纤维增强高性能混凝土在近代工业遗产砌体结构加固中的应用

ETQM

Engineering Technology and Quality Management

2995-31702992-9806

Art and Technology

10.61369/ETQM.2026060011

Article

纤维增强高性能混凝土在近代工业遗产砌体结构加固中的应用https://artdesignp.com/journal/ETQM/4/6/10.61369/ETQM.2026060011吕克

2026

2026-06-20

针对砌体结构自重大、延性差及抗震不足等缺陷，本文以上海某近代工业遗产加固项目为背景，研究纤维增强高性能混凝土（FRHPC）薄层抹面加固技术。引入聚丙烯（PP）、聚乙烯醇（PVA）及微细钢纤维（MSF）三类细观纤维，通过单轴受压试验构建基于多项式与有理分式的分段本构模型，并结合塑性损伤（CDP）模型进行有限元验证与应用分析。对比研究表明：MSF-FRHPC强度提升效果最好，PVA与PP-FRHPC延性增强显著；所建模型能精准模拟材料非线性及加固墙体受力特征。相比普通喷射砂浆及无纤维HPC，FRHPC薄层加固使砌体墙体峰值荷载提升28.2%~40.1%，延性系数超过2.0，且施工便捷、不破坏历史风貌。该成果为同类遗产砌体结构的材料选型与工程应用提供了理论依据与技术支撑。纤维增强高性能混凝土,近代工业遗产,砌体结构加固,历史风貌保护,本构模型

[1] 刘桂秋. 砌体结构基本受力性能的研究[D]. 湖南大学,2005.[2]Arisoy, B., Ercan, E., & Demir, A. (2015). Strengthening of brick masonry with PVA fiber reinforced cement stucco. Construction and Building Materials, 79, 255–262.[3] 苏三庆, 丰定国, 王清敏. 用钢筋网水泥砂浆抹面加固砖墙的抗震性能试验研究[J].西安建筑科技大学学报( 自然科学版),1998,(03):26-30.[4] 邓明科, 樊鑫淼, 高晓军, 等.ECC面层加固受损砖砌体墙抗震性能试验研究[J].工程力学,2015,32(04):120-129.[5] 林磊, 叶列平.FRP 加固砖砌体墙的试验研究与分析[J].建筑结构,2005,(03):21-27.DOI:10.19701/j.jzjg.2005.03.006.[6]El‑Khair, K. H., & Sam, A. R. (2025). Numerical simulation to investigate the performance of existing masonry walls strengthened by ultra high‑performance concretelayer. Journal of Umm Al‑Qura University for Engineering and Architecture.[7]Koutas, L. N., Tetta, Z., Bournas, D. A., & Triantafillou, T. C. (2019). Strengthening of Concrete Structures with Textile Reinforced Mortars: State‑of‑the‑Art Review.Journal of Composites for Construction.[8]Melinda, A. P. & Juliafad, E. (2022). Experimental Study of Masonry Wall Strengthened by Polypropylene Fiber Mortar. Int. J. Adv. Sci. Eng. Inf. Technol., 12(3), 1066–1072.[9]Melinda, A. P. & Juliafad, E. (2022). Experimental Study of Masonry Wall Strengthened by Polypropylene Fiber Mortar. Int. J. Adv. Sci. Eng. Inf. Technol., 12(3), 1066–1072.[10]Labaran, Y. H., Atmaca, N., Tan, M. et al. (2024). High‑strength fiber‑reinforced concrete: assessing the impact of polyvinyl alcohol, glass, and polypropylene fibers on structural integrity and cost efficiency. Discover Civil Engineering, 1, 37.[11] 徐世烺, 李贺东. 超高韧性水泥基复合材料研究进展及其工程应用[J].土木工程学报,2008,(06):45-60.[12] 岳清瑞. 我国碳纤维(CFRP) 加固修复技术研究应用现状与展望[J].工业建筑,2000,(10):23-26.[13] 张晓虎, 孟宇, 张炜. 碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势[J].纤维复合材料,2004,(01):50-53+58.[14]Koutas, L. N., Tetta, Z., Bournas, D. A., & Triantafillou, T. C. (2019). Strengthening of Concrete Structures with Textile Reinforced Mortars: State‑of‑the‑Art Review. Journal of Composites for Construction.[15]Li, L., Xing, F., Xu, Z. et al. (2023). Numerical Analysis of Modified PVA Fiber Rubber Concrete in Frame Beams. Buildings, 13(3), 791.[16]GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》[S].北京: 中国建筑工业出版社,2019.[17]陆新征, 叶列平, 滕锦光, 等.FRP- 混凝土界面粘结滑移本构模型[J].建筑结构学报,2005,(04):10-18.[18] 过镇海, 张秀琴, 张达成, 等. 混凝土应力-应变全曲线的试验研究[J].建筑结构学报, 1982(1).[19] 刘绍卿. UHPC加固既有砌体结构受剪性能试验研究[D]. 华北理工大学,2021.