1. Introdução da estrutura da maçonaria

O layout da própria estrutura de alvenaria é relativamente simples, e muitos edifícios não podem atender às exigências funcionais dos edifícios modernos. Além disso, devido à baixa resistência à tração e ao cisalhamento da estrutura de alvenaria, é fácil de ocorrer falha quebradiça, a capacidade de suportar carga horizontal do edifício é fraca, a capacidade sísmica é fraca e a confiabilidade da estrutura é seriamente reduzida após o uso a longo prazo.

Uma vez que um forte terremoto ocorre, o dano sísmico da estrutura de alvenaria de tijolo é muitas vezes mais grave, o reforço sísmico é muito importante.O método tradicional de reforço tem um longo período de construção, ocupando espaço de construção, consumindo aço e difícil construção.Compósitos reforçados com fibra (FRP) reforço composto é uma nova tecnologia para estruturas de alvenaria proposto nos últimos anos. Ele não só pode evitar as deficiências dos métodos tradicionais de reforço, mas também não alterar a forma de seção transversal dos componentes, alta resistência, alta eficiência, peso morto leve, construção conveniente, resistência à corrosão, ampla aplicação e outras vantagens. Neste trabalho, baseado no estudo experimental, o software de elementos finitos é utilizado para analisar o estresse da alvenaria. parede reforçada com tecido de fibra de carbono Após verificar a racionalidade do modelo, são discutidos os efeitos da razão de estresse, da relação altura-largura e do número de camadas de tecido de fibra de carbono sobre o efeito de fortalecimento da parede de alvenaria, e algumas conclusões úteis são obtidas.

2. Situação do ensaio

Este teste adota uma parede de alvenaria de tijolo em escala. Após a união com tecido de fibra de carbono, é realizado o teste de simulação sísmica.O protótipo do modelo é um edifício de dormitórios de ensino médio no condado de Zaoqiang, Hengshui City. Os principais conteúdos da pesquisa são analisar a capacidade de cisalhamento e o comportamento de deformação de paredes de alvenaria de tijolo fortalecido com tecido de fibra de carbono sob a ação combinada de força axial vertical e carga repetida horizontal.

2.1 Parâmetros do espectro

Neste teste foram feitas três amostras de paredes de alvenaria.O tamanho do modelo dos espécimes foi reduzido para 1:2 de acordo com a parede real da alvenaria.A espessura da parede da alvenaria é de 120 mm, a altura é de 1100 mm, a largura é de 1600 mm e a relação de aspecto é de 0.688.A espessura da costura é de 10 mm.As vigas de concreto armado estão conectadas às paredes de alvenaria e partes inferiores. Os modelos de parede de alvenaria são representados pelo "W10".O número da amostra e o plano de reforço estão apresentados na Tabela 1.

Número do espécime e esquema de reforço

Quando os espécimes são confeccionados, o material da parede da alvenaria é consistente com o projeto atual, utilizando tijolo sinterizado MU10, M5.0 argamassa de cimento, as vigas superiores e inferiores são todas de concreto C20; o CFRP armado é utilizado tecido de fibra de carbono de alta resistência grau II; as propriedades mecânicas de cada material são apresentadas na Tabela 2 à Tabela 3.

O índice de desempenho do tecido de fibra de carbono

O índice de desempenho do adesivo de união estrutural

3.P análise do arameter

3.1 Influência do estresse vertical normal  σ₀ 

_{Quando a relação altura/largura e a resistência da parede de alvenaria são fixas, a tensão vertical normal diferenteσ 0  afetará a forma de fissuração da parede de alvenaria, a sequência de várias fissuras e a carga de fissuração da parede de alvenaria. Esta seção estudará o efeito de diferentes tensões verticais normais nas paredes de alvenaria reforçadas com fibra de carbono sob outras condições.A relação entre altura e largura da parede de alvenaria é 0.685, folha de fibra de carbono é de dupla face e uma única camada.O material da parede de alvenaria é idêntico à parede de alvenaria de teste.A tensão vertical normal é 0.5 MPa, 1.0 MPa, 1.5 MPa, 2.0 MPa, 2.5 MPa, 3.0 MPa e 3.5 MPa, respectivamente.Em frente ao MU10 tijolo de argila e M5.0 argamassa de cimento, a resistência à compressão é 9.5 MPa e 8.7 MPa, respectivamente.A fórmula média para o cálculo da resistência à compressão axial do tijolo de argila é f M = K 1 f alfa 1 (a + 0.07 f 2) K 2, F M = 3.87 MPa.Dentre eles, o K 1 é o parâmetro relacionado ao tipo de bloco e ao tipo de alvenaria. Neste artigo, 0.78; K 2 é tomado como o coeficiente de correção da influência da resistência da argamassa. Neste artigo, 1.0; A é tomado como parâmetro relacionado ao tipo bloco e alvenaria, e 0.5 é tomado como parâmetro neste trabalho.As razões de tensão correspondentes são 0.129, 0.258, 0.388, 0.517, 0.646, 0.775 e 0.904, respectivamente.A Tabela 7 mostra os resultados de tensão de carga de paredes de alvenaria e tecido de fibra de carbono sob diferentes tensões verticais.}

Os resultados de cálculo da razão de tensões diferentes da correspondente parede de alvenaria com carga de carbono

Em outros casos, com o aumento da razão de estresse da parede de alvenaria, a carga de fissuração da parede de alvenaria é maior do que a da parede de alvenaria não reforçada, e a carga de fissuração e a carga final da parede de alvenaria mostram uma tendência de aumento primeiro e, em seguida, diminuição, e a capacidade de rolamento da parede de alvenaria muda pouco na faixa de 0.388-0.646 rácio de stress.No entanto, o estresse correspondente de Mises não tem quase nenhuma alteração antes que a razão de estresse seja menor que 0.646. Quando a razão de tensão for superior a 0.646, o estresse de Mises diminui com o aumento da razão de estresse, e a amplitude de diminuição aumenta.

3.2 Influência da relação largura/altura das paredes de alvenaria

Na tensão real da alvenaria, os membros geralmente trabalham sob a tensão combinada de tensão, flexão, cisalhamento, compressão e até mesmo torção.Um grande número de práticas de engenharia mostram que a capacidade de cisalhamento e o modo de ruptura da parede de alvenaria são muito afetados pela proporção de aspecto da parede de alvenaria. Como acima, esta seção estuda o efeito do tecido de fibra de carbono com diferentes proporções de aspecto sobre o estresse das paredes de alvenaria sob as mesmas condições.As razões de aspecto dos modelos são 0.4, 0.6, 0.8, 1.2 e 1.4, respectivamente.A tensão de carga das paredes de alvenaria e do tecido de fibra de carbono é mostrada na Tabela 8.

Os resultados de cálculo de diferentes altura-largura-rácio de correspondente parede de alvenaria com carga de carbono

Em outros casos, com o aumento da proporção de aspecto da parede de alvenaria, a carga de fissuração e a carga final da parede de alvenaria diminuem gradualmente, e o estresse de Mises correspondente ao tecido de fibra diminui quando a parede de alvenaria é destruída.Na gama da relação altura-largura 0.4-0.8, a distribuição de tensão do tecido de fibra de carbono é irregular; na faixa da relação altura-largura 0.8-1.2, a distribuição de tensão do tecido de fibra de carbono é regular; na faixa de altura-largura relação 1.2-1.4, a distribuição de tensão da parede de alvenaria apresenta distribuição de tensão de flexão típica.

3.3 Tecido de fibra de carbono com diferentes camadas

Na engenharia prática, o fenômeno que a CFRP de uma única camada ainda não está satisfeito é frequentemente encontrado. Sob a premissa de que a capacidade de cisalhamento da estrutura original da alvenaria não pode ser aumentada mais de 40% pelo tecido de fibra de carbono, a estrutura da alvenaria pode ser fortalecida com a fixação dupla, três ou mais camadas de CFRP.A fim de explorar a influência das camadas de CFRP na capacidade de suporte de paredes de alvenaria, este trabalho simula diferentes camadas de CFRP alterando a espessura da CFRP. Os resultados de tensão de carga de cada modelo estão apresentados na Tabela 9.

Os resultados de cálculo das diferentes camadas de tecido de carbono correspondentes à parede de alvenaria com carga de carbono

Em outros casos, o número de camadas de CFRP tem pouco efeito sobre a fissuração e a capacidade de rolamento final das paredes de alvenaria.Entre eles, o método de colagem de tecido de carbono monolateral tem o menor aumento na capacidade de rolamento em comparação com outros métodos de colagem, e sob a mesma quantidade de tecido de fibra de carbono, o método de colagem de duplo lado é superior ao método de colagem unilateral na contribuição de capacidade de colagem.O aumento da capacidade de rolamento final de paredes de alvenaria por dupla camada de união dupla camada, união dupla face de três camadas e ligação dupla face de quatro camadas é muito pequeno.As taxas de aumento da carga de rachadura dos três tipos de paredes de alvenaria são 22.4%, 23.6% e 26.3%, respectivamente.Mas a quantidade de tecido de fibra de carbono aumentou 2 ~ 3 vezes, e a taxa de utilização de tecido de fibra de carbono foi muito baixa em termos de economia.