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砌筑砂浆抗剪强度的原位拔出法研究

魏振超  
【摘要】:砌体是由砖块与砂浆共同砌筑而成,砂浆抗压强度的确定之所以在砌体结构房屋检测鉴定与加固以及房屋改造中起着重要作用,主要是因为砌筑砂浆的强度对砌体的整体承载能力有着直接影响。本文综合研究各国砌体结构常用设计原理,分析现有砌体强度检测方法的利弊,考虑工程需要,结合已有的强度检测理论,通过改进现有的一些检测方法,提出了一种现场检测砂浆抗剪强度的新型方法,即原位拔出法。该方法主要针对低强度砂浆的抗剪强度检测,并且总结了该方法的特点以及适用条件。针对该方法提出相应的试验步骤和砂浆抗剪强度换算公式。根据实验要求,设计并制作出一套原位拔出装置,该装置能直观检测出砂浆抗剪强度。通过ANSYS模拟装置支座部分在试验荷载下的受力分析,模拟试验过程中装置支座的应力变化,防止因超荷载导致装置破坏。 本文提出的原位拔出法结合了原位双剪法与推出法,采用了原位双剪法中掏灰缝释放测点所受附加压应力的理论。为确定被掏空灰缝的长度与附加压应力之间的具体关系,需用软件ANSYS对砌体建模分析,本文对砌体建模采用的是分离式建模方式,根据砖与砂浆的材料属性分别采用两种不同的单元模拟分析,并根据各材料的不同属性定义分别定义砖和砂浆的本构关系曲线和破坏准则。论文分析是以ANSYS建立的分离式砌体模型为基础,利用生死单元模拟被掏空的灰缝,对掏空不同长度灰缝后的砌体模型进行有限元分析,并把得到的应力结果与试验进行对比。结合工程实际误差,最终得出不同强度范围内的砂浆应需清空的灰缝长度。 本文为了更方便的满足工程需要,最后对现有的拔出装置进行优化设计,主要针对装置支座形状、截面面积以及千斤顶三部分进行优化,目的就是在保证装置在许用应力工作下,尽可能减轻装置总体自重。最后针对灰缝难处理的问题,重新提出一种新的方案,就是在楼梯间窗洞下面第四皮砖处选择试件并通过软件分析竖向应力,给出相应的修正系数计算砂浆抗剪能力。


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