灌漿與鋼箍加固震損磚墻的抗震性能試驗研究

摘要：

為準(zhǔn)確評價汶川地震中地震損傷磚石古塔砌體墻在加固修復(fù)后的抗震性能，試驗研究了灌漿與鋼箍復(fù)合加固震損砌體墻筒試驗?zāi)Ｐ偷南嚓P(guān)抗震性能參數(shù)。以四川某震損古磚塔為樣本，研制了四種單層砌體墻筒初始試件，模擬地震作用使其破壞，采用灌漿與鋼箍進行加固修復(fù)，制作所需試件，通過低周反復(fù)荷載試驗，得到了試件的相關(guān)數(shù)據(jù)。試驗結(jié)果表明：與未損傷的原結(jié)構(gòu)相比，灌漿與鋼圍箍復(fù)合加固可提高震損磚砌體結(jié)構(gòu)的延性與耗能能力，但對提高震損結(jié)構(gòu)剛度的貢獻不大，修復(fù)結(jié)構(gòu)的開裂荷載亦有所降低。

關(guān)鍵詞：

磚砌體；震損；加固修復(fù)；低周反復(fù)試驗；抗震性能

中圖分類號：

TU362；TU35211

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：16744764（2014）04003606

磚石古塔具有體形細(xì)高、重量大、對地震作用敏感的特點。位于“512汶川特大地震”高烈度地區(qū)的30座磚石古塔普遍損毀嚴(yán)重[1]，災(zāi)后10余座古磚塔采用了灌漿+圍箍的復(fù)合加固方法進行加固修復(fù)。關(guān)于磚石古塔及砌體結(jié)構(gòu)的加固理論與方法已開展大量研究[2]。宋彧等[3]、Borri等[45]、Altin等[6]、Akhaveissy等[7]研究表明，采用鋼箍、鋼條等加固磚砌體墻體，可以延緩墻體的剛度退化，提高墻體整體性能和抗剪承載力，預(yù)應(yīng)力鋼箍或鋼條可以增強對墻體的約束，影響破壞裂縫分布形態(tài)。MiltiadouFezans等[8]， Nolph等[9]研究了化學(xué)注漿材料在砌體中應(yīng)用，對注漿材料的流動性、粘結(jié)性、韌性及耐久性進行了測試分析。Alcaino等[10]研究了加固砌體結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的工作性能。Paret等[11]對新型加固方法在歷史建筑修復(fù)中的應(yīng)用進行了探討。以上研究表明，采用灌漿+圍箍的復(fù)合加固方法修復(fù)的磚塔，具有一定可行性。然而對于震損磚石古塔修復(fù)加固后的抗震性能，以及新舊材料在再次遭遇地震作用下協(xié)同工作機理的試驗研究和理論研究的文獻極少。李勝才，等：灌漿與鋼箍加固震損磚墻的抗震性能試驗研究

筆者按照低周反復(fù)試驗程序?qū)Τ跏即u筒試件進行加載直至破壞，得到震損試件，然后進行加固修復(fù)，再對修復(fù)試件進行低周反復(fù)試驗，通過對比原結(jié)構(gòu)與修復(fù)結(jié)構(gòu)的破壞機制、破壞形態(tài)、滯回特性、剛度退化、變形及耗能能力，探討灌漿圍箍復(fù)合加固對震損磚石古塔抗震性能的影響。

1試件設(shè)計與制作

11初始試件

試驗以四川德陽某磚石古塔底部樓層為原型，按照1/8的比例設(shè)計并制作了磚砌墻筒試件，試件的設(shè)計計算高度為760 mm，每面墻寬為700 mm，墻厚為150 mm。根據(jù)有無磚砌樓板、是否有鋼圍箍，將試件分為4種。按照試驗加載程序低周反復(fù)荷載直至破壞，得到模擬地震作用的震損試件，如圖1所示。