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摘要：石砌体结构是国内较为常见的历史建筑结构，因此研究石砌体加固技术是保护历史建筑的重要途径之一。本文提出了采用高强度钢丝绳，通过网孔加固技术加固石砌体建筑，包括在砂浆接缝处嵌入连续的高强度钢丝网，然后通过横向钢筋将其锚定在墙壁上，用以改善石砌体建筑的耗能能力、延性、整体性等抗震指标。

关键词：石砌体;    高强度钢丝绳;   加固;   抗震性能;

1.引言

我国的石砌体建筑分布广泛，各具特色，是中华名族宝贵的历史遗产，而这些宝贵的历史遗产正在不断遭受地震的侵害，因此为了更好地保护这些珍贵的历史建筑，我们有必要提出可靠的抗震加固方法。用于修复或加固石砌体结构的技术，包括石砌体的局部重建修补[1]，通过将金属条粘结到与裂缝正交的槽中来修补裂缝[2]，用复合材料条将构件或建筑物围成圆形[3-4]，在石砌体结构中注入水泥灌浆或石灰基混合物[5-6]和钢网护套[7]。但是这些技术并不适用于石砌体结构外形不规则的情况。

本文提出的是通过高强度钢丝组成的网状结构对石砌体建筑进行抗震加固，并进行了相关试验，研究这项技术的加固效果。

2.技术方案与施工流程

2.1技术方案

高强度钢丝组成的网状结构对石砌体建筑的抗震加固构造，其加固系统（网状结构技术）由一个由柔韧的高强度材料制成的细钢丝网连续连接，插入砂浆接缝，从而嵌入墙体，如图1所示。钢丝绳绳索节点通过横向连接构件固定在墙面上。横向连接件表面涂抹环氧砂浆以防止滑移。加固后能改善石砌体建筑的力学特性，尤其是抗剪强度，当承受剪切或压缩荷载时，绳索主要吸收拉应力。同时也提高了平面内外荷载的抗弯强度，延性也能得到一定的改善。钢丝绳由一系列相互平行的单芯线组成，再由聚酯网连接在一起。由于绳子的体积很小（平均直径只有一毫米）和形状特殊，它们可以很容易地弯曲成所需要的形状，以便通过形成墙壁的各种石块之间的连接处。

2.2 施工流程

在实际的施工过程中，首先，将砂浆接缝处剥离至6-7 cm的深度，然后对剥离的砂浆进行水力清沙。之后，将横向构件（螺纹镀锌钢筋，配有螺母、垫圈和绳索锁紧装置）放置在均匀间隔的网格中，每平方米至少四个。再使用特定的不收缩砂浆或环氧树脂将钢筋固定在墙上。完成上述措施后，用灰浆进行定位，然后将绳索插入到剥离的位置处，通过绳索锁定装置水平或垂直地穿过被加强的整个面。拧紧螺母，轻轻拉紧绳索， 将绳索固定在砂浆接缝内。之后，在接缝中再次涂抹砂浆，完全覆盖绳索和装置头部。最后用金属刷对接缝进行美观处理。

由于钢丝绳索非常灵活，并且通过了横杆上的线锁定装置，所以只需要通过拧紧螺纹杆上的螺母，绳就具有轻微的张力。沿着石砌体板的底部，可以将绳索缠绕在板底部的石头上或者通过连接件将绳索连接到底部基础上实现有效的锚固。

在顶部如果有边梁，绳索可以直接连接到边梁上，或者有像图2所示的边界墙，绳锁可以缠绕到墙的另一侧。这样，高强度钢丝绳可以将墙的两侧连接在一起，并能将相邻的墙体单元或者将墙体与基础相连接，形成一个完整的加固系统。而由于加固绳的直径较小，易于将其插入砂浆接缝，避免应力的危险集中。

3.力学性能试验

为了研究提出的加固技术的有效性，进行了受压和弯拉性能试验。

3.1 受压试验

制作5个砌体墙试件，长宽高分别为800mm、200mm、500mm。没有进行加固处理的砌体墙试件为01，进行了深度定向的砂浆接缝处理的砌体墙试件为02、03，进行网状结构加固处理的砌体墙试件为04、05。使用两个千斤顶对砌体墙试件进行垂直受压试验，千斤顶使用手动液压加压，初始垂直距离为300mm，使用机械仪表进行变形测量。假设校准因子与测量面积比之间的比值为0.8。在测试过程中，记录了每一个加载步骤中所施加的垂直应力值和相应的砌体偏转角度。对这些值进行处理，得到如图3所示的应力-应变图，由此计算出了在最大应力的33%和50%处的压缩阻力和杨氏模量，如表1所示。

3.2弯曲试验

制作两个石砌体墙试件，尺寸为500×2680×1000mm，一个不进行加固处理，另一个进行网状结构加固处理。将未经加固处理的砌体墙试件进行旋转水平放置，由于砌体墙试件承受不了自身重力荷载而发生断裂。再将经过加固处理的砌体墙试件旋转放置在水平平面上，两端支撑，垂直载荷采用四点载荷布置，跨度超过2080mm，载荷间隔380mm。试件通过其自身重量（2200kg/）和1.5kN的垂直荷载来加载。试件的位移行为通过6个传感器测量，沿试件跨度两侧各放置三个传感器如图4所示。当试件达到一个临界状态时，增加的垂直荷载约为6KN，该加载条件对应于最大弯矩为2.55KN*m，而由于试件自身的重量，其最大弯矩值提升至约为5.95KN*m，试验结果如图5所示。

试验结果表明：在试件破坏的临界状态下，经过网状结构加固过的试件的负载和最大弯矩都要大于未加固的试件。

4.结论

通过以上试验，我们发现高强度钢丝绳组成的网状结构对石砌体墙板的受压和弯曲性能都有良好的改善。这种技术的优势在于无论是砌体质量差，砌体形状不规则;还是砂浆的机械性能不好，都可以使用该技术。而且这项技术不仅可以全局使用，也可以用于单独的墙，用以改善整个建筑的整体性能。

参考文献

[1]周云，郭永恒，葛学礼，等，我国石结构抗震抗剪强度理论的应用[J].地震工程与工程震动，2000，20（1）：63-67.

[2]杨磊，何廷树，盖国胜，等.纤维特性对砂加气混凝土力学性能和微观结构的影响[J].硅酸盐通报，2018，37（6）： 1813-1817.

[3]施楚贤.砌体结构理论与设计[M].北京： 中国建筑工业出版社， 1992.

[4]刘亚.新型页岩烧结砌块砌体基本力学性能试验研究[D].西安建筑科技学，2017.

[5]陈海，朱山青.新型珍珠岩混凝土砌块砌体力学性能研[J].2020，v.52（09）：23-27.

[6]滕玉明.蒸压加气混凝土砌块砌体基本力学性能研究[D].石河子大学，2015.

[7]陆春阳，何崇禹.混凝土结构及砌体结构[M].重庆：重庆大学出版社，1998.