【摘 要】
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历史风貌建筑具有重要的历史文化价值,因此对历史风貌建筑的砌体结构加固不仅要坚持最小干预原则以达到尽可能地保存或恢复原状的目的,同时还需要保证能够提高结构的安全性使其满足要求。而目前常见的加固技术难以同时保证这两方面的要求,往往对既有建筑扰动过大,因此本文提出了置换砂浆加固砌体结构的方法,即在尽量减少对立面改变的情况下,通过把砌体结构中的特定部分低强度砂浆用高性能砂浆置换,形成新旧两种砂浆组成的砌体
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历史风貌建筑具有重要的历史文化价值,因此对历史风貌建筑的砌体结构加固不仅要坚持最小干预原则以达到尽可能地保存或恢复原状的目的,同时还需要保证能够提高结构的安全性使其满足要求。而目前常见的加固技术难以同时保证这两方面的要求,往往对既有建筑扰动过大,因此本文提出了置换砂浆加固砌体结构的方法,即在尽量减少对立面改变的情况下,通过把砌体结构中的特定部分低强度砂浆用高性能砂浆置换,形成新旧两种砂浆组成的砌体结构,达到加固砌体结构的目的。本文通过对角加载剪切试验,探究置换砂浆法加固砌体结构在剪压作用下的抗剪性能。试验一共考虑了置换砂浆前后、是否置换竖缝砂浆、置换砂浆强度、置换深度、置换形式、砌筑方式、墙体厚度、灰缝厚度、剪压比等九个因素,设计了 18个试件。试验结果表明,置换砂浆可以有效地提高砌体结构抗剪性能。其中,在墙厚为225mm时,双面X形置换40mm水泥砂浆的试件对角剪切强度提高的效果较好,比未置换砂浆的试件提高了 127.31%。竖缝砂浆对置换砂浆加固砌体结构抗剪性能影响十分明显,置换竖缝砂浆比不置换竖缝砂浆的试件对角剪切强度提高了 97.06%。根据不同砌筑方式的试验表明,砌筑方式的不同抗剪强度不同,顺砖多或竖缝多均有利于抗剪强度的提高,按抗剪强度大小可以排列为:三顺一丁>全丁>一顺一丁>梅花丁。对于不同厚度的墙体,主要看置换面积率和墙体厚度,置换面积率越高且墙体厚度越厚,抗剪强度提高幅度也越大,根据试验结果一二墙试件抗剪强度最高,三七墙次之,二四墙最小。墙体灰缝厚度不同抗剪强度不同,厚度为10mm时对抗剪强度提高的效果最好。不同剪压比下的试件所分配的剪力比重不同,呈现出的破坏模式也不同。实际工程中应充分考虑以上因素的影响。不同因素的试件在对角剪切试验下的破坏过程具有一定的相似性,大部分试件的第一道裂缝均出现在试件的中部,随着荷载不断增大,裂缝开始不断发展,最后在试件内部形成贯通裂缝。通过对试验破坏过程的描述,分析了各个因素对置换砂浆法加固砌体结构抗剪性能的影响。通过归纳总结了现有砌体结构剪压复合作用下破坏准则以及抗剪强度计算方法,发现砌体结构设计规范中关于砌体在剪压复合作用下的抗剪强度平均值公式同样适用于低强度黏土混合砂浆砌筑的试件,且计算值偏于安全,比试验值8.4%。因此针对低强度黏土混合砂浆砌筑的试件提出采用砌体结构设计规范平均值公式进行计算,而对于置换砂浆加固后的试件,提出了先分别按单独黏土混合砂浆和置换水泥砂浆计算砌体抗剪强度,然后按照比例叠加的计算方法。对置换砂浆前后的试件进行了 ANSYS有限元分析,发现置换砂浆后,试件置换区的性能得到明显的改变,强度和刚度均得到一定的提高,此时试件的未置换的砂浆和砖块应力状态发生改变,置换区的应力明显大于未置换区的应力,所以试件的传力路径发生明显改变,与置换砂浆前后的试验现象完全吻合。有限元分析进一步为置换砂浆加固砌体结构提供了理论依据。
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