測定房屋砌體強度的原位軸壓法.

1、測定房屋砌體強度的原位軸壓法摘 要：測定房屋砌體強度的原位軸壓法。關(guān)鍵詞：砌體強度結(jié)構(gòu)安全1、已有砌體的強度檢測方法在砌體承重的結(jié)構(gòu)體系中，對舊建筑的加層、改建、加固、可靠度鑒定以及工程 事故分析，都需獲得砌體的真實強度。以往評定已有砌體真實強度，一是通過標(biāo) 準(zhǔn)試驗方法測得一定數(shù)量磚塊的強度，再用回彈儀、筒壓法、砂漿片剪切法等測 得砂漿強度，根據(jù)經(jīng)驗公式求得砌體試驗強度。二是根據(jù)砌體基本力學(xué)性能試 驗方法標(biāo)準(zhǔn)（BGJ 129-90），在墻體上鑿下一規(guī)格砌塊（對于普通磚，試件尺寸的 厚K寬X高 為240mM 370mM 720mm ,而非 普通磚 由砌塊高厚比 3= 3確定），經(jīng) 加工試壓獲得砌

2、體試驗強度。第一種方法測定砂漿強度時，因?qū)ι皾{本身的強度有一定要求（如回彈測試，砂 漿最低強度需在M2.0以上），且要建立強度曲線，較適合評定砂漿強度等級，不 能精確反映砂漿真實強度，因而有一定局限性。而第二種方法，雖能直觀準(zhǔn)確測 得砌塊強度，但因砌塊取樣難度大，且對墻體有破壞作用，可操作性不強。2、原位軸壓儀測定及其方法從20世紀(jì)80年代起，我國一些大專院校和省級建筑科研院所已開始著手利用原 位軸壓儀測定已有砌體強度的原理、方法和裝備的研究，到1995年，西安建筑 科技大學(xué)先后開發(fā)研制了 XY45、XY60和XY70型原位軸壓儀等定型產(chǎn)品，可 直接在墻體上測試出砌體抗壓強度。這是目前現(xiàn)場測試

3、已有砌體強度的唯一儀 器，測試結(jié)果可以全面考慮磚、砂漿的變異和砌筑質(zhì)量對磚砌體抗壓強度的影響， 較能綜合反映材料質(zhì)量和施工質(zhì)量。且作為砌體力學(xué)性能現(xiàn)場檢測的主要手段， 正被編入建設(shè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)砌體力學(xué)性能檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它的工作特點是采用 專用液壓系統(tǒng)對磚砌體力學(xué)性能進(jìn)行現(xiàn)場原位檢測。原位軸壓儀的測定方法是先在墻體上開鑿兩條水平槽孔，安放原位壓力機，其中 上水平槽尺寸應(yīng)為 240mM 250mM 70mm（深X寬X高），下水平槽尺寸為 240mmx 250mmX 140m（深X寬X高）,（下槽的高度視壓力機型號不同而調(diào)整），上下 水平槽孔對齊，兩槽間相隔7皮磚，凈距約430mm，槽間砌體的承壓面修

4、平整， 并在上槽下表面和扁式千斤頂?shù)捻斆?，均勻鋪設(shè)厚10mm濕細(xì)砂墊層，將反力板 置于上槽孔及扁式千斤頂置于下槽孔，并使兩個承壓板上下對齊后，擰緊螺母并 調(diào)整其平行度，試加荷載檢查測試系統(tǒng)是否靈敏以及上下壓板和砌體受壓面接觸 是否均勻密實，待正常后卸荷即開始測試。測試時分級加荷，每級荷載約為預(yù)估 破壞荷載的10% ,加至預(yù)估破壞荷載的80% ,連續(xù)加荷直至槽間砌體破壞（當(dāng)槽 間砌體裂縫急劇擴(kuò)展而壓力表指針明顯回退時，即為槽間砌體的破壞荷載）。將 破壞荷載換算成槽間砌體的抗壓強度和標(biāo)準(zhǔn)砌體抗壓強度，再與設(shè)計值對比，從 而判明現(xiàn)有砌體的真實強度。3、原位軸壓儀測定時的計算步驟槽間砌體破壞荷載Nmi

5、j(kN):根據(jù)槽間砌體破壞時的壓力表讀數(shù)減去壓力表 的初始讀數(shù)，從表1查得Nmij槽間砌體抗壓強度ij(MPa):甘Nmij / Aij(其中Aij為第i個測區(qū)第j個測點的受壓面積。對普通一磚厚墻體，Aij = 240mX 240mm) 。表1壓力表讀數(shù)與Nmij對應(yīng)表表讀數(shù)(MPa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9Nmij(kN) 24.987 49.974 74.961 99.948 124.935 149.922 174.909 199.896 224.883表讀數(shù)(MPa) 10 11 12 13 14 15 16 17 18Nmij(kN) 249.870274.857299.

6、844324.831349.818374.805399.792424.779449.766表讀數(shù)(MPa) 19 20 21 22 23 24 25 26 27Nmij(kN) 474.753499.740524.727549.714574.701599.688624.675649.662674.649表讀數(shù)(MPa) 28 29 30 31 32 33Nmij(kN) 699.636 724.623 749.610 774.597 799.584 824.571槽間砌體抗壓強度換算為標(biāo)準(zhǔn)砌體的抗壓強度fmij(MPa) : fmij = 卅E ij( E ij=1.36 + 0.54 d o

7、ij為原位軸壓法的無量綱的強度換算系數(shù)，其中d oij為測點的墻 體工作壓應(yīng)力，可采用按墻體實際所承受的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算)。在上述計算中，關(guān)鍵是強度換算系數(shù)E ij的計算，亦即測點墻體工作壓 應(yīng)力d oij 的計算。4、d oij的計算4.1 一般構(gòu)造做法的普通標(biāo)準(zhǔn)磚混結(jié)構(gòu)住宅的荷載計算屋面荷載：厚130mm鋼筋混凝土圓孔板上做厚50mm泡沫混凝土保溫層、厚 20mm水泥砂漿找平層、油氈防水層(六層作法)及頂棚抹灰厚20mm的屋面，其 恒載標(biāo)準(zhǔn)值、活載標(biāo)準(zhǔn)值和荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別算得為3.34kN / m2、0.7kN / m2和 4.04kN / m2。樓面荷載：厚130mm鋼筋混凝土圓孔板上做厚3

8、0mm細(xì)石混凝土及頂棚抹灰 厚20mm的樓面，其恒載標(biāo)準(zhǔn)值、活載標(biāo)準(zhǔn)值和荷載值標(biāo)準(zhǔn)分別算得為3.09kN / m2 和 5.09kN / m2。雙面粉刷的厚240mm 磚墻自重為5.24kN / m2。以上數(shù)據(jù)將隨構(gòu)造做法不同而異。4.2測點墻體工作壓應(yīng)力和強度分項系數(shù)計算(1)承重墻：d oij= : 5.24 墻高 + (5.09 N + 4.04)m Xn/2 : / 0.24(其中墻高為測點 以上墻體總高；N為測點以上樓層數(shù)；m、n為承重墻所處房間的開間、進(jìn)深)。 表2某例6層房屋算得的d oij和E ij檢測構(gòu)件所在層數(shù) 一 (N = 5) 二 (N = 4)三 (= 3)四=2)五

9、 (N =1)六(N= 0)d oij(MPa) 承重墻 1.21 0.999 0.787 0.574 0.362 0.149非承重墻 0.36 0.295 0.23 0.164 0.098 0.033E ij 承重墻 2.01 1.9 1.78 1.67 1.55 1.44非 承重墻 1.55 1.52 1.48 1.45 1.42 1.38偏安全考慮：對承重墻E ij= 2 ;對非承重墻E ij= 1.5非承重墻：d oij= 5.24 墻高/ 0.24舉例：房屋開間 進(jìn)深為3.3mx 4.2m ,高6層，層高3.0m ,可得表2結(jié)果。5、砌體強度評定上述求得的標(biāo)準(zhǔn)砌體抗壓強度fmij(即

10、為測點砌體的試驗強度)，根據(jù)砌體結(jié)構(gòu) 設(shè)計規(guī)范(GBJ 3-88)換算為設(shè)計強度，尚需進(jìn)行如下處理。檢測單元測區(qū)的砌體平均抗壓強度(fm) : fm = 1/n工fmi(n為檢測單元測區(qū)總 數(shù))。測區(qū)砌體強度平均值與砌體強度標(biāo)準(zhǔn)值(fk)的關(guān)系：因fk = fm 1.645門和 門 =0.17fm，故 fk = 0.72fm 和 fm = 1.39fk。砌體強度標(biāo)準(zhǔn)值和強度設(shè)計值(fd)的關(guān)系：因有fd = fk / rf和rf = 1.5 ,故fd =0.72fm / 1.5 = 0.48fm 或 fm = 2.08fd 。如某六層住宅，底層、二層墻體采用強度等級MU10磚和M7.5砂漿砌筑

11、，三 至六層采用MU7.5磚和M5.0砂漿砌筑，使用中發(fā)現(xiàn)砌體松散，強度較低，要求 檢測砌體實際強度，為加固修復(fù)提供依據(jù)。查砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GBJ 3-88)2.2.1.1 表：MU7.5 磚，M5.0砂漿，砌 體設(shè)計值1.37 ; MU10 磚，M7.5 砂漿，砌 體設(shè)計值1.79。檢測結(jié)果見表3，表明砌體強度明顯不足，僅為設(shè)計強度的50% 左右，需作加固補強。表3某實例的檢測結(jié)果試件部位 Nmij(kN)(表 1) ij(MPa)(Aij = 0.24衛(wèi)4) Gji表 2) fmij(MPa) fd(MPa) 設(shè)計值 實測設(shè)計強度/設(shè)計值(%)一單元 102 南縱墻 133 2.31 1.55 1.49 0.71 1.79 40301 橫墻 185 3.21 1.78 1.80 0.86 1.37 63二單元 201 橫墻 201 3.49 1.90 1.84 0.88 1.79 49.2401 內(nèi)橫墻 133 2.31 1.67 1.38 0.66 1.37 48三單元 106 橫墻 226 3.92 2.01 1.95 0.93 1.79 51.9601 北縱墻 101 1.75 1.38 1.27 0.61 1.37 44.56、原位軸壓法的缺