本发明涉及土木,具体涉及一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法。
背景技术:
1、在一些建筑中,受当时的设计理论、建筑材料、以及施工条件等诸多限制,所用建筑材料、施工质量、结构抗震承载力和构造等不符合现行规范要求,对结构的安全性影响很大,很多墙体的砂浆强度偏低,须对墙体进行加固处理方可继续使用。
2、比如在2012.03.28公告、专利公开号为cn102392542a的中国专利公开了既有砌体结构的单侧加筋抗震加固方法,通过在墙体单侧加设钢筋网片,并用l形穿墙钢筋进行连接,使钢筋与墙体形成整体,从而提高墙体的抗震性能。
3、然而,现有技术是在墙体单侧加设钢筋网片,并通过穿墙筋将钢筋网片与墙体形成整体,该技术存在的不足在于:(1)砌块之间的灰缝厚度通常都比较小,而普通钢筋的最小直径为6mm,很难保证灰缝之间都能插入穿墙筋;(2)即使能够在灰缝处插入穿墙筋,但因灰缝处砂浆对穿墙筋的包裹十分有限,致使穿墙筋的抗拔能力很弱,在侧向力作用下很容易从灰缝中被拔出;(3)穿墙筋的横截面面积小,横向抗剪能力弱,仅靠少量的穿墙筋无法有效保证原墙体与钢筋网片的整体共同/协同受力,导致钢筋网片对原墙体的加固作用很有限,因此加固后墙体的侧向刚度和抗剪承载力提高不大;(4)墙体在水平地震剪力作用下,一般出现的是沿对角的斜向或交叉斜裂缝,该技术中的钢筋网片为纵横向正交设置且全墙布置,不仅效率不高而且浪费;(5)加固后的墙体单侧厚度增加较多,使得墙体外侧可用空间明显减小。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法以解决上述问题。
2、本发明提供如下技术方案:
3、一种张拉式石砌体墙加固结构的施工方法,包括以下步骤:
4、在石砌体墙一侧的四个角部沿灰缝凿出容纳l形钢板的凹槽;
5、将聚合物砂浆压抹入凹槽内;
6、在聚合物砂浆初凝前把l形钢板压入聚合物砂浆填充的凹槽中;
7、待凹槽中的聚合物砂浆初凝后,将高强钢丝穿入l形钢板的通槽中,并用钢丝绳锁头将高强钢丝端部锁紧;
8、在石砌体墙的一侧涂抹聚合物砂浆形成聚合物砂浆面层,聚合物砂浆面层覆盖所有的l形钢板和高强钢丝;
9、所述石砌体墙、聚合物砂浆面层和高强钢丝应满足如下设计要求:
10、v≤vm+vrw+vp
11、v≤1.4vm
12、式中,v——石砌体墙面内剪力设计值;
13、vm——未加固石墙抗剪承载力,按现行国家标准《砌体结构设计规范》gb 5003计算确定;
14、vrw——高强钢丝对石墙抗剪承载力贡献值;
15、vp——聚合物砂浆面层对石墙抗剪承载力贡献值;
16、
17、式中,η——单侧加固影响系数;
18、αrw——高强钢丝参与工作系数;
19、frw——高强钢丝抗拉强度设计值;
20、——穿过计算斜截面的第i根水平向高强钢丝束的横截面面积;
21、——穿过计算斜截面的第i根斜向高强钢丝束的横截面面积;
22、ai——第i根斜向高强钢丝束与水平方向的夹角;
23、n——穿过计算斜截面的水平向高强钢丝束数量;
24、m——穿过计算斜截面的斜向高强钢丝束数量。
25、vp=0.02fctl
26、式中,fc——聚合物砂浆轴心抗压强度设计值;
27、t——聚合物砂浆面层厚度;
28、l——墙体水平方向长度。
29、优选的,位于两所述l形钢板之间的高强钢丝中部设置有钢丝绳锁头,此钢丝绳锁头将高强钢丝进行打结处理以形成打结孔;
30、副连接绳,所述副连接绳穿过若干打结孔形成闭环结构并拉紧。
31、优选的,所述副连接绳采用碳纤维布或高强钢丝。
32、优选的,所述l形钢板一侧延伸至石砌体墙外侧,所述l形钢板延伸至石砌体墙外侧的部位开设有供高强钢丝穿过的通槽。
33、优选的,若干所述高强钢丝/副连接绳配合形成“口”字型和/或“△”字型和/或“x”字型和/或“一”字型结构。
34、优选的,高强钢丝穿过相邻两个l形钢板的通槽,并用钢丝绳锁头打结固定在l形钢板上,形成“︹形”高强钢丝布置;四个“︹形”的所述高强钢丝叠加组成“口”字型结构。
35、优选的,所述l形钢板上开设有通孔。
36、优选的,所述石砌体墙一侧的灰缝开设有凹槽,所述l形钢板置于凹槽内,所述凹槽内填充有聚合物砂浆用于固定l形钢板。
37、优选的,位于两所述l形钢板之间的高强钢丝部位设置有v形钉,所述v形钉钉入固定在石砌体墙的灰缝中。
38、优选的,所述聚合物砂浆面层的厚度大于10mm。
39、本发明具有如下有益技术效果:
40、本发明利用高强钢丝与l形钢板及聚合物砂浆的结合,提升了石砌体墙的抗侧承载力和抗震性能,石砌体墙的整体稳定性得到显著改善;所采用的单侧无损加固方法,避免了对原石砌体墙结构的破坏,且维持了原有建筑外观,符合历史建筑修复需求;
41、通过副连接绳构建子加固系统,可以实现对重点区域、薄弱区域实施有区别、有针对性的按需加固,而不是盲目的全面加固;加固方案可调可控,能够适应不同的应用场景和需求。
1.一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,包括:
3.根据权利要求2所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,所述副连接绳(10)采用碳纤维布或高强钢丝。
4.根据权利要求2所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,若干所述高强钢丝(7)/副连接绳(10)配合形成“口”字型和/或“δ”字型和/或“x”字型和/或“一”字型结构。
5.根据权利要求4所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,高强钢丝(7)穿过相邻两个l形钢板(2)的通槽(5),并用钢丝绳锁头(8)打结固定在l形钢板(2)上,形成“形”高强钢丝布置;四个“形”的所述高强钢丝(7)叠加组成“口”字型结构。
6.根据权利要求1所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,所述l形钢板(2)一侧延伸至石砌体墙外侧,所述l形钢板(2)延伸至石砌体墙外侧的部位开设有供高强钢丝(7)穿过的通槽(5)。
7.根据权利要求1所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,所述石砌体墙一侧的灰缝(3)开设有凹槽,所述l形钢板(2)置于凹槽内,所述凹槽内填充有聚合物砂浆用于固定l形钢板(2)。
8.根据权利要求1所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,位于两所述l形钢板(2)之间的高强钢丝(7)部位设置有v形钉(9),所述v形钉(9)钉入固定在石砌体墙的灰缝(3)中。
9.根据权利要求1所述的一种张拉式石砌体墙加固结构的施工及设计方法,其特征在于,所述聚合物砂浆面层(1)的厚度大于10mm。
