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建筑结构现场检测时砌体强度是怎样测定的
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-13 10:53:59

    在砌体承重的结构体系中,对旧建筑的加层、改建、加固、可靠度鉴定以及工程事故分析,都需获得砌体的真实强度。

 
01 抽样检测法
       主要包括切割法与取芯法,切割法切割的试件宠大,搬运过程中扰动大,造成试验结果的离散性大,耗费大量的人力、财力,只限于庞大砌体工程质量事故处理及对其它方法的校准。取芯法是对芯样作抗压和抗剪试验,对砌体扰动也很大,其试验结果不太一致。
 
02 原位检测法
       主要包括扁顶法、原位轴压法和原位剪切法。扁顶法是采用扁式液压测力器装入开挖的砌体灰缝中进行砌体强度的原位检测方法,它较好地克服了取样法的不足,但设备复杂,允许的极限应变较小,测定砌体的极限强度受到限制。
       原位轴压法是对扁顶法的改进,测定砌体的极限抗压强度,推算其标准抗压强度,缺点是设备较沉重,使用不便,原位剪切法是在墙体上直接测试砌体通缝的抗剪强度,由于对测试部位有限制,使其应用有一定的局限性。
 
03 动测综合法
       动测综合法是振动反演理论在工程上的应用。在脉动、起振机共振、自由释放或冲击等激振方式的作用下,通过测量砌体结构的频率和振型等参数,根据系统识别理论得到层间刚度,推算出各层砌体轴心抗压强度,不仅能得到砌体的强度,鉴定房屋的质量,便于对房屋进行安全性评定,随着检测仪器技术的改进,算法的优选,结果的精度不断提高,很有发展前途。
 
04 微观结构法
       声、波、射线等在材料中传播时,会因材料的微观结构的判别而不同,由此可推断出材料的强度。在砌体房屋检测的方法有应力波法和超声波法。应力波法测低强和高强砂浆砌体时,精度不高,超声波法由于影响因素较多,测试结果不理想,有待进一步提高。
       从20世纪80年代起,我国一些大专院校和省级建筑科研院所已开始着手利用原位轴压仪测定已有砌体强度的原理、方法和装备的研究,到1995年,西安建筑科技大学先后开发研制了XY45、XY60和XY70型原位轴压仪等定型产品,可直接在墙体上测试出砌体抗压强度。
       测试结果可以全面考虑砖、砂浆的变异和砌筑质量对砖砌体抗压强度的影响,较能综合反映材料质量和施工质量。且作为砌体力学性能现场检测的主要手段,正被编入建设部部颁标准《砌体力学性能检测技术标准》。它的工作特点是采用专用液压系统对砖砌体力学性能进行现场原位检测。
 
今天,小编就着重介绍一下,如何用原位检测法检测建筑结构现场砌体强度
原位轴压仪测定及其方法
       原位轴压仪的测定方法是先在墙体上开凿两条水平槽孔,安放原位压力机,其中上水平槽尺寸应为240mm×250mm×70mm(深×宽×高),下水平槽尺寸为240mm×250mm×140m(深×宽×高),(下槽的高度视压力机型号不同而调整),上下水平槽孔对齐,两槽间相隔7皮砖,净距约430mm,槽间砌体的承压面修平整,并在上槽下表面和扁式千斤顶的顶面,均匀铺设厚10mm湿细砂垫层,将反力板置于上槽孔及扁式千斤顶置于下槽孔,并使两个承压板上下对齐后。
       拧紧螺母并调整其平行度,试加荷载检查测试系统是否灵敏以及上下压板和砌体受压面接触是否均匀密实,待正常后卸荷即开始测试。测试时分级加荷,每级荷载约为预估破坏荷载的10%,加至预估破坏荷载的80%,连续加荷直至槽间砌体破坏(当槽间砌体裂缝急剧扩展而压力表指针明显回退时,即为槽间砌体的破坏荷载)。
       将破坏荷载换算成槽间砌体的抗压强度和标准砌体抗压强度,再与设计值对比,从而判明现有砌体的真实强度。

原位轴压仪测定时的计算步骤
1)槽间砌体破坏荷载Nmij(kN):根据槽间砌体破坏时的压力表读数减去压力表的初始读数,从表1查得Nmij。
2)槽间砌体抗压强度σμij(MPa):σμij=Nmij/Aij(其中Aij为第i个测区第j个测点的受压面积。对普通一砖厚墙体,Aij=240mm×240mm)。
压力表读数与Nmij对应表
 
3)槽间砌体抗压强度换算为标准砌体的抗压强度fmij(MPa):fmij=σμij/ξij(ξij=1.36+0.54σoij为原位轴压法的无量纲的强度换算系数,其中σoij为测点的墙体工作压应力,可采用按墙体实际所承受的荷载标准值计算)。
 
σoij的计算
1 一般构造做法的普通标准砖混结构住宅的荷载计算
1)屋面荷载:厚130mm钢筋混凝土圆孔板上做厚50mm泡沫混凝土保温层、厚20mm水泥砂浆找平层、油毡防水层(六层作法)及顶棚抹灰厚20mm的屋面,其恒载标准值、活载标准值和荷载标准值分别算得为3.34kN/m2、0.7kN/m2和4.04kN/m2。
2)楼面荷载:厚130mm钢筋混凝土圆孔板上做厚30mm细石混凝土及顶棚抹灰厚20mm的楼面,其恒载标准值、活载标准值和荷载值标准分别算得为3.09kN/m2和5.09kN/m2。
3)双面粉刷的厚240mm砖墙自重为5.24kN/m2。
 
以上数据将随构造做法不同而异。 
 
2 测点墙体工作压应力和强度分项系数计算
1)承重墙:σoij=[5.24×墙高+(5.09×N+4.04)m×n/2]/0.24(其中墙高为测点以上墙体总高;N为测点以上楼层数;m、n为承重墙所处房间的开间、进深)。
 
某例6层房屋算得的σoij和ξij
 
检测构件所在层数 
一 (N=5) 二(N=4) 三(N=3) 四(N =2) 五(N=1) 六(N=0)
σoij
(MPa) 承重墙 1.21 0.999 0.787 0.574 0.362 0.149
非承重墙 0.36 0.295 0.23 0.164 0.098 0.033
ξij 
承重墙 2.01 1.9 1.78 1.67 1.55 1.44非承重墙 1.55 1.52 1.48 1.45 1.42 1.38
 
偏安全考虑:对承重墙ξij=2;对非承重墙ξij=1.5
2)非承重墙:σoij=[5.24×墙高]/0.24
 
举例:房屋开间×进深为3.3m×4.2m,高6层,层高3.0m,可得上述结果。
 
砌体强度评定
 
上述求得的标准砌体抗压强度fmij(即为测点砌体的试验强度),根据《砌体结构设计规范(GBJ 3-88)》换算为设计强度,尚需进行如下处理。
 
1)检测单元测区的砌体平均抗压强度(fm):fm=1/nΣfmi(n为检测单元测区总数)。
2)测区砌体强度平均值与砌体强度标准值(fk)的关系:因fk=fm-1.645σf和σf=0.17fm,故fk=0.72fm和fm=1.39fk。
3)砌体强度标准值和强度设计值(fd)的关系:因有fd=fk/rf和rf=1.5,故fd=0.72fm/1.5=0.48fm或fm=2.08fd。
4)如某六层住宅,底层、二层墙体采用强度等级MU10砖和M7.5砂浆砌筑,三至六层采用MU7.5砖和M5.0砂浆砌筑,使用中发现砌体松散,强度较低,要求检测砌体实际强度,为加固修复提供依据。查《砌体结构设计规范(GBJ 3-88)》2.2.1.1表:MU7.5砖,M5.0砂浆,砌体设计值1.37;MU10砖,M7.5砂浆,砌体设计值1.79。
 
检测结果,表明砌体强度明显不足,仅为设计强度的50%左右,需作加固补强。
 
原位轴压法的缺点
       虽原位轴压法具有一定的优越性,但采用手动加荷,加荷速度和加荷量不易控制,会造成砌体受力不均和偏心受力;而且压力表读数量程偏大,实测荷载值精度不高;周边砌体对槽间砌体的横向约束作用靠强度分项系数修正,误差较大;特别是计算过程繁杂等,存在明显不足,尚有进一步改进空间。
 
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