郭曉云，唐永明，陳 杰

(防災(zāi)科技學(xué)院，河北 三河 065201)

0 引言

砌體結(jié)構(gòu)在我國既有建筑物中占據(jù)了很大的存量，由于砌體結(jié)構(gòu)主要采用脆性材料砌筑，未采取嚴(yán)格抗震構(gòu)造措施的砌體結(jié)構(gòu)整體性和抗震性能表現(xiàn)較差。在我國村鎮(zhèn)房屋和老舊住宅房屋中，缺少抗震構(gòu)造措施的砌體結(jié)構(gòu)房屋數(shù)量很大[1]，這類房屋制約著我國城鄉(xiāng)抗震能力整體水平的提升。我國是地震多發(fā)國家，震害調(diào)查研究[2-3]顯示，地震中此類砌體結(jié)構(gòu)的破壞往往比較嚴(yán)重，是地震中造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的重要原因。因此，對現(xiàn)存的老舊砌體結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行抗震加固對于提高我國房屋的整體抗震能力具有重要意義。

砌體結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的抗震加固方法有砂漿面層或板墻加固、外包鋼加固、外加圈梁構(gòu)造柱加固、鋼拉桿加固等，這些方法對于加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能起到了一定的作用，大都有工程應(yīng)用實(shí)例，但是這些加固方法通常具有作業(yè)量大、施工周期長、施工復(fù)雜等缺點(diǎn)，并且有些加固方法影響房屋的使用空間和使用功能，或?qū)ㄖ锏耐庥^有較大的影響。使用 FRP(纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)加固砌體結(jié)構(gòu)可以避免以上加固方法的缺點(diǎn)。FRP 材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、不影響結(jié)構(gòu)自重及尺寸、占據(jù)空間少、施工方便、操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其在結(jié)構(gòu)加固應(yīng)用中的優(yōu)勢明顯。

目前，國內(nèi)外關(guān)于FRP加固砌體結(jié)構(gòu)已開展了廣泛的研究和應(yīng)用，取得了階段性進(jìn)展，本文在綜合各種FRP材料加固砌體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究和理論研究的基礎(chǔ)上，提出了FRP對砌體結(jié)構(gòu)抗震加固領(lǐng)域有待進(jìn)一步研究的關(guān)鍵問題。

1 試驗(yàn)研究

加固用的FRP種類主要有CFRP(碳纖維)、GFRP(玻璃纖維)、BFRP(玄武巖纖維)、AFRP(芳綸纖維)等，其中CFRP加固技術(shù)的研究比較深入，目前在實(shí)際工程中的應(yīng)用也比較多。從20世紀(jì)末開始，國內(nèi)外對FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行一系列的試驗(yàn)研究，包括FRP加固砌體的抗震性能、平面外彎曲性能、界面粘結(jié)性能等。

1.1 抗震性能試驗(yàn)

衡量砌體結(jié)構(gòu)抗震性能的指標(biāo)主要為砌體墻抗剪承載力、延性、整體性和耗能能力等，針對FRP加固砌體抗震性能方面的效果，很多學(xué)者進(jìn)行了試驗(yàn)研究[4-14]，包括考慮結(jié)構(gòu)整體性的振動(dòng)臺試驗(yàn)，以及針對墻構(gòu)件的擬靜力試驗(yàn)。

1.1.1 振動(dòng)臺試驗(yàn)

FRP 加固砌體結(jié)構(gòu)整體抗震性能的研究主要以砌體結(jié)構(gòu)模型的振動(dòng)臺試驗(yàn)為主，目前開展的相對較少。

張明杰等[5-6]制作了14縮尺比例的兩層兩開間帶構(gòu)造柱的 CFRP 加固砌體結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行了振動(dòng)臺試驗(yàn)，研究表明CFRP在墻體開裂后能有效地約束裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，提高了結(jié)構(gòu)的整體性；在Ⅶ度大震作用下模型沒有發(fā)生嚴(yán)重破壞，表明CFRP加固能有效提高砌體結(jié)構(gòu)的變形能力和抗震承載能力。此外，還對用CFRP加固的已開裂砌體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行振動(dòng)臺試驗(yàn)。研究表明，CFRP布能有效減緩已開裂砌體結(jié)構(gòu)的剛度退化并提高抗震能力；相較無初始開裂的砌體結(jié)構(gòu)，初始裂縫的存在使CFRP布能更有效的發(fā)揮其加固效果。

雷真等[7]對一棟縮尺比例為1∶4的三層砌體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行振動(dòng)臺試驗(yàn)，對比分析預(yù)震損和震損后BFRP加固兩次試驗(yàn)，結(jié)果表明外貼BFRP可明顯增強(qiáng)受損砌體結(jié)構(gòu)的整體性，有效提高結(jié)構(gòu)抗震性能，阻止原有裂縫的發(fā)展并使加固后的墻片在地震作用下裂縫分布更均勻；BFRP加固法是一種有效的震后砌體結(jié)構(gòu)快速加固方法，試驗(yàn)中以BFRP剝離破壞為主，采取有效錨固措施可延緩剝離現(xiàn)象。

Mohamed等[8]對采用FRP加固的砌體墻進(jìn)行了振動(dòng)臺試驗(yàn)，對比分析加固和未加固試件的橫向強(qiáng)度、橫向位移、最大應(yīng)變、破壞模式，結(jié)果表明：FRP加固技術(shù)在提高砌體墻的面內(nèi)強(qiáng)度、剛度和變形性方面是有效的，且FRP片材沒有改變試樣的基頻和初始剛度。

以上振動(dòng)臺試驗(yàn)研究均顯示FRP加固后的砌體結(jié)構(gòu)整體性和變形能力有所提高，但多為定性研究，針對不同F(xiàn)RP加固方法有效性的定量研究則多采用擬靜力試驗(yàn)。

1.1.2 擬靜力試驗(yàn)

FRP加固砌體墻構(gòu)件抗震性能方面定量的研究，以擬靜力試驗(yàn)為主。在砌體墻擬靜力試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從承載力和變形能力兩方面分析不同加固方法對墻體抗震性能的影響。

張祥順等[9]對CFRP加固和未加固砌體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)采用逐級加荷法，開裂前按荷載控制，開裂后按位移控制(開裂后每級循環(huán)兩次)，達(dá)到極限荷載后繼續(xù)按位移控制，直至墻體喪失承載能力。試驗(yàn)結(jié)果表明CFRP加固墻體的開裂荷載提高了28.6%，延性系數(shù)和耗能系數(shù)分別提高了20.4%和59.1%，CFRP能明顯改善砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

王繼兵等[10]對無筋砌體墻進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)，得到滯回曲線、骨架曲線，并分析加固前后墻體的受力性能、耗能及剛度退化等，結(jié)果表明BFRP布加固能顯著提升砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能，墻體的極限荷載和開裂荷載分別提升了53.9%和224.6%，且具有較好的耗能能力。

葉斌等[11]對采用AFRP加固的四片黏土磚墻在低周往復(fù)荷載作用下試驗(yàn)，結(jié)果顯示加固后的滯回曲線包絡(luò)面積明顯增大，滯回環(huán)飽滿，墻體的側(cè)移角和延性系數(shù)均明顯增大，抗震性能顯著改善；且AFRP相較CFRP平整度要求較低，施工工藝更簡單，可操作性更強(qiáng)。

褚少輝等[12]對BFRP加固的無構(gòu)造柱砌體墻模型進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。研究表明，加固后墻體的極限荷載和極限位移均有較大的提升，但隨著試件破壞程度增大，加固效果降低，建議實(shí)際工程中應(yīng)及早采取加固措施。

Capozucca等[13]對采用GFRP單側(cè)加固的歷史磚墻進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)。研究表明GFRP加固的墻體發(fā)生破壞是由于砌體開裂，局部脫粘后GFRP加固失效；隨著試驗(yàn)加載的增大，GFRP材料逐漸強(qiáng)化，提高了整體的變形和耗能能力。

Reboul等[14]用空心混凝土砌塊砌筑了五道磚墻，分別采用CFRP和GFRP加固并進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)。研究表明，五組加固墻體的極限抗剪承載力和延性都有明顯的改善，極限承載力提高幅度在128%～267%之間，GFRP能有效延緩破壞的開始，墻體的耗能能力得到了提高。

大量的FRP加固砌體墻擬靜力試驗(yàn)研究表明：采用不同類型、不同方法FRP加固后的砌體墻抗剪承載力、延性和耗能能力均有一定程度的提高，但其提高幅度與加固方法密切相關(guān)。

1.2 平面外彎曲性能試驗(yàn)

國內(nèi)外對FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的平面內(nèi)力學(xué)性能(強(qiáng)度、剛度等)研究已較成熟，但對平面外承載力的研究較少。目前已有的FRP加固砌體墻平面外力學(xué)性能試驗(yàn)研究多為加固后墻體的平面外抗彎承載力研究，將平面外受彎和平面內(nèi)受剪分開考慮，沒有考慮地震作用時(shí)彎曲和剪切的相互影響。

王全鳳等[15]對采用GFRP加固的帶壁柱磚墻進(jìn)行單調(diào)擬靜力試驗(yàn)，并研究其平面外受彎性能，結(jié)果表明采用GFRP 加固帶壁柱磚墻, 可以有效地提高磚墻的抗彎承載能力；且應(yīng)采用均勻的對稱加固，避免墻體裂縫發(fā)展不對稱所造成的負(fù)面影響。

劉驥夫[16]對GFRP加固的實(shí)心黏土磚進(jìn)行試驗(yàn)，采用4點(diǎn)彎曲作為加載方式，試件砌塊的類型有兩種，一種為沿通縫受彎，另一種為沿齒縫受彎。試驗(yàn)結(jié)果表明GFRP加固能有效提高砌體墻平面外受彎承載力以及變形能力，且沿通縫彎曲的試件的平面外受彎承載力提高幅度更大，加固效果更明顯；試件的承載力峰值主要取決于砌體材料，并不會(huì)隨粘貼層數(shù)的增加而提升，且GFRP加固對砂漿強(qiáng)度較低的試件荷載峰值提高幅度更大。

陳凡[17]對GFRP加固帶壁柱磚墻的平面外抗彎性能進(jìn)行試驗(yàn)，研究豎向荷載、GFRP布的加固量和磚砌體強(qiáng)度三個(gè)因素對加固磚墻平面外抗彎性能的影響，由試驗(yàn)結(jié)果分析認(rèn)為，采用GFRP對帶壁柱磚墻進(jìn)行加固，可以有效地提高磚墻的平面外抗彎能力，即可以提高磚墻的極限承載力，從而提高磚墻的平面外受荷性能；并推導(dǎo)出GFRP加固帶壁柱磚墻平面外抗彎極限承載力的理論計(jì)算公式。

Tan等[18]分別用CFRP、GFRP、WCR加固了30片砌體墻進(jìn)行平面外力學(xué)性能試驗(yàn)，結(jié)果表明加固后砌體墻的平面外強(qiáng)度大幅提升，且給出了加固后墻體受彎的四種破壞模式：砌塊沖剪破壞、砌體與FRP片材剝離破壞、彎曲壓縮破壞、FRP材料拉斷，并指出合適的端部錨固措施可以有效防止FRP過早脫落引起的破壞。

Hamiltotn等[19]采用氣囊加載的方式對GFRP加固磚墻進(jìn)行平面外抗彎試驗(yàn)，對加固后墻體的平面外抗彎承載力、GFRP的剝離以及破壞模式進(jìn)行了深入的分析；對高墻(高4.7m)和矮墻(高1.8m)分別進(jìn)行試驗(yàn)，提出了一般抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)方程，并討論了加固率對抗彎強(qiáng)度的影響。

Albert等[20]對高度為4m的10面墻分兩個(gè)系列進(jìn)行了13次試驗(yàn)，通過研究FRP的類型、加固層數(shù)、粘貼布局形式、軸向壓力的影響以及循環(huán)加載方式等參數(shù)，得出FRP加固能有效提高砌體墻的平面外抗彎承載力；討論了荷載撓度和應(yīng)變特性，對失效模式進(jìn)行了識別和分類：砂漿剝離、彎剪破壞、彎曲破壞；并提出了一個(gè)簡單的分析模型，把荷載-撓度曲線分為兩個(gè)階段：第一階段是非線性的，代表了砌體材料的剛度貢獻(xiàn)；第二階段是線性的，表示FRP的剛度貢獻(xiàn)。

以上研究主要是針對單墻構(gòu)件的試驗(yàn)研究，砌體墻平面外抗彎能力的提高有利于提高砌體結(jié)構(gòu)的整體性，增強(qiáng)砌體房屋整體抗倒塌能力，綜合考慮FRP加固對縱橫墻的抗彎和抗剪能力整體提升效果值得進(jìn)一步研究。

1.3 界面粘結(jié)性能試驗(yàn)

FRP材料與磚砌塊界面的力學(xué)行為是FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題， FRP具有很高的抗拉強(qiáng)度，在實(shí)際工程應(yīng)用中，加固砌體發(fā)生破壞往往不是因?yàn)镕RP被拉斷，而是因?yàn)镕RP與砌體界面的粘結(jié)強(qiáng)度不足導(dǎo)致。試驗(yàn)研究大多集中于FRP脫粘的原因、界面粘結(jié)破壞模式、影響界面粘結(jié)力的因素等方面。

李鐵軍等[21]對外貼FRP片材加固砌體構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)研究并對結(jié)果統(tǒng)計(jì)回歸分析，兩種粘接滑移本構(gòu)數(shù)學(xué)模型(Popovics模型和雙曲線模型)預(yù)測曲線與試驗(yàn)結(jié)果均大致相同，表明粘結(jié)強(qiáng)度取決于砌體本身的強(qiáng)度；加載至一定范圍時(shí)，粘結(jié)應(yīng)力峰值無法提升以及粘結(jié)長度局部有效，是由粘結(jié)面剝離導(dǎo)致。

王全鳳等[22]通過對GFRP和磚粘結(jié)界面建立界面剝離模型，假設(shè)界面分為FRP布、膠層、磚塊三層，中間膠層起傳遞剪力作用；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果把整個(gè)界面剝離的過程分為彈性階段、彈性-塑性階段、彈性-塑性-剝離階段、塑性-剝離階段，并對不同的階段建模分析后與單面剪切試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，理論推導(dǎo)公式計(jì)算出來的曲線均與試驗(yàn)曲線大致吻合，表明建立的界面剝離模型能很好地演示實(shí)際的剝離破壞過程。

劉明等[23]采用搭接接頭雙剪試驗(yàn)方法研究FRP加固砌體的抗剪粘結(jié)強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果表明界面出現(xiàn)粘結(jié)破壞首先是因?yàn)槠鲶w自身強(qiáng)度不足引起的剝離破壞，有效粘結(jié)長度主要取決于塊材與纖維的界面粘結(jié)強(qiáng)度，與纖維的類型和砂漿強(qiáng)度關(guān)系不大，砂漿強(qiáng)度對GFRP試件拉拔力和纖維應(yīng)變關(guān)系曲線影響較小。

Barbieri等[24]在單層剪切試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮到不同的材料，研究了CFRP 與砌體之間的脫粘現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果明確了有效粘結(jié)長度和極限載荷的關(guān)系：當(dāng)有效粘結(jié)長度低于最小粘結(jié)長度時(shí)，極限載荷隨著粘結(jié)長度的增加而增大，極限載荷既取決于斷裂能，也取決于界面剪切應(yīng)力；同時(shí)通過有限元模型進(jìn)行了理論數(shù)值計(jì)算，通過數(shù)值和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了有效粘結(jié)長度對極限載荷的影響。

Aiello等[25]在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析了砌體的幾何形狀、粗糙度、孔隙率對FRP與砌塊的粘結(jié)性能的影響，認(rèn)為砌塊與FRP材料之間的傳力機(jī)制類似鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橫向FRP條的存在改善了高荷載下的粘結(jié)性能。

Roberto[26]對FRP加固的歷史磚砌體試件進(jìn)行了拉推剪切試驗(yàn)，討論了幾種破壞模式并對比分析了數(shù)值結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，指出砌體的脆性分層破壞是主要的模式，F(xiàn)RP片材與砌體之間發(fā)生破壞是因?yàn)榇u砌塊的表層剝離。

Mazzotti[27]在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究不同表面制備、磚型對粘結(jié)強(qiáng)度的影響，比較磚塊和砌體試件的粘結(jié)行為。結(jié)果顯示，粘結(jié)強(qiáng)度與磚塊的力學(xué)行為密切相關(guān)，砌體試件的粘結(jié)強(qiáng)度相對砌塊高10%～20%，高質(zhì)量的表面清理能增加大約90mm的有效粘貼長度。

以上研究均表明FRP加固砌體的破壞形式為FRP材料與砌體的粘結(jié)界面破壞，增加有效粘貼長度和加強(qiáng)FRP材料與砌體之間的錨固是提高FRP加固砌體整體強(qiáng)度的有效措施。

2 理論研究

將FRP加固技術(shù)廣泛地應(yīng)用到實(shí)際工程，需要一套完善的理論計(jì)算公式，實(shí)際應(yīng)用需要建立在成熟的理論研究上。另外，由于實(shí)驗(yàn)條件有限，很難直接通過試驗(yàn)對相關(guān)問題進(jìn)行深入研究和機(jī)理探討，而有限元數(shù)值分析能對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充，有助于進(jìn)一步研究受力機(jī)制。

2.1 抗剪承載力理論分析

國內(nèi)對FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的理論研究多集中于其抗剪承載力的計(jì)算方法，工程界普遍認(rèn)為在FRP粘貼加固砌體結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)RP的作用相當(dāng)于桁架模型中的拉桿[28]?？辜舫休d力計(jì)算理論主要分兩種：

(1)從剪摩理論發(fā)展的磚砌體墻與FRP獨(dú)立工作理論[29]，認(rèn)為FRP加固砌體抗剪承載力為砌體抗剪承載力與FRP提供的抗剪承載力之和。此理論模型認(rèn)為構(gòu)件發(fā)生剪壓破壞，斜裂縫完全穿過FRP且穿過位置FRP應(yīng)變相同，不考慮FRP的受壓作用，僅考慮其受拉作用。即

Pwf=Pum+Puf

(1)

式中，Pwf為FRP加固砌體抗剪承載力；Pum為砌體抗剪承載力；Puf為FRP提供的抗剪承載力。

(2)由主拉應(yīng)力理論發(fā)展的磚砌體與FRP共同協(xié)調(diào)工作理論[30-31]，主要是針對粘貼豎向和斜向FRP的砌體結(jié)構(gòu)抗剪計(jì)算；由于FRP的應(yīng)力分布極不均勻，并不滿足假設(shè)條件，只適用于加載至砌體開裂階段。

樊越[32]在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，指出了此兩種理論的不足并提出了3點(diǎn)補(bǔ)充：確定CFRP應(yīng)力大??；針對砌體破壞形態(tài)驗(yàn)算；針對砌體剪壓相關(guān)性驗(yàn)算。

2.2 有限元數(shù)值分析

砌體結(jié)構(gòu)采用有限元建模的關(guān)鍵在于，如何考慮砂漿和砌塊的關(guān)系，一般有兩種處理方法[33]：

(1)整體考慮，把砌塊和砂漿作為一個(gè)整體，忽略兩者性質(zhì)的不同，均質(zhì)化處理后建立模型，這樣的好處是建模簡單，計(jì)算效率高。但計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果有差距，無法精確模擬受力特性等，不能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

(2)分開考慮，將砌塊和砂漿分不同單元考慮，認(rèn)為砌塊是一種彈性塊材嵌入非彈性的砂漿，建模時(shí)需調(diào)整塊材和砂漿之間的接觸關(guān)系，建立墻體的離散型模型。此法能較準(zhǔn)確的研究FRP加固的效果，但精確度提升的同時(shí)也導(dǎo)致計(jì)算量驟增，有限元模型更復(fù)雜。

原勝利[33]將塊體和砂漿分不同單元考慮，用ANSYS對CFRP加固砌體結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)行模擬分析，用零厚度接觸單元模擬砂漿，磚塊采用Plane42單元，CFRP采用多層殼單元Shell81、膜單元Shell41，建立離散型墻體模型。通過數(shù)值模擬得到的極限抗剪荷載值與試驗(yàn)所得到的值非常接近。

左宏亮等[34]用ANSYS把砌塊和砂漿作為整體考慮建立有限元模型，對墻體和砌塊的應(yīng)力分別進(jìn)行分析，研究5種不同的粘貼方式對加固后墻體的抗剪承載力的影響。試驗(yàn)得到的抗剪承載力與數(shù)值模擬的值非常接近。

李維娜[35]對開窗洞墻體進(jìn)行試驗(yàn)，利用ANSYS對試件建模，砂漿用厚度為零的接觸單元建模，砌塊為Plane42單元，CFRP用Shell41膜單元建模，對碳纖維加固片材進(jìn)行受力分析和應(yīng)力分析并將試驗(yàn)結(jié)果與ANSYS有限元理論分析結(jié)果對比。發(fā)現(xiàn)有限元計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合度較高，提出加固后砌體抗剪承載力的簡化理論計(jì)算公式，指出這種分析方法是可靠、可行的。

楊丹萍[36]用ABAQUS采用整體式建模方法，對9片無筋砌體墻進(jìn)行模擬，通過與試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行對比，研究加固方式、螺栓錨固等對BFRP加固砌體墻的抗震性能的影響；9組骨架曲線的試驗(yàn)值和模擬值吻合良好。并整合各規(guī)范提出了螺栓與BFRP共同加固后砌體墻的抗剪承載力公式，公式所得結(jié)果與模擬結(jié)果吻合較好。

陳瑩等[37]用ANSYS7.0對GFRP和磚粘結(jié)界面進(jìn)行非線性有限元分析，用Solid65單元對磚進(jìn)行模擬，用Shell41單元對GFRP進(jìn)行模擬，采用接觸單元法對GFRP與磚進(jìn)行連接，研究粘結(jié)長度、粘結(jié)寬度與極限粘結(jié)荷載的關(guān)系。粘結(jié)長度超過有效長度后，極限粘結(jié)荷載增長緩慢；而粘結(jié)寬度增加，極限粘結(jié)荷載明顯提高。數(shù)值模擬得到的結(jié)果與試驗(yàn)現(xiàn)象較吻合。

國內(nèi)外學(xué)者對FRP加固砌體技術(shù)做了一系列理論研究，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)提出了一些經(jīng)驗(yàn)公式，但是還沒有形成一套完整、系統(tǒng)的理論計(jì)算方法。對于有限元數(shù)值分析，大都是對單片加固墻進(jìn)行整體式建模，再利用單片墻的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來調(diào)整墻體模型的本構(gòu)關(guān)系，用調(diào)整后的本構(gòu)關(guān)系建立大型砌體結(jié)構(gòu)的模型，這種方法計(jì)算效率高，但缺乏對實(shí)際砂漿與磚塊、各構(gòu)件之間的相互作用和結(jié)構(gòu)整體性的考慮，與實(shí)際結(jié)果會(huì)有差距。

3 研究展望

FRP加固能有效提高砌體結(jié)構(gòu)的延性和極限承載力，延緩破壞的發(fā)展。FRP加固墻體的平面外性能的研究不夠成熟，地震下砌體結(jié)構(gòu)的傳力機(jī)制非常復(fù)雜，大部分試驗(yàn)僅單獨(dú)考慮墻體平面外受彎，對于彎剪相互作用的認(rèn)知不太深入。FRP加固墻體的破壞均是由于FRP與墻體之間脫粘導(dǎo)致，F(xiàn)RP材料的高抗拉強(qiáng)度等特性沒有充分發(fā)揮，造成了材料性能浪費(fèi)，不符合實(shí)際工程的性價(jià)比最優(yōu)原則；且國內(nèi)外學(xué)者對于界面破壞模式的機(jī)理認(rèn)知有所欠缺，對于FRP加固砌體墻的錨固措施和粘貼形式還有待進(jìn)一步研究。

從目前的研究和應(yīng)用情況來看，F(xiàn)RP加固砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)已取得了很大的進(jìn)展。FRP加固技術(shù)能在不增加砌體結(jié)構(gòu)自重的情況下，有效提高砌體結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪承載能力，提高房屋整體性和抗震性能，但FRP加固也存在長期耐高溫性能差、粘結(jié)性能有待提高、老化現(xiàn)象和表面易破損等不足。

綜上所述，認(rèn)為FRP加固砌體結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)方面有待進(jìn)一步研究：

(1)FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的抗火性能。FRP是纖維布材和樹脂基材的復(fù)合材料，抗火、長期抗高溫性能較差；用于粘結(jié)的環(huán)氧樹脂膠的工作溫度一般在-50℃至+150℃，火災(zāi)中會(huì)很快玻璃化轉(zhuǎn)變、喪失粘結(jié)能力，導(dǎo)致加固失效。如何采取措施來增強(qiáng)FRP加固技術(shù)的抗火性能有待進(jìn)一步研究。

(2)預(yù)應(yīng)力FRP的研究。預(yù)應(yīng)力的方法能充分發(fā)揮纖維材料的高抗拉強(qiáng)度，更經(jīng)濟(jì)、更有效的實(shí)現(xiàn)加固效果，但目前對這方面的研究不完善。

(3)更有效的錨固措施和粘結(jié)形式。試驗(yàn)證明FRP加固后的結(jié)構(gòu)破壞大都是界面剝離，而施加錨固措施能增強(qiáng)界面的粘結(jié)力，且不同粘結(jié)形式的加固效果也有差異，在進(jìn)一步認(rèn)清界面剝離機(jī)理的基礎(chǔ)上，有待探究更優(yōu)的錨固措施和粘貼形式。

從經(jīng)濟(jì)性角度來看，F(xiàn)RP加固砌體往往是因?yàn)镕RP的剝離破壞或砌體墻自身剪切破壞，而非FRP材料的受拉破壞；另外，加固FRP材料需有良好的延伸率才更有效提高加固砌體的抗震耗能能力，GFRP的延伸率大約是CFRP的兩倍，且GFRP的價(jià)格相對CFRP低的多。因此，綜合考慮材料的工作機(jī)理、利用率、延伸率以及造價(jià)等因素，使用GFRP加固砌體結(jié)構(gòu)性價(jià)比更高。