既有無筋砌體抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)研究★

趙春香 牛廣林 王蕾蕾

0 引言

雖然粘土制磚大量毀壞農(nóng)田，破壞生態(tài)環(huán)境，我國(guó)已明文禁止并限制其使用，但由于受我國(guó)經(jīng)濟(jì)條件的制約，全國(guó)各地仍存在大量的既有無筋磚砌體結(jié)構(gòu)(已建成的且仍在使用的建筑結(jié)構(gòu))，尤其是一些歷史保護(hù)性建筑等歷史文化遺產(chǎn)的建筑結(jié)構(gòu)多為無筋磚砌體結(jié)構(gòu)，而且對(duì)各種既有砌體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)鑒定與加固改造仍是當(dāng)前世界范圍內(nèi)研究熱點(diǎn)之一[1-7]。

由于磚砌體本身抗剪強(qiáng)度差，抗剪強(qiáng)度不足則成為引起磚砌體結(jié)構(gòu)房屋破壞的主要因素，因此，研究既有無筋砌體抗剪破壞形態(tài)及抗剪強(qiáng)度，對(duì)防災(zāi)減震和延長(zhǎng)保護(hù)建筑文物等無筋磚砌體結(jié)構(gòu)服役壽命而進(jìn)行的分析、計(jì)算、檢測(cè)、維修、加固等具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義和工程意義。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試件設(shè)計(jì)

以標(biāo)準(zhǔn)尺寸為240mm×115mm×53mm的距今大約40年～50年的舊的普通粘土磚和等比例的石灰與砂子配制而成的混合砂漿為試驗(yàn)材料，制作 4組 11個(gè)雙剪模型標(biāo)準(zhǔn)試件。

1.2 加載和測(cè)試裝置

如圖 1所示的 11個(gè)雙剪模型試件和如圖 2所示的加載和測(cè)試裝置示意圖進(jìn)行三磚抗剪試驗(yàn)，試件參數(shù)如表 1所示。

表1 試件參數(shù)

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

由雙剪模型進(jìn)行的三磚抗剪試驗(yàn)測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果繪制了如圖 3所示的剪應(yīng)力與正應(yīng)力(法向壓應(yīng)力)的散點(diǎn)圖及剪應(yīng)力隨正應(yīng)力呈線性變化的變化規(guī)律，給出了剪應(yīng)力和正應(yīng)力二者之間的相關(guān)公式。

從圖3可知，當(dāng)法向壓應(yīng)力(正應(yīng)力)σ較小時(shí)，引起剪摩破壞，隨正應(yīng)力 σ增大抗剪強(qiáng)度τ直線上升;當(dāng)正應(yīng)力 σ較大時(shí)，引起剪壓破壞，隨正應(yīng)力 σ增大抗剪強(qiáng)度 τ增加較慢;當(dāng)正應(yīng)力 σ更大時(shí)，引起斜壓破壞，抗剪強(qiáng)度τ隨之增大而下降。

3 結(jié)語

既有無筋砌體在不同法向壓應(yīng)力下的三磚抗剪對(duì)比試驗(yàn)表明:法向壓應(yīng)力是影響砌體抗剪破壞形態(tài)及抗剪強(qiáng)度的重要因素，適當(dāng)?shù)姆ㄏ驂簯?yīng)力可減緩剪應(yīng)力的增長(zhǎng)速度。

該試驗(yàn)分析結(jié)果可為防災(zāi)減震和保護(hù)歷史文化遺產(chǎn)、延長(zhǎng)既有磚砌體服役壽命而進(jìn)行的分析、計(jì)算、檢測(cè)、維修、加固等提供參考。

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