外包石梁与钢筋网砂浆面层加固石板抗弯承载力研究

发布时间：2020-10-22 07:55

　　 石材作为人类最早开始使用的建筑材料之一,以其强度大,耐久性好的特性在建筑领域得到广泛应用。我国拥有悠久的石结构建造史,在闽东南沿海地区广泛分布,形成了独特的民居文化,时至今日依然发挥着重要作用。由于石材属于脆性材料,抗拉能力远小于抗压能力,作为梁板等主要的受弯构件,实际上是存在较大的安全隐患的。因此,对石结构的加固研究就显得尤为重要。为保证本文试验所模拟过程尽可能符合实际受弯石构件的受力情况,所用的石材均为从闽东南地区民居拆除下来的花岗岩粗石料,进行必要清理后加固工程由专业加固施工人员负责。结合国内外研究现状,本文作出相关研究:(1)采用钢筋网砂浆面层加固法加固石板,研究其加固效果,并推导出实用的抗弯承载力计算公式。对5个石板进行加固,1个石板不做加固,作为对照。探究不同加固位置、砂浆、配筋率等因素对石板试件抗弯能力加固效果的影响。试验结果表明:石板试件开裂前基本符合平截面假定;本加固法能有效提高石板试件正截面抗弯承载能力,提高幅度很大程度受配筋率影响;聚合物砂浆与高配筋率有利提高石板试件延性;植筋挂钩并未对石板产生严重的应力集中,对试件抗弯能力几无不利影响;开裂前板底加固钢筋处于低应力水平,构件所受拉力基本由石材承担,开裂后则由钢筋承担。结合试验成果,提出合理假定,并由此推导出符合试验结果并适用于工程实际的抗弯承载力计算公式。(2)采用ABAQUS有限元软件模拟加固石板与砂浆层交界面的滑移情况。模拟结果表明:试件跨中受拉钢筋的屈服是导致界面滑移值激增的主因;试件开裂后的界面滑移并不是均匀增加的,最大滑移值均出现在加载点附近的纯弯段区域,最小滑移值则出现在试件端部;围套加固法可以有效减少滑移破坏值。(3)采用外包钢加固法加固石梁,研究其加固效果,并推导出实用的抗弯承载力计算公式。对3个石梁进行加固,1个石梁不做加固,作为对照试件。探究不同的钢材布置位置、配钢率等因素对石梁试件抗弯能力加固效果的影响。试验结果表明:石梁试件开裂前基本符合平截面假定;本加固法能有效提高石梁试件正截面抗弯承载力,提高幅度很大程度上受其配钢率的影响;高配钢率有利于提高石梁试件延性;开裂前梁底加固钢材处于低应力水平,构件所受拉力基本由石材承担,开裂后则主要由钢材承担。结合试验成果,提出合理假定,并由此推导出符合试验结果并适用于工程实际的石梁抗弯承载力计算公式。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU363
【部分图文】：

?福州大学硕士学位论文???建省建筑科学研究院所生产的ＴＷ－ＰＭ聚合物水泥砂浆，人工搅拌，砂浆稠度??控制在７０ｍｍ—９０ｍｍ，配制完成后两小时内用完，涂抹时边压实边抹光。本试??验所涉及砂浆材料性质试验根据《建筑砂浆基本性能试验方法（ＪＧＪ７０－２００９）》??所述相关要求进行试验，试验所使用的Ｍ１５砂浆及商品聚合物砂浆，每种各制??作３个标准试块，试验结果取其平均值作为其材料性质。砂浆现场试验装置如??图２－３所示，砂浆实测力性能指标见表２－２所示。??

?福州大学硕士学位论文???建省建筑科学研究院所生产的ＴＷ－ＰＭ聚合物水泥砂浆，人工搅拌，砂浆稠度??控制在７０ｍｍ—９０ｍｍ，配制完成后两小时内用完，涂抹时边压实边抹光。本试??验所涉及砂浆材料性质试验根据《建筑砂浆基本性能试验方法（ＪＧＪ７０－２００９）》??所述相关要求进行试验，试验所使用的Ｍ１５砂浆及商品聚合物砂浆，每种各制??作３个标准试块，试验结果取其平均值作为其材料性质。砂浆现场试验装置如??图２－３所示，砂浆实测力性能指标见表２－２所示。??

使用电钻机在植筋位置钻出直径为８ｍｍ—１０ｍｍ，深度为４５ｍｍ的植筋孔，使??用高压空气压缩机对钻孔进行清孔。??（３）按上述墨线位置将纵向受力钢筋与箱筋放置到位，以扎丝绑扎牢固，??点焊焊接；植筋就位，无机植筋胶封孔，植筋头与纵向钢筋接触处点焊焊接。??（４）在石板底部、侧面以及板底加固钢筋网的相应位置布置应变片，以环??氧树脂胶包裹保护，预留出接线接头。??（４）按照相应配合比要求配置水泥砂浆，普通砂浆机械搅拌，聚合物砂浆??人工搅拌。??（５）砂浆涂抹到石板试件板底前，试件应充分湿润，抹灰步骤：（ａ）将??砂浆注满加固钢筋网网格；（ｂ）使用抹刀将溢出砂浆清除，初步找平；（ｃ）??表面抹灰，进一步找平。砂浆层总厚度为３５ｍｍ—４０ｍｍ。抹灰过程注意保护所??布置应变片。??（６）构件加固砂浆面层施工完毕后，及时进行保湿养护，每天浇水２到３??次，七天后自然养护，砂浆试块同等条件下养护。??试件砂浆面层施工过程如图２－４至图２－７所示。??
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本文编号：2851322