專利名稱：一種纖維布加固磚砌墻體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑物加固領(lǐng)域，具體涉及一種纖維布加固磚砌墻體的方法。
背景技術(shù)：
砌體被廣泛應(yīng)用于我國的工業(yè)與民用建筑領(lǐng)域，但由于砌體材料的脆性性質(zhì)，其 抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度都比較低且自重較大，不利于結(jié)構(gòu)抗震。我國當(dāng)今村鎮(zhèn)現(xiàn)有的住宅磚 砌房屋，特別是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，多數(shù)未設(shè)構(gòu)造柱或采取其它任何抗震措施，一旦發(fā)生較強(qiáng) 的地震，砌體結(jié)構(gòu)的震害往往較為嚴(yán)重。此外，有很多砌體結(jié)構(gòu)具有比較高的使用價(jià)值和歷 史價(jià)值，而在早期設(shè)計(jì)時(shí)往往沒有考慮地震作用，導(dǎo)致砌體房屋抗震性能較差。因此有必要 對上述建筑物進(jìn)行抗震加固來滿足其繼續(xù)使用的安全性要求。常用的墻體加固方法有扶壁柱法、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿法(即俗稱的“夾板墻”法)和 增大截面法等。傳統(tǒng)加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)整體水平比較落后，施工方法和工藝比較復(fù)雜，設(shè)備繁 多且受場地因素限制。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(fiber reinforced polymer / plastic，簡稱 FRP)應(yīng)用于建筑加固、修復(fù)工程就是近些年來土木工程與高性能材料工程相結(jié)合而發(fā)展起 來的一種新興的加固技術(shù)。外貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固混凝土技術(shù)是在混凝土結(jié)構(gòu)外部粘 貼FRP片材(包括布和板)通過二者協(xié)同受力，達(dá)到加固目的。外貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料法 與傳統(tǒng)加固技術(shù)相比，占用場地少，施工快捷，效率很高，而且基本無需大型施工機(jī)具。有關(guān) 統(tǒng)計(jì)資料表明，同為外部粘貼加固，普通粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固是粘貼鋼板加固施工 工效的4 8倍。纖維布加固建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)具有施工便捷、高強(qiáng)高效、不增加構(gòu)件的自重與體積和 耐久性好等特點(diǎn)，雖在混凝土結(jié)構(gòu)中得到廣泛研究和應(yīng)用，但在砌體結(jié)構(gòu)中的研究和應(yīng)用 尚不成熟，尤其是其理論研究還處于初始階段。這是因?yàn)榇u砌體是由具有不同變形與強(qiáng)度 特性的塊材和砂漿組成的復(fù)合材料，它不但與混凝土等脆性材料一樣，抗拉與抗壓強(qiáng)度相 差懸殊，而且由于灰縫的存在，具有明顯的各向異性特性，目前對砌體的各項(xiàng)力學(xué)性能、破 壞機(jī)理以及砌體與其他材料共同工作等方面的研究還存在不少薄弱環(huán)節(jié)。因此，F(xiàn)RP片材 加固磚砌體結(jié)構(gòu)這種新型加固方法在得到廣泛應(yīng)用之前還需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究。2007年11月武漢理工大學(xué)張維、彭少民等對帶構(gòu)造柱磚砌墻體及帶門窗洞口磚 砌墻體進(jìn)行了 “X”型和“井”型粘貼碳纖維布加固提高了墻體的抗剪承載力，但是對磚砌墻 體的整體性能和抗倒塌能力的提高效果較差，且易在纖維布粘貼處產(chǎn)生開裂，造成纖維布 的脫落(張維.碳纖維加固砌體試驗(yàn)研究及有限元分析.[D]武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文， 2008)。2008年6月清華大學(xué)周新剛、韋昌芹等對碳纖維布加固砌體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行 了有限元分析，推薦了兩種碳纖維布的加固方法(1)豎向和水平加固方案；(2)豎向和斜 向加固方案。這兩種加固方案未見實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，即使可在一定程度上滿足抗震加固的整 體性能和抗倒塌能力，但是材料過于浪費(fèi)，不夠經(jīng)濟(jì)(周新剛，韋昌芹，葉列平.CFRP加固 砌體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析.[J]工程力學(xué)，2008，(06).)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、強(qiáng)度高的纖維布加固磚砌墻體的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
設(shè)計(jì)一種纖維布加固磚砌墻體的方法，首先按工程設(shè)計(jì)規(guī)范要求或公知常識確定磚砌 房屋或墻體應(yīng)設(shè)置而未設(shè)構(gòu)造柱和/或圈梁的部位，對該部位進(jìn)行面層處理和表面修正， 再按照以下步驟粘貼纖維布
①在磚砌房屋或墻體的應(yīng)設(shè)而未設(shè)置構(gòu)造柱的部位設(shè)置粘貼至少一層寬200mm 500m的豎向纖維布；
②在應(yīng)設(shè)而未設(shè)置圈梁的部位設(shè)置粘貼至少一層寬300mm 800mm的橫向纖維布；
③在沿應(yīng)設(shè)的構(gòu)造柱高度方向每隔500 600mm設(shè)置粘貼至少一層寬IOOmm 200mm 的橫向纖維布壓條，且其在應(yīng)設(shè)的構(gòu)造柱內(nèi)側(cè)的長度至少要超出所述豎向纖維布寬度 200mm。所述的纖維布加固磚砌墻體的方法還包括墻體上門窗和/或洞口處加固步驟對 門窗和/或洞口周邊墻體的相鄰三面進(jìn)行面層處理和表面修正后，以至少一層纖維布粘貼 包裹墻體三面并分別壓橫向纖維布壓條至少一層，其中墻厚方向的纖維布粘貼寬度與墻厚 度相同，其它兩個(gè)面上粘貼的纖維布的寬度為300mm 800mm，橫向纖維布壓條設(shè)置方式同 所述步驟②。所述的纖維布加固磚砌墻體的方法還包括樓板對應(yīng)的墻體處的加固步驟對每層 樓板所對應(yīng)部位的墻體外側(cè)周圍部位進(jìn)行面層處理和表面修正后，設(shè)置粘貼至少一層寬度 為300mm 800mm的纖維布。所述面層處理的方法為對確定的磚砌房屋或墻體應(yīng)設(shè)置而未設(shè)構(gòu)造柱和/或圈 梁的部位打磨平，并露出新磚面。在所述面層處理后，進(jìn)行表面修正對打磨處用找平膠找平，并刷底膠。所述纖維布粘貼的方法為等底膠指觸干燥后刷浸漬膠并粘貼裁好的纖維布，再 在纖維布外層刷一層浸漬膠，兩層以上的纖維相疊貼時(shí)重復(fù)該步驟，干燥后即成。在所述表面修正和/或粘貼纖維布步驟的實(shí)施過程中應(yīng)保證氣溫不低于5°C、空 氣濕度彡85%，各纖維布間的搭接長度不小于150mm。在所述粘貼纖維布步驟之后還包括防護(hù)層涂裝步驟在粘貼好的纖維布層外涂裝 涂料層、水泥沙漿層或107膠水泥砂漿層，以提高碳纖維補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的耐久性及防火性能。所述纖維布為玻璃纖維布、碳纖維布、芳綸纖維中的至少一種。纖維布的性能規(guī)格 等于和高于《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50367-2006)第5 4頁S玻璃纖 維布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。所述找平膠為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。所述底膠為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。所述浸漬膠為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。本發(fā)明具有積極有益的效果
1.不同于以提高墻體抗剪性能的X型、#型纖維布加固方法，本發(fā)明方法是以提高墻體
4整體性能為主的纖維布加固方法，試驗(yàn)結(jié)果表明本方法對提高墻體結(jié)構(gòu)的延性和多道設(shè)防 能力有顯著效果。2.本發(fā)明具有不易在纖維布粘貼部位產(chǎn)生地震裂縫、高強(qiáng)高效、施工便捷、周期 短、成本低、耐腐蝕、自重輕、不增加結(jié)構(gòu)尺寸等明顯的優(yōu)點(diǎn)，且不產(chǎn)生大量的建筑垃圾，利 于環(huán)境保護(hù)。3.應(yīng)用本發(fā)明方法加固磚砌墻體后維修費(fèi)用大大減少且維護(hù)周期延長。4.本發(fā)明方法實(shí)施成本低，易于在廣大的村鎮(zhèn)推廣普及，可增強(qiáng)磚砌房屋的抗震 性能，有效避免或減少自然災(zāi)害所造成的人員傷亡。


圖1為普通磚墻體模型正面結(jié)構(gòu)示意圖2為帶構(gòu)造柱的普通磚墻體模型正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為普通磚墻體采用本發(fā)明方法加固后的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為普通磚墻體采用本發(fā)明方法加固后的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為底梁，2為普通磚墻體，3為頂梁，4為構(gòu)造柱，5為豎向纖維布，6為橫向纖 維布壓條。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 擬靜力加固(本發(fā)明方法)與未加固對比試驗(yàn)(在鄭州大學(xué)工學(xué)院結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行)，具體試驗(yàn)方法、步驟如下
(1)試件的設(shè)計(jì)與制作
試件分別按照工程實(shí)體墻3. 6mX 3. Om和3. 6mX 3. 3m的1 :2比例進(jìn)行縮尺建造模型 A、模型B (A、B模型高寬比不同，分別為0. 833和0. 917)設(shè)計(jì)，各三片，墻厚均為MOmm，具 體的試件結(jié)構(gòu)參見圖1。另外，設(shè)計(jì)建造帶構(gòu)造柱4圈梁加固的對比墻體(即模型A’、B’， 其尺寸大小分別與模型A、B相對應(yīng)，)各一片，參見圖2。模型A、B、A’、B’塊材采用低強(qiáng)度MU7. 5粘土磚(抗壓強(qiáng)度見表5)、M2. 5混合 砂漿制作，頂梁3及混凝土標(biāo)號為C20，構(gòu)造柱鋼筋采用直徑為6mm的光圓鋼筋，箍筋采用 直徑為6mm的光圓鋼筋，間距200mm。構(gòu)造柱4與普通磚墻體2砌馬牙槎連接，沿墻高每隔 500mm設(shè)置2 4長度為500mm拉結(jié)鋼筋；在構(gòu)造柱4上下500mm內(nèi)箍筋間距為100mm，鋼 筋混凝土保護(hù)層厚度25mm。砌筑時(shí)，保證每盤砂漿均勻地分布在每一片墻上，并對每盤砂漿 取兩組試塊。試驗(yàn)墻體及砂漿試塊在室內(nèi)自然條件下同期養(yǎng)護(hù)。(2)試件加固方案及材料性能
從模型A、B中分任意選取一片作為試驗(yàn)對照，分別編號為WAl、WBl，其余的A、B模型 分別編號為WAG2、WAG3、WBC1、WBG3，其中WAG3、WBG3采用本發(fā)明加固方案(參見圖3、圖4)， 模型A’、B’依次編號為WAZ、WBZ，采用構(gòu)造柱加固方式；詳見表1。
權(quán)利要求
1.一種纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，先確定磚砌房屋或墻體應(yīng)設(shè)置而未 設(shè)構(gòu)造柱和/或圈梁的部位，對該部位進(jìn)行面層處理和表面修正，再按照以下步驟粘貼纖 維布①在磚砌房屋或墻體的應(yīng)設(shè)而未設(shè)置構(gòu)造柱的部位設(shè)置粘貼至少一層寬200mm 500m的豎向纖維布；②在應(yīng)設(shè)而未設(shè)置圈梁的部位設(shè)置粘貼至少一層寬300mm 800mm的橫向纖維布；③在沿應(yīng)設(shè)的構(gòu)造柱高度方向每隔500mm 600mm設(shè)置粘貼至少一層寬IOOmm 200mm的橫向纖維布壓條，且其在應(yīng)設(shè)的構(gòu)造柱內(nèi)側(cè)的長度至少要超出所述豎向纖維布寬 度 200mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，還包括墻體上門 窗和/或洞口處加固步驟對門窗和/或洞口周邊墻體的相鄰三面進(jìn)行面層處理和表面 修正后，以至少一層纖維布粘貼包裹墻體三面并分別壓橫向纖維布壓條至少一層，其中墻 厚方向的纖維布粘貼寬度與墻厚度相同，其它兩個(gè)面上粘貼的纖維布的寬度為300mm 800mm,橫向纖維布壓條設(shè)置方式同所述步驟②。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，還包括樓板對應(yīng) 的墻體處的加固步驟對每層樓板所對應(yīng)部位的墻體外側(cè)周圍部位進(jìn)行面層處理和表面修 正后，設(shè)置粘貼至少一層寬度為300mm 800mm的纖維布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，所述面層處 理的方法為對確定的磚砌房屋或墻體應(yīng)設(shè)置而未設(shè)構(gòu)造柱和/或圈梁的部位打磨平，并 露出新磚面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，在所述面層處理 后，進(jìn)行表面修正對打磨處用找平膠找平，并刷底膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，粘貼纖維布的方 法為等底膠指觸干燥后刷浸漬膠并粘貼裁好的纖維布，再在纖維布外層刷一層浸漬膠，兩 層以上的纖維相疊貼時(shí)重復(fù)該步驟，干燥后即成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，所述找平膠為環(huán) 氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種；所述底膠為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種；所述浸漬 膠為 環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，在所述表面修正 和/或粘貼纖維布步驟的實(shí)施過程中應(yīng)保證氣溫不低于5°C、空氣濕度< 85%，各纖維布間 的搭接長度不小于150mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，在所述粘貼 纖維布步驟之后還包括防護(hù)層涂裝步驟在粘貼好的纖維布層外涂裝涂料層、水泥沙漿層 或107膠水泥砂漿層，以提高碳纖維補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的耐久性及防火性能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的纖維布加固磚砌墻體的方法，其特征在于，所述纖維 布為玻璃纖維布、碳纖維布、芳綸纖維中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維布加固磚砌墻體的方法。其方法為首先確定磚砌房屋或墻體應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱和/或圈梁的部位，經(jīng)面層處理和表面修正后，在磚砌房屋或墻體的應(yīng)該設(shè)置構(gòu)造柱的部位設(shè)置粘貼豎向纖維布；在應(yīng)該設(shè)置圈梁的部位設(shè)置粘貼橫向纖維布；在沿應(yīng)設(shè)的構(gòu)造柱高度方向間隔設(shè)置粘貼橫向纖維布。不同于以提高墻體抗剪性能的X型、#型纖維布加固方法，本發(fā)明是以提高墻體整體性能為主，可顯著提高墻體結(jié)構(gòu)的延性和多道設(shè)防能力，具有不易在纖維布粘貼部位產(chǎn)生地震裂縫，高強(qiáng)高效、施工便捷、周期短、成本低、耐腐蝕、自重輕、不增加結(jié)構(gòu)尺寸、易于維護(hù)等明顯的優(yōu)點(diǎn)，且利于環(huán)保；易于在廣大的村鎮(zhèn)推廣實(shí)施，可增強(qiáng)磚砌房屋的抗震性能。
文檔編號E04G23/02GK102146733SQ20111005454
公開日2011年8月10日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者劉喜中, 徐嵩山, 朱小青, 王東煒, 賈承輝 申請人:鄭州大學(xué)