方法的优点在于技术简单易行、造价较低,不会 对原结构带来过大的附加重力荷载,缺点在于这种加固方法会增加墙体厚度,使建筑 物的使用面积减小,但由于面层厚度一般较小3540mm),对使用面积的减小程度 是可以接受的。该加固方法对在役及震损砖墙均是常用的加固或修复方法之一。

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1.98钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙示意

 

国内外对钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力已有一些试验研究。苏联、加 拿大口7]等有过相关试验研究。20世纪70年代后期到90年代初,我国学者或科研机 58.78.79]对钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙方法也进行了大量的试验研究,并提出了加 固后墙体受剪承载力计算方法。然而,这些计算方法存在不足之处:未考虑墙体高宽 比、原墙轴压比的影响;原砖墙抗剪强度计算公式中,未考虑高宽比的影响;未能体 现横向钢筋和竖向钢筋的不同作用改];所建立的受剪承载力计算公式是以砖墙用钢筋 网水泥砂浆面层加固后施加竖向和水平荷载的试验结果为依据的,而实际工程中的砖 墙在加固前已承受竖向荷载,加固墙体的钢筋网水泥砂浆面层在使用阶段基本未承受 竖向压力,只是在水平荷载作用下与原砖墙共同受力;计算式大都过高地估计了钢筋 网水泥砂浆面层的抗剪强度,从而使原墙的抗剪强度取值过低,且不同的计算式计算 结果相差悬殊L已有研究成果大都来自于试验研究,理论分析尚少。

因此,需要对钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力计算方法进行更加深入的 研究,本节基于有限元分析软件ABAQUS对钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力 进行了深入的分析和研究。

1.11. 1砖墙抗剪强度分析

1. 砌体结构分析

砌体是由砌块和砂浆组成的复合材料,砌块和砂浆的接触面为材料的薄弱所在, 也是引起砌体材料非线性行为及各向异性行为的主要原因。砌体结构有限元分析的研 究始于20世纪60年代,迄今为止,砌体结构的有限元模型大致分为两类「边(如 1.99所示):整体式模型及分离式模型。整体式模型将砌体看成理想的均质材料,不 考虑砌块与砂浆之间的相互作用,采用各向同性或各向异性的材料本构关系。材料的 本构关系通过试验获得或根据近年来发展起来的均质化理论计算。分离式模型可以分 为详尽的分离式模型和简化的分离式模型。详尽的分离式模型将砂浆、砌块分别建模, 并采用界面单元模拟砌块与砂浆间的相互作用(粘结、滑移等)。简化的分离式模型将 砂浆单元简化为零厚度的界面单元,并通过这种界面单元将砌块连接在一起。


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