專利名稱：一種纖維布加固磚砌墻體的方法
技術領域：
本發明涉及建筑物加固領域，具體涉及一種纖維布加固磚砌墻體的方法。
背景技術：
砌體被廣泛應用于我國的工業與民用建筑領域，但由于砌體材料的脆性性質，其 抗拉、抗剪和抗彎強度都比較低且自重較大，不利于結構抗震。我國當今村鎮現有的住宅磚 砌房屋，特別是經濟欠發達地區，多數未設構造柱或采取其它任何抗震措施，一旦發生較強 的地震，砌體結構的震害往往較為嚴重。此外，有很多砌體結構具有比較高的使用價值和歷 史價值，而在早期設計時往往沒有考慮地震作用，導致砌體房屋抗震性能較差。因此有必要 對上述建筑物進行抗震加固來滿足其繼續使用的安全性要求。常用的墻體加固方法有扶壁柱法、鋼筋網水泥砂漿法(即俗稱的“夾板墻”法)和 增大截面法等。傳統加固補強技術整體水平比較落后，施工方法和工藝比較復雜，設備繁 多且受場地因素限制。纖維增強復合材料(fiber reinforced polymer / plastic，簡稱 FRP)應用于建筑加固、修復工程就是近些年來土木工程與高性能材料工程相結合而發展起 來的一種新興的加固技術。外貼纖維增強復合材料加固混凝土技術是在混凝土結構外部粘 貼FRP片材(包括布和板)通過二者協同受力，達到加固目的。外貼纖維增強復合材料法 與傳統加固技術相比，占用場地少，施工快捷，效率很高，而且基本無需大型施工機具。有關 統計資料表明，同為外部粘貼加固，普通粘貼纖維增強復合材料加固是粘貼鋼板加固施工 工效的4 8倍。纖維布加固建筑結構技術具有施工便捷、高強高效、不增加構件的自重與體積和 耐久性好等特點，雖在混凝土結構中得到廣泛研究和應用，但在砌體結構中的研究和應用 尚不成熟，尤其是其理論研究還處于初始階段。這是因為磚砌體是由具有不同變形與強度 特性的塊材和砂漿組成的復合材料，它不但與混凝土等脆性材料一樣，抗拉與抗壓強度相 差懸殊，而且由于灰縫的存在，具有明顯的各向異性特性，目前對砌體的各項力學性能、破 壞機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節。因此，FRP片材 加固磚砌體結構這種新型加固方法在得到廣泛應用之前還需要進行大量的試驗研究。2007年11月武漢理工大學張維、彭少民等對帶構造柱磚砌墻體及帶門窗洞口磚 砌墻體進行了 “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生開裂，造成纖維布 的脫落(張維.碳纖維加固砌體試驗研究及有限元分析.[D]武漢理工大學博士學位論文， 2008)。2008年6月清華大學周新剛、韋昌芹等對碳纖維布加固砌體結構的力學性能進行 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驗分析結果，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，不夠經濟(周新剛，韋昌芹，葉列平.CFRP加固 砌體結構的力學性能分析.[J]工程力學，2008，(06).)。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種成本低、強度高的纖維布加固磚砌墻體的方法。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是
設計一種纖維布加固磚砌墻體的方法，首先按工程設計規范要求或公知常識確定磚砌 房屋或墻體應設置而未設構造柱和/或圈梁的部位，對該部位進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設而未設置構造柱的部位設置粘貼至少一層寬200mm 500m的豎向纖維布；
②在應設而未設置圈梁的部位設置粘貼至少一層寬300mm 800mm的橫向纖維布；
③在沿應設的構造柱高度方向每隔500 600mm設置粘貼至少一層寬IOOmm 200mm 的橫向纖維布壓條，且其在應設的構造柱內側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，其它兩個面上粘貼的纖維布的寬度為300mm 800mm，橫向纖維布壓條設置方式同 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的墻體處的加固步驟對每層 樓板所對應部位的墻體外側周圍部位進行面層處理和表面修正后，設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設置而未設構造柱和/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重復該步驟，干燥后即成。在所述表面修正和/或粘貼纖維布步驟的實施過程中應保證氣溫不低于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，以提高碳纖維補強構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。纖維布的性能規格 等于和高于《混凝土結構加固設計規范》(GB50367-2006)第5 4頁S玻璃纖 維布的技術標準要求。所述找平膠為環氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。所述底膠為環氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。所述浸漬膠為環氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。本發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，試驗結果表明本方法對提高墻體結構的延性和多道設防 能力有顯著效果。2.本發明具有不易在纖維布粘貼部位產生地震裂縫、高強高效、施工便捷、周期 短、成本低、耐腐蝕、自重輕、不增加結構尺寸等明顯的優點，且不產生大量的建筑垃圾，利 于環境保護。3.應用本發明方法加固磚砌墻體后維修費用大大減少且維護周期延長。4.本發明方法實施成本低，易于在廣大的村鎮推廣普及，可增強磚砌房屋的抗震 性能，有效避免或減少自然災害所造成的人員傷亡。
圖1為普通磚墻體模型正面結構示意圖2為帶構造柱的普通磚墻體模型正面結構示意圖； 圖3為普通磚墻體采用本發明方法加固后的正面結構示意圖； 圖4為普通磚墻體采用本發明方法加固后的側面結構示意圖。圖中1為底梁，2為普通磚墻體，3為頂梁，4為構造柱，5為豎向纖維布，6為橫向纖 維布壓條。
具體實施例方式實施例1 擬靜力加固(本發明方法)與未加固對比試驗(在鄭州大學工學院結構 實驗室進行)，具體試驗方法、步驟如下
(1)試件的設計與制作
試件分別按照工程實體墻3. 6mX 3. Om和3. 6mX 3. 3m的1 :2比例進行縮尺建造模型 A、模型B (A、B模型高寬比不同，分別為0. 833和0. 917)設計，各三片，墻厚均為MOmm，具 體的試件結構參見圖1。另外，設計建造帶構造柱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，)各一片，參見圖2。模型A、B、A’、B’塊材采用低強度MU7. 5粘土磚(抗壓強度見表5)、M2. 5混合 砂漿制作，頂梁3及混凝土標號為C20，構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。構造柱4與普通磚墻體2砌馬牙槎連接，沿墻高每隔 500mm設置2 4長度為500mm拉結鋼筋；在構造柱4上下500mm內箍筋間距為100mm，鋼 筋混凝土保護層厚度25mm。砌筑時，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。試驗墻體及砂漿試塊在室內自然條件下同期養護。(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，采用構造柱加固方式；詳見表1。
權利要求
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設置而未 設構造柱和/或圈梁的部位，對該部位進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設而未設置構造柱的部位設置粘貼至少一層寬200mm 500m的豎向纖維布；②在應設而未設置圈梁的部位設置粘貼至少一層寬300mm 800mm的橫向纖維布；③在沿應設的構造柱高度方向每隔500mm 600mm設置粘貼至少一層寬IOOmm 200mm的橫向纖維布壓條，且其在應設的構造柱內側的長度至少要超出所述豎向纖維布寬 度 200mm。
2.根據權利要求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，其它兩個面上粘貼的纖維布的寬度為300mm 800mm,橫向纖維布壓條設置方式同所述步驟②。
3.根據權利要求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 的墻體處的加固步驟對每層樓板所對應部位的墻體外側周圍部位進行面層處理和表面修 正后，設置粘貼至少一層寬度為300mm 800mm的纖維布。
4.根據權利要求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設置而未設構造柱和/或圈梁的部位打磨平，并 露出新磚面。
5.根據權利要求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，進行表面修正對打磨處用找平膠找平，并刷底膠。
6.根據權利要求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重復該步驟，干燥后即成。
7.根據權利要求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 氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種；所述底膠為環氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種；所述浸漬 膠為 環氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。
8.根據權利要求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施過程中應保證氣溫不低于5°C、空氣濕度< 85%，各纖維布間 的搭接長度不小于150mm。
9.根據權利要求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，以提高碳纖維補強構件的耐久性及防火性能。
10.根據權利要求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設置構造柱和/或圈梁的部位，經面層處理和表面修正后，在磚砌房屋或墻體的應該設置構造柱的部位設置粘貼豎向纖維布；在應該設置圈梁的部位設置粘貼橫向纖維布；在沿應設的構造柱高度方向間隔設置粘貼橫向纖維布。不同于以提高墻體抗剪性能的X型、#型纖維布加固方法，本發明是以提高墻體整體性能為主，可顯著提高墻體結構的延性和多道設防能力，具有不易在纖維布粘貼部位產生地震裂縫，高強高效、施工便捷、周期短、成本低、耐腐蝕、自重輕、不增加結構尺寸、易于維護等明顯的優點，且利于環保；易于在廣大的村鎮推廣實施，可增強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 優先權日2011年3月8日
發明者劉喜中, 徐嵩山, 朱小青, 王東煒, 賈承輝 申請人:鄭州大學