一种复合体系的砌体结构综合加固方法

本发明属于建筑结构加固与抗震改造，尤其涉及一种复合体系的砌体结构综合加固方法。

背景技术：

1、砌体结构是我国村镇建筑及大量既有建筑的主要承重形式。受限于早期设计标准、材料老化、施工质量及环境侵蚀，大量砌体结构存在承载力不足、抗震性能差、裂缝扩展等问题。现有加固方法，如增大截面法（混凝土围套）、外包钢法、粘贴碳纤维布法等，各有其局限性。

2、现有技术如cn207920143u提出了用砖块外包木柱并结合高延性混凝土填缝和压抹面的方法，强调了材料的易获取性和施工便捷性，但其本质上是对已有木柱的补强，且加固层功能较为单一（主要为增大截面和约束）。

3、在复杂的服役环境和抗震要求下，理想的加固体系不仅需要提高承载力和刚度，更需要改善结构的延性和耗能能力，以实现多级抗震设防目标。此外，如何优化各加固层间的界面应力传递，防止不同模量材料间的脱粘，也是保证加固效果长期稳定的关键。

4、因此，亟需一种将高性能材料、界面增强技术与可调控的耗能机制紧密结合，能综合提升砌体结构承载、变形、耗能及耐久性能的加固方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种，解决现有 mea 芯片透光性差无法实现光电同步检测、金属硬掩膜刻蚀导致金属残留影响电信号的技术问题，优化ito薄膜电极的制备工艺，获得兼具高透光性、高电学性能、高检测准确性的透明mea芯片，实现电生理信号检测与光学成像的无损、高精度时空同步观测。

2、基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种复合体系的砌体结构综合加固方法，包括以下步骤：

3、步骤1，‌结构表面处理与湿润‌：对待加固砌体结构表面进行清理、剔除松散层及浇水湿润处理，确保新旧材料有效粘结；

4、步骤2，‌功能梯度高延性混凝土层施工‌：在湿润的结构表面压抹至少两层性能不同的高延性混凝土，形成梯度功能层；第一层为靠近原砌体的界面改性型高延性混凝土，侧重粘结与渗透性；第二层为外侧的高韧性型高延性混凝土，作为主受力层；所述高延性混凝土层总厚度为10-50mm；

5、步骤3，‌界面增强与锚固‌：在高延性混凝土层初凝前或施工前，在预设位置植入抗剪栓钉，所述抗剪栓钉植入深度为10-50mm，露出长度为200-600mm，用以连接原结构与后续加固层；

6、步骤4，‌功能梯度过渡层施工‌：在步骤2形成的高韧性型高延性混凝土层表面，铺设或涂刷一层弹性模量介于高延性混凝土与碳纤维布之间的功能梯度过渡层；所述过渡层可由短切纤维（如碳纤维、玄武岩纤维）增强的环氧树脂或聚合物砂浆构成，其纤维掺量由底层至表层呈梯度递增分布，厚度为1-5mm；

7、步骤5，‌纤维复合材料约束层安装‌：在功能梯度过渡层之上粘贴碳纤维布、碳纤维网格布或其他高强纤维网格布，粘贴层数为1至4层；对于墙段，优先采用斜向交叉粘贴方式；对于柱，优先采用连续环形或螺旋缠绕方式；

8、步骤6，‌分级耗能钢板箍系统安装‌：在纤维复合材料约束层外侧，安装由多片钢板组成的环向或分段式钢板箍；钢板与加固体系之间通过预设的微型锚栓或表面结构形成机械连接；相邻钢板通过‌可滑移摩擦耗能连接节点‌连接；所述连接节点至少包括相互配合的上、下卡扣片、设置于两者之间的摩擦材料以及用于维持恒定或分级压紧力的弹性元件；通过预设初始紧固力，使钢板箍在正常工作状态下与加固体系形成整体；所述节点设计预留5-10mm的滑移行程，并设定摩擦阈值；当地震作用导致节点受到的水平剪力超过所述摩擦阈值时，节点开始可控滑移，通过摩擦力稳定耗能，以此实现对加固构件的分级消能保护；

9、步骤7，‌表面防护与处理‌：对钢板箍连接缝、固定点及裸露的纤维布边缘进行封闭和防腐、防火处理，最后对加固层外表面进行找平与装饰处理。

10、进一步地，步骤2中所述高延性混凝土的组分包括水泥、粉煤灰、硅灰、砂、水及pva纤维，并按质量比，水泥:粉煤灰:硅灰:砂:水=1:(0.8-1.2):(0.05-0.15):(0.6-0.9):(0.5-0.7)；所述pva纤维体积掺量为1.0%-2.5%；减水剂为胶凝材料总质量的0.2%-1.5%。

11、进一步地，步骤2中所述界面改性型高延性混凝土是在基础配方中额外掺入硅灰微粉、渗透性界面剂或微生物基自修复胶囊中的一种或多种，以提高与既有砌体材料的粘结性和渗透性。

12、进一步地，步骤4中所述功能梯度过渡层的形成，是通过制备多批次纤维掺量不同的材料（如环氧树脂浆体）并进行分层涂刷或铺设实现的，靠近ecc层的批次纤维体积掺量低于5%，靠近纤维布层的批次纤维体积掺量高于15%。

13、进一步地，步骤6中所述的可滑移摩擦耗能连接节点，其具体构造为：包含相配合的楔形或燕尾槽形卡扣，在卡扣接触面之间夹设铜基或黄铜基摩擦片；在其中一个卡扣背面或两侧设有碟形弹簧或螺旋弹簧组件，以维持摩擦面压力；通过调节锁紧螺栓的扭矩来设定初始摩擦阈值。

14、从上面所述可以看出，本发明的有益效果在于：

15、‌加固效果多维、性能优异‌：高延性混凝土层作为基础和缓冲层，解决了不同材料模量跳跃问题并具备优异韧性；碳纤维布层提供了极高的抗拉强度和约束效应；外围可滑移钢板箍则集成了被动约束和主动耗能。三者共同作用，显著提升了砌体结构的承载力、延性、整体性和抗损伤能力。

16、‌界面传力可靠，耐久性高‌：通过功能梯度过渡层、抗剪栓钉和微型锚栓构成的“化学粘结+机械互锁”多重界面连接体系，有效消除了界面应力集中，极大提高了加固层与原结构以及各加固层之间的协同工作性能，降低了分层、剥离风险。高延性混凝土和环氧树脂体系本身的抗渗、耐候性也提升了结构的长期耐久性。

17、‌实现了“分级耗能”的抗震设计‌：通过钢板箍连接节点的精细化设计，将加固体系与耗能构件合二为一。在小震或日常使用阶段（第一级），系统作为一个高刚度、高强度的整体约束构件工作；当遭遇大震，作用力超过预设阈值（第二级）时，节点发生可控滑移，将地震能量通过摩擦方式持续、稳定地消耗掉，在保护主体结构的同时，为“可修复”的抗震设计目标提供了可能。

1.一种复合体系的砌体结构综合加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种复合体系的砌体结构综合加固方法，其特征在于，步骤2中所述高延性混凝土的组分包括水泥、粉煤灰、硅灰、砂、水及pva纤维，并按质量比，水泥:粉煤灰:硅灰:砂:水=1:(0.8-1.2):(0.05-0.15):(0.6-0.9):(0.5-0.7)；所述pva纤维体积掺量为1.0%-2.5%；减水剂为胶凝材料总质量的0.2%-1.5%。

3.根据权利要求1或2所述的一种复合体系的砌体结构综合加固方法，其特征在于，步骤2中所述界面改性型高延性混凝土是在基础配方中额外掺入硅灰微粉、渗透性界面剂或微生物基自修复胶囊中的一种或多种，以提高与既有砌体材料的粘结性和渗透性。

4.根据权利要求1所述的一种复合体系的砌体结构综合加固方法，其特征在于，步骤4中所述功能梯度过渡层的形成，是通过制备多批次纤维掺量不同的材料（如环氧树脂浆体）并进行分层涂刷或铺设实现的，靠近ecc层的批次纤维体积掺量低于5%，靠近纤维布层的批次纤维体积掺量高于15%。

5.根据权利要求1所述的一种复合体系的砌体结构综合加固方法，其特征在于，步骤6中所述的可滑移摩擦耗能连接节点，其具体构造为：包含相配合的楔形或燕尾槽形卡扣，在卡扣接触面之间夹设铜基或黄铜基摩擦片；在其中一个卡扣背面或两侧设有碟形弹簧或螺旋弹簧组件，以维持摩擦面压力；通过调节锁紧螺栓的扭矩来设定初始摩擦阈值。