混凝土多孔砖砌体抗剪强度研究

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1、砌体结构基本力学性能与理论分析混凝土多孔砖砌体抗剪强度研究顾祥林1马俊元1陈贡联-李翔1黄辛猗2(1．同济大学建筑工程系，上海200092；2．上海奥伯混凝土制品有限公司，上海200235)摘要：通过对混凝土多孔砖砌体沿通缝截面的抗剪试验研究，发现混凝土多孔砖砌体的抗剪强度主要由两部份组成．即砌块间灰缝的抗剪强度和砂浆在砖孔中所形成“销键”的抗剪强度。分析了销键对混凝土多孔砖砌体抗剪强度的作用及其本身的破坏机理。通过对照试验比较了有加载历史的试件与标准试件的抗剪强度差异。根据混凝土多孔砖砌体的抗剪机理。

2、初步建立了不同孔洞率混凝土多孔砖砌体的抗剪强度的计算公式。计算结果和试验结果的比较表明两者的吻合较好。关键词：混凝土多孔砖；砌体；抗剪强度；销键作用1前言随着可持续发展理念的不断深入，砌体作为一种古老的建筑材料也在寻求新的突破，并向材料推陈出新、变废为宝、轻质高强的目标不断迈进。从混凝土多孔砖的研究开发至今已有10多年历史，它作为砌体家族中的一个新成员具有独特的优势。对于一种新兴墙体材料，对其基本力学性能进行全面系统性的研究是十分必要的。本文采用上海奥伯混凝土制品有限公司生产的CPB24—1型混凝土多孔

3、砖，根据砌体基本力学性能试验方法对混凝土多孔砖砌体的抗剪性能进行初步研究。2试验研究方案已有的试验研究表明。砂浆强度对砌体的抗剪强度影响很大【1】。为了解不同强度的砂浆对砌体抗剪强度所造成的差异．本试验设计制作了6组由相同强度等级(MUl0)的混凝土多孔砖与6种不同强度等级砂浆砌筑而成的试件，每组6个。试件为9块砖组成的双剪试件(图1)，砌筑完成后，立即在其顶部平压一皮砌块。平压时间不少于14d。当试件的砂浆强度达到70％以后，将试件立放，先后对承压面和加载面用1：3的水泥砂浆找平。试件采用砌体沿通缝截

4、面抗剪强度试验方法的加载方式[21，由500kN的千斤顶对其加压．匀速连续加荷。当有一个受剪面被剪坏即认为试件破坏。为了解加载历史对抗剪强度所造成的影响．还从经过轴压长柱(高厚比均为10)试验的残余试件中截取了3组(共11个)抗剪试件，并采用与上述标准试件相同的试验方法进行加载。试验装置如图l所示。3试验结果及分析3．1试验现象及破坏形态试件的破坏总体呈现出脆性特征．破坏前没有明显的预兆。当荷载达到极限值时，试件丧失承载力，沿受剪面突然破坏。经统计．包括标准试件与有加载历史的试件在内的总共47个试件．有

5、21个试件的破坏发生在两个受剪面上．其余试件为单面受剪破坏。受剪面的破坏形态大致可分为四类(见彩色插图30。P彩4)，与盲孔混凝土空心砖的受剪破坏形态相类似【3】。破坏形态I的破坏发生在铺浆面．也就是砂浆层与半盲孔面之间。破坏面较为平整；破坏承压面图1抗剪强度试件及装置示意图125砌体结构理论与新型墙材应用形态II的受剪破坏面发生在坐浆面．即孔面与砂浆层之间。销键发生破坏；破坏形态III是出现最多的破坏模式．由于砂浆层两面的受剪承载力大致相等．因此破压碎的(a)破坏模式1(a／c较大时)(b)破坏模式2

6、(a／c较小时)图2销键的破坏模式竖向分力坏时砂浆层发生断裂，大部分破坏区域发生在坐浆面；破坏形态Iv为块体破坏，均发生在砂浆强度等级较高的试件中，由于块体强度低于砂浆强度，导致砖块的肋部被砂浆形成的销键剪坏。混凝土多孔砖砌体受剪性能与普通砌体的一个不同之处就是它的销键作用．包括砂浆在铺浆面(半盲孔面)微微下挂形成的销键以及砂浆挤入坐浆面形成的销键。前者由于半盲孔分布随机，有些几乎为盲孑L。很难做出准确判断。而后者分布较规律，大量破坏发生在该面，有些销键被剪断。有些则被拔出。销键的破坏模式对混凝土多孔砖

7、砌体的抗剪强度有着至关重要的影响。销键的破坏模式主要有剪切破坏(破坏模式1)和滑移拔出(破坏模式2)两种，这与带肋钢筋拔出时周围混凝土的破坏机理十分类似【钔。如图2所示，当销键的高度口与其在剪切方向长度C的比值较大时，容易发生剪切破坏；当a／c较小时，砂浆发生局部压碎，在端部形成一个楔块，竖向分力使销键从孔洞中拔出。因此在破坏的最终阶段并不是所有的销键都承担抗剪的作用。对试验中销键的破坏模式进行统计。在标准试件中，有358个销键发生剪切破坏(破坏模式1)，占破坏总数的53％；在有加载历史的试件中，有87

8、个销键发生剪切破坏，占破坏总数的48％。3．2抗剪强度抗剪强度试验结果见表1。表1中前6组(共36个)为标准试件，后3组(共11个)为有加载历史的试件，其中^为混凝土多孔砖的抗压强度，五为砂浆的抗压强度，工为试件沿通缝的抗剪强度，工，。为抗剪强度平均值。单个试件沿通缝的抗剪强度，按下式计算(计算结果取值精确至O．01N／mmz)：工=苜N．(1)式中：疋一试件沿通缝的抗剪强度，单位N／mm2；札一试件沿通缝的抗剪破坏荷载，单位N；A一试件一