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

背景技術(shù)：

對震損建筑進行加固修復，有助于減少基建投入，降低災(zāi)后重建對水泥、鋼材、木材等寶貴建筑材料的消耗，同時可降低建筑物拆除造成的空氣污染，促進經(jīng)濟協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益顯著。高延性水泥基復合材料是一種具有高強度、高韌性和超高抗拉極限應(yīng)變的新型材料，近年來在砌體結(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合材料加固修復震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)尚未進入實際應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有的利用高延性水泥基復合材料加固修復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合材料加固修復震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，修復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)修復后，其水平承載力高于未損壞對比結(jié)構(gòu)，極限變形則較未損壞對比結(jié)構(gòu)提升20%以上。

技術(shù)方案

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

(1)對于受力鋼筋發(fā)生斷裂或混凝土嚴重脫落的框架梁端，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，其強度等級應(yīng)不低于斷裂鋼筋；

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

(4)采用高延性水泥基復合材料填補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)對框架梁進行有效支撐以避免框架梁發(fā)生變形或失效。

進一步，所述步驟(2)中，短筋與斷裂鋼筋的兩側(cè)進行焊接時，單側(cè)焊接長度應(yīng)不小于3倍原鋼筋直徑。

進一步，所述步驟(3)中，在鑿除梁端塑性鉸區(qū)或其它松動混凝土時，應(yīng)避免對周圍未損壞混凝土產(chǎn)生擾動或破壞。

進一步，所述步驟(4)中，高延性水泥基復合材料的抗壓強度應(yīng)不低于原結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度，抗極限拉應(yīng)變不小于1%，流動度為180mm~250mm。

進一步，所述步驟(4)中，在采用高延性水泥基復合材料對已鑿除的框架梁端塑性鉸區(qū)進行修補前應(yīng)支設(shè)模板，待修補完成并正常養(yǎng)護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合材料加固修復震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，對于強震下受力鋼筋發(fā)生斷裂或混凝土嚴重損壞的框架梁端，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合材料填補；對于震損鋼筋混凝土框架其它發(fā)生混凝土松動的部位，將松動的混凝土鏟除，同時采用高延性水泥基復合材料進行修補。本方法可以很好地修復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)采用本方法修復后，其水平承載力高于未損壞對比結(jié)構(gòu)，極限變形則較未損壞對比結(jié)構(gòu)提升20%以上。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步說明。

實施例

(a)原型框架的選取與震損試驗

原型框架為三層三跨平面框架，各層層高為1.5m，跨長為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。框架梁、柱中混凝土強度設(shè)計等級均為C25，鋼筋等級為Q345。

原型框架制作完成并養(yǎng)護不少于28天后，通過低周反復荷載試驗進行震損模擬。在加載過程中，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。當加載至頂點位移為195mm（位移角1/23）時，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),此時停止加載，完成震損試驗。

(b)震損框架的加固修復

震損框架為典型的強柱弱梁型破壞模式：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短筋進行兩側(cè)焊接，單側(cè)焊接長度為50mm；將部分柱底和節(jié)點區(qū)脫落嚴重或明顯松動的混凝土鏟除；配制高延性水泥基復合材料，其立方體抗壓強度為55MPa，抗極限拉應(yīng)變?yōu)?.6%，流動度為210mm；采用高延性水泥基復合材料對混凝土鑿除區(qū)進行填補修復，同時保證構(gòu)件表面的平整，正常養(yǎng)護7天后拆除支撐和模板。

(c)加固框架的抗震性能測試

采用與原型框架同樣的試驗方法進行加固修復框架的抗震性能測試，試驗結(jié)果加固修復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%，同時頂點極限位移大于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合材料加固修復震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，對于強震下受力鋼筋發(fā)生斷裂或混凝土嚴重損壞的框架梁端，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合材料填補；對于震損鋼筋混凝土框架其它發(fā)生混凝土松動的部位，將松動的混凝土鏟除，同時采用高延性水泥基復合材料進行修補。本方法可以很好地修復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)采用本方法修復后，其水平承載力高于未損壞對比結(jié)構(gòu)，極限變形則較未損壞對比結(jié)構(gòu)提升20%以上。