本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)就是涉及震損結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)，尤其是涉及一種利用高延性水泥基復(fù)合材料加固修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)：

對(duì)震損建筑進(jìn)行加固修復(fù)，有助于減少基建投入，降低災(zāi)后重建對(duì)水泥、鋼材、木材等寶貴建筑材料的消耗，同時(shí)可降低建筑物拆除造成的空氣污染，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益顯著。高延性水泥基復(fù)合材料是一種具有高強(qiáng)度、高韌性和超高抗拉極限應(yīng)變的新型材料，近年來(lái)在砌體結(jié)構(gòu)加固中已經(jīng)得到應(yīng)用，并取得了較好的加固效果。但是目前利用高延性水泥基復(fù)合材料加固修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)尚未進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有的利用高延性水泥基復(fù)合材料加固修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法的缺陷，提供一種利用高延性水泥基復(fù)合材料加固修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能。臨近倒塌狀態(tài)的震損框架結(jié)構(gòu)修復(fù)后，其水平承載力高于未損壞對(duì)比結(jié)構(gòu)，極限變形則較未損壞對(duì)比結(jié)構(gòu)提升20%以上。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種加固修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，它包括以下幾個(gè)步驟：

(1)對(duì)于受力鋼筋發(fā)生斷裂或混凝土嚴(yán)重脫落的框架梁端，將該框架梁端塑性鉸區(qū)的混凝土全部鑿除，鑿除的塑性鉸區(qū)長(zhǎng)度為梁高的1.0倍；

(2)將框架梁端發(fā)生斷裂的鋼筋采用短筋焊接，短筋直徑與斷裂鋼筋相同，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于斷裂鋼筋；

(3)對(duì)于震損鋼筋混凝土框架其它發(fā)生混凝土剝落或松動(dòng)的部位，將松動(dòng)的混凝土鑿除；

(4)采用高延性水泥基復(fù)合材料填補(bǔ)已鑿除的框架梁端塑性鉸區(qū)和其它發(fā)生混凝土剝落的部位，保證原構(gòu)件的表面平整。

進(jìn)一步，所述步驟(1)中，在鑿除框架梁端塑性鉸區(qū)混凝土之前，應(yīng)對(duì)框架梁進(jìn)行有效支撐以避免框架梁發(fā)生變形或失效。

進(jìn)一步，所述步驟(2)中，短筋與斷裂鋼筋的兩側(cè)進(jìn)行焊接時(shí)，單側(cè)焊接長(zhǎng)度應(yīng)不小于3倍原鋼筋直徑。

進(jìn)一步，所述步驟(3)中，在鑿除梁端塑性鉸區(qū)或其它松動(dòng)混凝土?xí)r，應(yīng)避免對(duì)周圍未損壞混凝土產(chǎn)生擾動(dòng)或破壞。

進(jìn)一步，所述步驟(4)中，高延性水泥基復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于原結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度，抗極限拉應(yīng)變不小于1%，流動(dòng)度為180mm~250mm。

進(jìn)一步，所述步驟(4)中，在采用高延性水泥基復(fù)合材料對(duì)已鑿除的框架梁端塑性鉸區(qū)進(jìn)行修補(bǔ)前應(yīng)支設(shè)模板，待修補(bǔ)完成并正常養(yǎng)護(hù)7天后再拆除模板和框架梁的支撐。

有益效果

本發(fā)明提供的一種高延性水泥基復(fù)合材料加固修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，對(duì)于強(qiáng)震下受力鋼筋發(fā)生斷裂或混凝土嚴(yán)重?fù)p壞的框架梁端，將其塑性鉸區(qū)內(nèi)的混凝土全部鑿除，并將發(fā)生斷裂的鋼筋采用短筋焊接，然后采用高延性水泥基復(fù)合材料填補(bǔ)；對(duì)于震損鋼筋混凝土框架其它發(fā)生混凝土松動(dòng)的部位，將松動(dòng)的混凝土鏟除，同時(shí)采用高延性水泥基復(fù)合材料進(jìn)行修補(bǔ)。本方法可以很好地修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能。試驗(yàn)表明臨近倒塌狀態(tài)的震損框架結(jié)構(gòu)采用本方法修復(fù)后，其水平承載力高于未損壞對(duì)比結(jié)構(gòu)，極限變形則較未損壞對(duì)比結(jié)構(gòu)提升20%以上。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

(a)原型框架的選取與震損試驗(yàn)

原型框架為三層三跨平面框架，各層層高為1.5m，跨長(zhǎng)為1.8m，框架梁截面尺寸為120mm×200mm，縱向受力鋼筋為4 12，框架柱截面尺寸為200mm×200mm，縱向受力鋼筋為816?？蚣芰?、柱中混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)均為C25，鋼筋等級(jí)為Q345。

原型框架制作完成并養(yǎng)護(hù)不少于28天后，通過(guò)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)進(jìn)行震損模擬。在加載過(guò)程中，框架柱頂施加恒定豎向荷載143kN，水平荷載采用倒三角加載模式和荷載-變形混合加載控制方法。當(dāng)加載至頂點(diǎn)位移為195mm（位移角1/23）時(shí)，原型框架正、反兩方向承載力均下降至峰值荷載的85%以下，結(jié)構(gòu)處于臨近倒塌狀態(tài),此時(shí)停止加載，完成震損試驗(yàn)。

(b)震損框架的加固修復(fù)

震損框架為典型的強(qiáng)柱弱梁型破壞模式：部分梁端鋼筋拉斷，所有梁端均有明顯的混凝土損壞甚至脫落；底層柱底有輕微混凝土剝落，部分節(jié)點(diǎn)區(qū)有混凝土脫落。鑒于震損框架的損傷狀態(tài)，加固方案如下：所有框架梁增設(shè)支撐，各框架梁端200mm長(zhǎng)度內(nèi)的混凝土全部鑿除，并在鑿除區(qū)支設(shè)模板；框架梁端斷裂的受力鋼筋采用12短筋進(jìn)行兩側(cè)焊接，單側(cè)焊接長(zhǎng)度為50mm；將部分柱底和節(jié)點(diǎn)區(qū)脫落嚴(yán)重或明顯松動(dòng)的混凝土鏟除；配制高延性水泥基復(fù)合材料，其立方體抗壓強(qiáng)度為55MPa，抗極限拉應(yīng)變?yōu)?.6%，流動(dòng)度為210mm；采用高延性水泥基復(fù)合材料對(duì)混凝土鑿除區(qū)進(jìn)行填補(bǔ)修復(fù)，同時(shí)保證構(gòu)件表面的平整，正常養(yǎng)護(hù)7天后拆除支撐和模板。

(c)加固框架的抗震性能測(cè)試

采用與原型框架同樣的試驗(yàn)方法進(jìn)行加固修復(fù)框架的抗震性能測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果加固修復(fù)框架的水平承載力為177.2kN，較原型框架的水平承載力161.7 kN提高9.6%，同時(shí)頂點(diǎn)極限位移大于240mm，其變形能力較原型框架提升了23.1%。

本發(fā)明提供的一種高延性水泥基復(fù)合材料加固修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，對(duì)于強(qiáng)震下受力鋼筋發(fā)生斷裂或混凝土嚴(yán)重?fù)p壞的框架梁端，將其塑性鉸區(qū)內(nèi)的混凝土全部鑿除，并將發(fā)生斷裂的鋼筋采用短筋焊接，然后采用高延性水泥基復(fù)合材料填補(bǔ)；對(duì)于震損鋼筋混凝土框架其它發(fā)生混凝土松動(dòng)的部位，將松動(dòng)的混凝土鏟除，同時(shí)采用高延性水泥基復(fù)合材料進(jìn)行修補(bǔ)。本方法可以很好地修復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能。試驗(yàn)表明臨近倒塌狀態(tài)的震損框架結(jié)構(gòu)采用本方法修復(fù)后，其水平承載力高于未損壞對(duì)比結(jié)構(gòu)，極限變形則較未損壞對(duì)比結(jié)構(gòu)提升20%以上。