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砌体结构是最古老的结构形式之一,在国内乃至世界范围仍广泛应用。砌体结构与其它结构形式相比,其抗震性能较差,一些已建的砌体结构达不到现行抗震规范要求,对其进行抗震检测、鉴定,根据鉴定结果进行适当的抗震加固是一种比较方便又经济的方法。碳纤维布是一种新兴的建筑材料,广泛用于土木建筑加固领域。
本文首先总结了国内建筑物修复加固的发展与现状,回顾了己经应用较成熟的建筑物加固方法,介绍了砖砌体结构抗震检测、鉴定的原则与方法,综述了碳纤维布加固技术在国内外的研究与应用进展。结合文献资料,研究了碳纤维布加固对砖砌体结构抗震性能的影响,以及砖砌体在碳纤维布加固后的受力特性。在此基础上对碳纤维布加固砌体结构抗剪承载力计算理论进行了讨论,提出了碳纤维布剪力折减系数与加固后墙体的极限抗剪承载力简化计算公式。
本文用有限元通用商业软件ANSYS对碳纤维布抗震加固墙片的试验过程进行了模拟分析,介绍了砖砌体结构有限元分析的理论、求解非线性方程的方法和进行砖砌体结构有限元分析的具体步骤。分析结果表明碳纤维布对试验墙体承载能力和抗震能力的贡献作用较为明显,这与文献结果基本一致。并模拟了四种不同的碳纤维布加固方式,比较它们对墙片抗剪承载力和水平变形能力的改善情况,得出较为理想的加固方式,供工程设计参考。
本文以一50m高砖烟囱为工程实例,介绍了对其检测、抗震鉴定、可靠性评估、抗震加固设计等一系列过程。供工程人员参考使用。文中最后对研究结果作了较全面的总结,并展望了CFRP片材对砖砌体进行抗震加固需进一步研究的问题。