基于Fe-SMA自预应力的砌体结构整体加固方法技术

本发明专利技术公开了基于Fe

【技术实现步骤摘要】
基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法


[0001]本专利技术涉及砌体结构加固
，特别是一种基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法。

技术介绍

[0002]在我国几千年的发展过程中，砌体结构作为一种造价经济、简单实用的建筑形式，得到了广泛的应用，成为我国建筑结构中最主要的形式之一。但由于砌体结构力学性能较差、构造防护措施缺失、不少房屋使用功能改变且年久失修等因素，许多砌体结构亟需修缮和加固。
[0003]然而，现存的许多加固方法对原砌体结构进行了过多的干预，造成用户使用面积减少、外立面建筑风貌受损等情况，难以满足砌体结构特别是历史文物建筑加固的最小干预原则和各项美观实用要求。近年来，嵌缝加固法作为一种日益兴起的低干预加固方法，得到了广泛的应用。该方法通过一定的方式替换掉原砌体结构的部分低强度砂浆，采用高性能砂浆进行置换，从而达到提高砌体结构抗震性能等目的。这种方法尤其适用于砂浆性能较弱的砌体结构，能够在不降低房屋使用面积和不影响建筑物外观的前提下，对砌体结构起到一定的加固效果。
[0004]现行的嵌缝加固法中，通常都是采用剔缝后直接嵌入高性能砂浆或者剔缝后嵌入加固筋材和高性能砂浆两种方法。而这两种方法对旧砂浆的约束能力有限，特别是在建筑使用状态时，不能很好地与建筑物协同工作，无法在灰缝的拉压弯剪的复杂应力状态下很好地发挥嵌缝新材料的性能，加固效果有限。同时，现行的嵌缝加固法仅适用于建筑物的一个部件，如仅用于一堵墙的加固，对于房屋整体性能的提升意义不大。
[0005]因此现有技术需要一种能够很好地利用嵌缝材料性能，更好地与建筑物协同工作，并能从建筑物的整体出发，系统地完成建筑物加固修缮工作的加固方法。该方法应在提升嵌缝加固法效果的同时，能够广泛应用于如历史文物保护建筑在内的一系列需要加固的砌体结构。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法。该基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法，通过确定结构待加固区域，采用对应工具剔除待加固区域原有灰缝至指定深度，清理灰缝并在不同位置的灰缝中采用不同的加固方式并填入高性能砂浆，在填入高性能砂浆的灰缝中嵌入预拉伸Fe
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SMA材料并预留通电位置，砂浆养护完成后采用通电激励设备通过预留的通电位置连接预拉伸Fe
‑
SMA材料进行通电加热操作，使Fe
‑
SMA材料产生回复应力，实现基于Fe
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SMA通电激励自预应力技术的砌体结构整体加固。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于Fe
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SMA自预应力的砌体结构整体加固方法，包括如下步骤。
[0008]步骤1、确定待加固区域：根据待加固砌体结构的结构特性和受损待加固位置，确定待加固区域。
[0009]步骤2、剔除灰缝，具体包括如下步骤。
[0010]步骤2A、选择剔缝频次：针对步骤1确定的每个待加固区域，均按照从上至下或从下至上的顺序以及设定间隔频次选择原始灰缝作为待剔除灰缝。
[0011]步骤2B、剔除灰缝：对步骤2A选择的每个待剔除灰缝均进行剔缝。
[0012]步骤3、填充灰缝：在每个剔缝中均填入高性能砂浆。
[0013]步骤4、嵌设Fe
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SMA材料：在填有高性能砂浆的剔缝中嵌设预拉伸的Fe
‑
SMA材料，并预留通电位置。
[0014]步骤5、加固砌体结构：待高性能砂浆养护至指定强度后，采用通电激励设备通过预留的通电位置连接预拉伸Fe
‑
SMA材料进行通电激励，使Fe
‑
SMA材料产生回复应力以完成对砌体结构的整体加固。
[0015]步骤1中，待加固区域的具体确定方法为：A、当待加固砌体结构具有圈梁时，仅需将待加固的整面墙体作为待加固区域。
[0016]B、当待加固砌体结构无圈梁时，则需将靠近每层楼板的顶部环形墙体区域和待加固的整面墙体作为待加固区域；其中，位于每层楼板的顶部环形墙体区域所对应的剔缝称为环形剔缝。
[0017]步骤3中，高性能砂浆填入前，当待加固砌体结构无圈梁时，位于每层楼板的顶部环形墙体区域的每个转角处均安装有L型钢片，L型钢片具有与环形剔缝相对应的嵌设部，嵌设部能嵌设在对应的环形剔缝内。
[0018]步骤4中，当待加固砌体结构无圈梁时，Fe
‑
SMA材料在环形剔缝内呈闭环的环形嵌设。
[0019]步骤1中，当待加固砌体结构无圈梁时，顶部环形墙体区域的高度为4
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8匹砖；环形剔缝具有至少两条。
[0020]步骤2A中，待剔除灰缝选择时的设定间隔频次为每1
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4条原始灰缝剔缝一次；步骤2B中，剔缝深度为墙体厚度的10%
‑
30%，剔缝高度与原始灰缝高度一致。
[0021]L 型钢片的嵌设部，其高度与深度应与环形剔缝的高度和深度均相对应，偏差控制在对应高度或对应深度的10%以内，长度一般不少于1块砌块的长度；嵌设部通过模具制作或力学挤压形成。
[0022]步骤4中，Fe
‑
SMA材料在高性能砂浆中的嵌入深度不少于对应剔缝深度的10%。
[0023]步骤5中，通电激励设备是指输出电压低于36V，输出电流大于100A的低压高电流大功率电气装置，能够对Fe
‑
SMA材料进行通电加热。
[0024]步骤5中，通电激励时，通电加热温度为200℃。
[0025]本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术能最大程度降低对砌体结构的扰动。
[0026]2、本专利技术中待加固构件无需设置支撑体系，简化施工工序，减小人力、物力投入。
[0027]3、 实现较佳的低干预加固效果，提高砌体结构承压能力、整体性能及抗平面外倒塌能力。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法的流程图。
[0029]图2为本专利技术在顶部环形墙体区域安装的一个L型钢片的结构示意图。
[0030]图3为实施例中未加固结构墙体剔缝后的剖视图。
[0031]图4为实施例中某墙体嵌缝完成后的剖面图。
[0032]图5为实施例中房屋加固完成的示意图。
[0033]其中的附图标记为：1
‑
砌块、2
‑
原有砂浆、3
‑
L型钢片、4
‑
高性能砂浆、5
‑ꢀ
Fe
‑
SMA材料、6
‑
楼板。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体较佳实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、确定待加固区域：根据待加固砌体结构的结构特性和受损待加固位置，确定待加固区域；步骤2、剔除灰缝，具体包括如下步骤：步骤2A、选择剔缝频次：针对步骤1确定的每个待加固区域，均按照从上至下或从下至上的顺序以及设定间隔频次选择原始灰缝作为待剔除灰缝；步骤2B、剔除灰缝：对步骤2A选择的每个待剔除灰缝均进行剔缝；步骤3、填充灰缝：在每个剔缝中均填入高性能砂浆；步骤4、嵌设Fe
‑
SMA材料：在填有高性能砂浆的剔缝中嵌设预拉伸的Fe
‑
SMA材料，并预留通电位置；步骤5、加固砌体结构：待高性能砂浆养护至指定强度后，采用通电激励设备通过预留的通电位置连接预拉伸Fe
‑
SMA材料进行通电激励，使Fe
‑
SMA材料产生回复应力以完成对砌体结构的整体加固。2.根据权利要求1所述的基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法，其特征在于：步骤1中，待加固区域的具体确定方法为：A、当待加固砌体结构具有圈梁时，仅需将待加固的整面墙体作为待加固区域；B、当待加固砌体结构无圈梁时，则需将靠近每层楼板的顶部环形墙体区域和待加固的整面墙体作为待加固区域；其中，位于每层楼板的顶部环形墙体区域所对应的剔缝称为环形剔缝。3.根据权利要求2所述的基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加固方法，其特征在于：步骤3中，高性能砂浆填入前，当待加固砌体结构无圈梁时，位于每层楼板的顶部环形墙体区域的每个转角处均安装有L型钢片，L型钢片具有与环形剔缝相对应的嵌设部，嵌设部能嵌设在对应的环形剔缝内。4.根据权利要求2所述的基于Fe
‑
SMA自预应力的砌体结构整体加...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱虹，宁旺，吴刚，董志强，梁汉斌，刘子卿，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：