CN102889004B - 一种砖砌体墙增设圈梁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砖砌体墙增设圈梁的方法，以解决现有的砖砌体增设圈梁的方法所存在的加固效果不好、施工过程复杂和增设后影响建筑物外观的问题。该方法首先在砖砌体结构楼板之下预增设圈梁的四角水平布置纵向钢筋，然后沿圈梁纵向每隔150～300mm沿水平灰缝开洞并穿入安装箍筋，最后在预增设圈梁的墙体表面涂抹高延性纤维混凝土。本发明利用高延性纤维混凝土的力学性能特点及其与砖砌体之间良好的粘结性能增设圈梁，可大幅度提高墙体的整体性，避免其发生脆性破坏，显著提高砖砌体墙的抗震性能。本发明的方法具有加固效果显著、施工过程简便和对原建筑物外观影响小的特点。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构抗震与加固技术领域，具体涉及一种砖砌体墙增设圈梁的方法。
背景技术
对砖砌体墙增设圈梁是一种有效的砌体结构抗震加固方法，砖砌体墙增设圈梁是在混凝土楼盖之下的墙体上增设圈梁，现有的方法是增设混凝土圈梁和钢拉杆，该方法具体的施工步骤如下：
步骤一，按照《建筑抗震设计规范》GB50011的规定根据待加固建筑物的层数、抗震设防分类以及烈度确定预增设圈梁的尺寸和位置；
步骤二，在预增设圈梁处沿横墙两侧增设钢拉杆，并采用对拉螺栓连接；
步骤三，在预增设圈梁处纵墙外侧支模并绑扎钢筋；
步骤四，浇注混凝土形成混凝土圈梁。
上述方法施工工艺比较复杂，需要在施工现场支模板，加固后延性提高幅度有限，且在原建筑物外侧增设圈梁，严重影响原建筑物的外观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工简便、性能良好且对原建筑物外观影响小的砖砌体墙增设圈梁的方法。
为此，本发明提供的砖砌体墙增设圈梁的方法的施工步骤如下：
步骤一，确定砖砌体结构楼板之下预增设圈梁的尺寸，其中，预增设圈梁高为240～360mm、宽度同墙体厚度；同时对预增设圈梁处的墙体表面进行预处理；
步骤二，分别沿预增设圈梁处的墙体两侧上下边缘布置纵向钢筋；
步骤三，沿预增设圈梁纵向每隔150～300mm在墙体水平灰缝中开洞，于洞中穿入并绑扎箍筋；
步骤四，在预增设圈梁处的墙体表面抹涂高延性纤维混凝土形成高延性纤维混凝土面层，且该高延性纤维混凝土面层将所有纵向钢筋和所有箍筋包覆。
优选的，上述高延性纤维混凝土面层的厚度为20～40mm。
优选的，上述高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0.9：0.1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1.5％。
优选的，上述水泥为P.O.52.5R硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；硅灰的烧失量小于6％、二氧化硅含量大于85％、比表面积大于15000m2/kg；砂的最大粒径为1.26mm；PVA纤维的长度为6～12mm、直径为26μm以上、抗拉强度为1200MPa以上、弹性模量为30GPa以上。
优选的，上述高延性纤维混凝土中添加有减水率为30％以上的聚羧酸减水剂，且减水剂的添加量为粉煤灰、硅灰和水泥总质量的0.8％。
优选的，上述高延性纤维混凝土的制备方法为：将水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均匀后加入减水剂和80％的水搅拌均匀；之后再加入PVA纤维搅拌均匀后加入剩余20％的水搅拌均匀即得高延性纤维混凝土。
本发明采用高延性纤维混凝土面层和纵向钢筋、箍筋增设圈梁对砖砌体墙进行抗震加固，利用较高强度和韧性的高延性纤维混凝土对砖砌体进行包覆以增加墙体的整体性能和变形能力，从而大幅度提高砖砌体结构的抗震性能。
与现有技术相比相比，本发明具有如下的特点：
（1）本发明采用的高延性纤维混凝土抗压强度可达到60MPa以上，极限拉应变可达普通混凝土的100倍以上，具有类似钢材的塑性变形能力，与砖砌体之间有良好的粘结性能，是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的生态建筑材料。可有效避免墙体局部压碎，显著提高墙体的整体性与抗震性能。
（2）采用本发明的方法增设圈梁后其加固效果好，而且增设圈梁后不会影响建筑物外观。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是实施例1中对砖砌体墙增设圈梁的结构示意图；
图2是实施例1中图1的A-A向视图；
图中各代码表示：1-纵向钢筋、2-箍筋、3-高延性纤维混凝土面层、4-楼板。
具体实施方式
以下是发明人提供的实施例，以对本发明的技术方案作详细解释说明。
实施例1：
遵循本发明的技术方案，如图1和图2所示，本实施例为六层砖混结构办公楼，砖砌体墙厚为240mm，抗震设防烈度为8度。在砖砌体结构楼板4之下增设圈梁，预增设圈梁高240mm，宽度同墙体厚度240mm，同时对预增设圈梁处的砖砌体墙表面进行预处理，去除原砂浆面层并进行表面清理；接着分别沿预增设圈梁处的墙体两侧上下边缘布置纵向钢筋1；然后沿预增设圈梁纵向每隔200mm在墙体水平灰缝中开洞穿入并绑扎箍筋2；最后在预增设圈梁的墙体表面抹涂30mm厚的高延性纤维混凝土形成高延性纤维混凝土面层3，且该高延性纤维混凝土面层3将纵向钢筋1和箍筋2包覆。
上述高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维、减水剂和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0.9：0.1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维（聚乙烯醇纤维）的体积掺量为1.5％；所用水泥为P.O.52.5R硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，硅灰为烧失量为5％、二氧化硅含量为88％、比表面积为18000m2/kg的硅灰；砂的最大粒径为1.26mm；PVA纤维为上海罗洋科技有限公司生产的PA600纤维，其长度为8mm、直径为26μm、抗拉强度为1200MPa、弹性模量为30GPa，并且该实施例的高延性纤维混凝土中添加有江苏博特新材料有限公司的-Ⅰ聚羧酸高性能减水剂，减水剂的添加量为粉煤灰、水泥和硅灰总质量的0.8％。
所述高延性纤维混凝土的搅拌方法为：首先将水泥、粉煤灰、硅灰和砂倒入强制式搅拌机中干拌2～3分钟；再加入减水剂和80％的水；然后加入PVA纤维再搅拌2分钟后加入剩余20％的水，搅拌1～2分钟。
以下是发明人提供的关于本实施例的高延性纤维混凝土的力学性能试验及其结果。
（1）采用70.7mm×70.7mm×70.7mm的标准试模制作立方体试块，按标准养护方法养护60天，进行立方体抗压强度试验。试验结果表明：高延性纤维混凝土试块抗压强度平均值为65MPa，试块达到峰值荷载后卸载再进行第二次加载，残余抗压强度可达到峰值荷载的80％，试块破坏过程具有明显抗压韧性。
（2）采用40mm×40mm×160mm的标准试模制作棱柱体抗弯试件，按标准养护方法养护60天，进行抗弯性能试验。试验结果表明：高延性纤维混凝土试件的初裂强度为4.8MPa，试件开裂以后承载力继续提高，极限强度为10.1MPa，达到峰值荷载后承载力下降缓慢，按照ASTM C1018法计算所得的弯曲韧性系数其弯曲韧性I5、I10、I20、I30分别为6.2、14.5、33.0、50.6，表明具有很高的弯曲韧性。
（3）采用50mm×15mm×350mm的试模制作拉伸试块，按标准养护方法养护60天，进行直接拉伸试验。结果表明：高延性纤维混凝土试件单轴抗拉强度平均值为3.6MPa，极限拉应变可达到1.2％，试件开裂以后承载力基本保持不变，具有良好的抗拉韧性，破坏过程中出现10余条裂缝。
以上试验表明，高延性纤维混凝土的极限拉应变远高于《混凝土结构设计规范》GB50010中普通混凝土的极限拉应变，高延性纤维混凝土受压、受拉、受弯破坏时均具有较高的韧性，其破坏特征与普通混凝土发生脆性破坏具有明显不同。
该实施例的高延性纤维混凝土的上述力学特性表明，采用该材料构成的高延性纤维混凝土面层抗压强度高、变形能力好，不易发生脆性破坏。用它对砖砌体墙进行加固，可显著提高砖砌体结构的整体性和抗震性能。
本发明利用高延性纤维混凝土的力学性能优势及与砖砖砌体之间良好的粘性性能既提高砖砌体墙的抗剪强度和抗震能力，又提高其整体性，有效抑制墙体的开裂，极大地改善墙体自身的变形能力，有效地减轻地震作用下砖砌体结构的破坏程度。
利用涂抹高延性纤维混凝土面层增设圈梁加固砖砌体墙施工工艺简便，且所采用的高延性纤维混凝土具有良好的耐久性，可做为钢筋的保护层，避免其锈蚀断裂，延长结构的使用寿命，可减低成本，减少甚至免去砖砌体结构强震后修复的工作。
本发明方法可用于中小学教学楼、多层民用住宅、多层办公楼的加固。
Claims (6)
1.一种砖砌体墙增设圈梁的方法，其特征在于，该方法的施工步骤如下：
步骤一，确定砖砌体结构楼板之下预增设圈梁的尺寸，其中，预增设圈梁高为240～360mm、宽度同墙体厚度，同时对预增设圈梁处的墙体表面进行预处理；
步骤二，分别沿预增设圈梁处的墙体两侧上下边缘布置纵向钢筋；
步骤三，沿预增设圈梁纵向每隔150～300mm在墙体水平灰缝中开洞，于洞中穿入并绑扎箍筋；
步骤四，在预增设圈梁处的墙体表面抹涂高延性纤维混凝土形成高延性纤维混凝土面层，且该高延性纤维混凝土面层将所有纵向钢筋和所有箍筋包覆。
2.如权利要求1所述的砖砌体墙增设圈梁的方法，其特征在于，所述的高延性纤维混凝土面层的厚度为20～40mm。
3.如权利要求1所述的砖砌体墙增设圈梁的方法，其特征在于，所述的高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0.9：0.1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1.5％。
4.如权利要求3所述的砖砌体墙增设圈梁的方法，其特征在于，所述的水泥为P.O.52.5R硅酸盐水泥；所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；所述的硅灰的烧失量小于6％、二氧化硅含量大于85％、比表面积大于15000m2/kg；所述的砂的最大粒径为1.26mm；所述的PVA纤维的长度为6～12mm、直径为26μm以上、抗拉强度为1200MPa以上、弹性模量为30GPa以上。
5.如权利要求4所述的砖砌体墙增设圈梁的方法，其特征在于，所述的高延性纤维混凝土中添加有减水率为30％以上的聚羧酸减水剂，且减水剂的添加量为粉煤灰、硅灰和水泥总质量的0.8％。
6.如权利要求5所述的砖砌体墙增设圈梁的方法，其特征在于，所述的高延性纤维混凝土的制备方法为：将水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均匀后加入减水剂和80％的水搅拌均匀；之后再加入PVA纤维搅拌均匀后加入剩余20％的水搅拌均匀即得高延性纤维混凝土。
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