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1、混凝土多排孔砖砌体抗压试验及数值模拟第21卷第1期广西工学院2010年3月JOURNAL0FGUANGXIUNIVERSITYOFTECHN0【IGYVl01.21No.1Mar.2O10文章编号1004.6410(2010)01.0053.04混凝土多排孑L砖砌体抗压试验及数值模拟黄榜彪,胡尚,韦军b,景嘉骅,杜云丹,罗文a(a.广西工学院土木建筑工程系;b.信息与计算科学系,广西柳州545006)摘要:柳铁公司生产的混凝土多排孔砖作为一种新型建筑材料,市场前景好,研究通过抗压试验检测混凝土多排孔砖砌体的弹性模量,并用数值方法进
2、行模拟,得到理想结构,为技术规程的修改和编制提供依据.关键词:混凝土多排孔砖;抗压试验;弹性模量;数值模拟中图分类号:1rIJ502+.6文献标志码:A为保护环境,节约耕地和节能减排,全国各地已陆续禁止在建筑工程中继续使用粘土砖.为实现这一转变,研究了由课题组研发并由中铁25局柳州铁路建材厂注册的"铁建"牌半盲孔砼多排孔砖,该专利产品国内少有,极具特色,具有不占耕地,免烧结,孔洞率大,且生产与砌筑工艺简单,保温性能较好等优点,是粘土砖的理想替代品.根据实际工程得出,砌体参数对设计结果影响很大,如弹性模量,泊松比等,其中,弹性模量从
3、多方面影响砌体结构的设计结果【¨.通过研究混凝土多排孔砖砌体轴压试验,分析其弹性模量,并用数值模拟分析,校核试验结果,为GB45/r318—2005(混凝土多排孔砖建筑技术规程》从"推荐性标准"提升为正式的"地方标准"提供一定的试验数据和理论依据.1试件制备及试验方法1.1试验材料柳铁公司生产的混凝土多排孔砖,规格为240ITI1TI×190l'lLrn×115mm,设计强度为MUIO,空心率为34%,容重为1520kg/m3,孔型为中间2排方孔,旁边为圆孔【2].砌筑所用砂浆采用普通砂浆,砂浆设计强度为MIO.砂子选用中粗河沙,
4、水泥选用普通硅酸盐水泥.由于为半盲孔砖体反砌,对砂浆的和易性没有特别要求.1.2试件混凝土多排孔砖的几何参数及砌筑方法符合GBJ129—90《砌体基本力学性能试验方法标准》[]的有关要求,按高厚比等于3,取26皮砖砌筑,灰缝厚10rnlTl,顶部采用厚10lnlTl的1:3水泥砂浆找平,并用水平尺检查其平整度,试件尺寸为190rnm~740mm×3240ram.试件在室内常温洒水养护28d.试件数目为9个.1.3试验方法试验在2000kN的压力机上进行,用百分表测试试件的纵向变形.采用分级加载方式,每级荷载取预估破坏荷载值的10%
5、,并且在1～1.5min内均匀加完,恒载1～2min后施加下一级荷载.施加荷载时,不得冲击试件.加荷至预估破坏荷载值的80%后,应按原定加荷速度连续加荷,直至试件破坏.当试件裂缝急剧扩展和增多.试验机的测力计指针明显回退时,应定为该试件丧失承载能力而达到破坏状态.其最大荷载读数应为该试件的破坏荷载值.收稿日期:2010一O1一l8基金项目:广西区科学技术厅项目(桂科产0574011);广西区科学技术厅项目(桂科攻0331007);广西区科学技术厅项目(桂科攻0697006)资助.作者简介:黄榜彪,研究方向:建筑材料,砌体结构,E—
6、mai1:75235976(~QQ.o0rI1.广西工学院第21卷试验过程中,观察和捕捉第一条受力的发丝裂缝,并应记录初裂荷载值.观察变形值突然增大时出现的裂缝.荷载逐级增加时,应观察和描述裂缝发展情况.试件破坏后,立即绘制裂缝图和记录破坏特征.2试验结果及数值分析2.1试验测试结果由于篇幅有限,取9个试件试验的平均值,并计算出各级荷载下的弹性模量且列入表1.2.2破坏过程分析表1砌体抗苎竺墨混凝土砌块砌体受压试验过程中,从加载到破坏,有4个显着的特征阶段L4J:(1)第1阶段:砌体在此阶段都是弹性变化的,此阶段应力一应变关系为线
7、性比例关系,砌体为线弹性体;(2)第2阶段:初裂时,9个试件砌体长边面上首先出现第1条肉眼可见的发丝裂缝,它们出现的位置和时间均不相同.其中,I型试件砌体的初裂位置一般发生在上皮竖向灰缝处,可见竖向灰缝为砌体的薄弱位置;II型试件初裂位置一般发生在上皮一块块体上,随后贯通块体.由于是空心砌块砌体,初裂发生的时间比较早,I型,11型初裂系数分别为0.52和0.50,相差不大,考虑试验的各影响因素,可以认为砌体的开裂系数为0.51.由此可以推断:同样材料砌体的初裂时间随着填芯率的增大和填芯混凝土强度等级的提高愈发渐晚;(3)第3阶段:
8、随着荷载的逐级增加,第1条裂缝不断延伸和扩展,同时出现第2条裂缝,裂缝沿块体边孔洞角部肋厚减小处;(4)第4阶段,荷载加至接近破坏荷载时,裂缝发展为主裂缝,同时出现新的裂缝,短边面上出现裂缝,最终主裂缝和新裂缝明显变宽,砌体破坏.2.3弹性模量E的
