1. introducción de estructura de mampostería

El diseño de la estructura de mampostería en sí es relativamente simple, y muchos edificios no pueden cumplir con los requisitos funcionales de los edificios modernos. Además, debido a la baja resistencia a la tracción y al corte de la estructura de mampostería, es fácil que ocurra una falla frágil, la capacidad de soportar la carga horizontal del edificio es pobre, la capacidad sísmica es débil y la confiabilidad de la estructura se reduce seriamente después de uso a largo plazo.

Una vez que ocurre un fuerte terremoto, el daño sísmico de la estructura de mampostería de ladrillo es a menudo más grave, el refuerzo sísmico es muy importante. El método de refuerzo tradicional tiene un largo período de construcción, ocupando espacio de construcción, consumiendo acero y construcción difícil. El refuerzo compuesto de compuestos reforzados con fibra (FRP) es una nueva tecnología para estructuras de mampostería propuesta en los últimos años. No solo puede evitar las deficiencias de los métodos de refuerzo tradicionales, sino que tampoco puede cambiar la forma de la sección transversal de los componentes, alta resistencia, alta eficiencia, peso muerto ligero, construcción conveniente, resistencia a la corrosión, amplia aplicación y otras ventajas. En este trabajo, basado en el estudio experimental, se utiliza el software de elementos finitos para analizar la tensión de la mamposteríaPared reforzada con tejido de fibra de carbono. Después de verificar la racionalidad del modelo, se discuten los efectos de la relación de tensión, la relación altura-ancho y el número de capas de tela de fibra de carbono sobre el efecto de fortalecimiento de la pared de mampostería, y se obtienen algunas conclusiones útiles.

2. Situación de prueba

Esta prueba adopta una pared de mampostería de ladrillo escala. Después de la unión con tela de fibra de carbono, se lleva a cabo la prueba de simulación sísmica. El prototipo del modelo es un edificio de dormitorios de la escuela secundaria en el condado de Zaoqiang, ciudad de Hengshui. Los principales contenidos de investigación son analizar la capacidad de corte y el comportamiento de deformación de las paredes de mampostería de ladrillo reforzadas con tela de fibra de carbono bajo la acción combinada de la fuerza axial vertical y la carga repetida horizontal.

2,1 Parámetros del espécimen

Se hicieron tres especímenes de pared de mampostería en esta prueba. El tamaño del modelo de los especímenes se redujo a 1:2 de acuerdo con el muro de mampostería real. El grosor de la muestra de pared de mampostería es de 120mm, la altura es de 1100mm, el ancho es de 1600mm y la relación de aspecto es de 0.688. El grosor de la costura es de 10mm Las vigas de hormigón armado están conectadas a las paredes de mampostería y partes inferiores. Los modelos de pared de mampostería están representados por "W10". El número de muestra y el plan de refuerzo se muestran en la Tabla 1.

El número de muestra y el esquema de refuerzo

Cuando se hacen las muestras, el material de pared de mampostería es consistente con el proyecto real, utilizando ladrillo sinterizado MU10, mortero de cemento M5.0, las vigas superior e inferior Son todos de hormigón C20; el CFRP reforzado se usa tela de fibra de carbono de grado II de alta resistencia; las propiedades mecánicas de cada material se muestran en la Tabla 2 a la Tabla 3.

El índice de rendimiento de la tela de fibra de carbono

El índice de rendimiento del adhesivo de unión estructural

3. PAnálisis del arameter

3,1 Influencia de la tensión vertical normal σ₀

_{Cuando la relación de altura a la anchura y la resistencia de la pared de mampostería son fijos, la tensión normal vertical diferenteΣ0Afectará la forma de agrietamiento de la pared de mampostería, la secuencia de varias grietas y la carga de agrietamiento de la pared de mampostería. Esta sección estudiará el efecto de diferentes tensiones normales verticales sobre muros de mampostería reforzados con tejido de fibra de carbono bajo otras condiciones. La relación entre la altura y el ancho de la pared de mampostería es de 0,6875, la lámina de fibra de carbono es de doble cara y de una sola capa. El material de la pared de mampostería es idéntico a la pared de mampostería de prueba. La tensión normal vertical es de 0,5 MPa, 1,0 MPa, 1,5 MPa, 2,0 MPa, 2,5 MPa, 3,0 MPa y 3,5 MPa, respectivamente. Frente al ladrillo de arcilla MU10 y el mortero de cemento M5.0, la resistencia a la compresión es de 9,5 MPa y 8,7 MPa, respectivamente. La fórmula promedio para calcular la resistencia a la compresión axial del ladrillo de arcilla es f M = K 1 f alfa 1 (a + 0,07 f 2) K 2, F M = 3,87 MPa. Entre ellos, K 1 es el parámetro relacionado con el tipo de bloque y el tipo de mampostería. En este documento, 0,78; K 2 se toma como el coeficiente de corrección de la influencia de la resistencia del mortero. En este documento, 1,0; A se toma como el parámetro relacionado con el bloque y el tipo de mampostería, y 0,5 se toma como el parámetro en este documento. Las relaciones de tensión correspondientes son 0.129, 0.258, 0.388, 0.517, 0.646, 0.775 y 0.904, respectivamente. La Tabla 7 muestra los resultados de la tensión de carga de las paredes de mampostería y el tejido de fibra de carbono bajo diferentes tensiones verticales.}

Los resultados del cálculo de diferente relación de tensión de la correspondiente pared de mampostería con carga de carbono

En otros casos, con el aumento de la relación de tensión de la pared de mampostería, la carga de agrietamiento de la pared de mampostería es mayor que la de la pared de mampostería no reforzada, y la carga de agrietamiento y la carga final de la pared de mampostería muestran una tendencia a aumentar primero y luego disminuir, Y la capacidad de carga de la pared de mampostería cambia poco en el rango de 0.388-0.646 relación de tensión. Sin embargo, la tensión de Mises correspondiente casi no tiene cambios antes de que la relación de tensiones sea inferior a 0.646. Cuando la relación de tensiones es mayor que 0.646, la tensión de Mises disminuye con el aumento de la relación de tensiones, y la amplitud de la disminución aumenta.

3,2 Influencia de la relación anchura-altura de muros de mampostería

En la tensión real de la mampostería, los miembros generalmente trabajan bajo la tensión combinada de tensión, flexión, cizallamiento, compresión e incluso torsión. Un gran número de prácticas de ingeniería muestran que la capacidad de corte y el modo de falla de la pared de mampostería se ven muy afectados por la relación de aspecto de la pared de mampostería. Como anteriormente, esta sección estudia el efecto de la tela de fibra de carbono con diferentes relaciones de aspecto sobre la tensión de las paredes de mampostería en las mismas condiciones. Las relaciones de aspecto de los modelos son 0,4, 0,6, 0,8, 1,2 y 1,4, respectivamente. La tensión de carga de las paredes de mampostería y el tejido de fibra de carbono se muestra en la Tabla 8.

Los resultados del cálculo de diferente altura-anchura-relación de la correspondiente pared de mampostería con carga de carbono

En otros casos, con el aumento de la relación de aspecto de la pared de mampostería, la carga de agrietamiento y la carga final de la pared de mampostería disminuyen gradualmente, y la tensión de Mises correspondiente a la tela de fibra disminuye cuando se destruye la pared de mampostería. En el rango de relación altura-anchura 0.4-0.8, la distribución de tensión de la tela de fibra de carbono es irregular; en el rango de relación altura-anchura 0.8-1.2, la distribución de tensión de la tela de fibra de carbono es regular; en el rango de relación altura-anchura 1.2-1.4, la distribución de tensión de la pared de mampostería presenta distribución de tensión de flexión típica.

3,3 Tejido de fibra de carbono con diferentes capas

En la ingeniería práctica, a menudo se encuentra el fenómeno de que el CFRP de una sola capa todavía no está satisfecho. Bajo la premisa de que la capacidad de corte de la estructura de mampostería original no se puede aumentar más del 40% por la tela de fibra de carbono, la estructura de mampostería se puede fortalecer pegando doble, tres o más capas de CFRP. Con el fin de explorar la influencia de las capas de CFRP en la capacidad de carga de los muros de mampostería, este documento simula diferentes capas de CFRP cambiando el grosor de CFRP. Los resultados de la tensión de carga de cada modelo se muestran en la Tabla 9.

Los resultados del cálculo de diferentes capas de tela de carbono de corresponder a la pared de mampostería con carga de carbono

En otros casos, el número de capas de CFRP tiene poco efecto sobre el agrietamiento y la capacidad de carga final de las paredes de mampostería. Entre ellos, el método de unión de tela de carbono de un solo lado tiene el menor aumento en la capacidad de carga en comparación con otros métodos de unión, y bajo la misma cantidad de tela de fibra de carbono, el método de unión de doble lado es superior al método de unión de un solo lado en la contribución de la capacidad de carga. El aumento de la capacidad de carga final de las paredes de mampostería mediante la unión de doble capa de doble cara, la unión de tres capas de doble cara y la unión de cuatro capas de doble cara es muy pequeño. Las tasas de aumento de la carga de agrietamiento de los tres tipos de muros de mampostería son 22,4%, 23,6% y 26,3% respectivamente. Pero la cantidad de tejido de fibra de carbono aumentó en 2 ~ 3 veces, y la tasa de utilización del tejido de fibra de carbono fue muy baja en términos de economía.