嵌缝砂浆旧砖砌体的抗剪性能试验及有限元分析

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我国西部地区是强震活跃期区域,处于该区域的广大村镇砌体结构房屋大多缺乏合理的结构计算和抗震构造措施,在强震下该区域的房屋破坏极其严重。国内外大量专家、学者多次深入灾区对灾后建筑物进行检测评估,提出了嵌筋加固技术。现有文献对嵌筋加固技术已有大量的研究但仍有诸多不足之处,嵌筋加固是针对老旧砌体结构,而现有文献的研究大多使用的试验砖为新砖,对于旧砖的力学性能、含水率及嵌缝砂浆对旧砖砌体抗剪性能的影响现有文献均未深入考虑,针对以上研究的不足本文通过试验对此进行了深入的探讨,研究的主要内容与结论如下:(1)通过对50年旧砖含水率的试验,得出了含水率与时间变化的规律曲线,并提出了旧砖含水率与时间关系的公式,验证了公式的合理性,并得出旧砖最佳含水率为11.49%。(2)通过不同含水率的旧砖对砖砌体的抗剪强度的影响,分析了试验抗剪破坏特征与抗剪强度,给出旧砖砌体的抗剪强度随旧砖含水率的变化规律,建立了旧砖含水率与砌体抗剪强度之间计算公式,并验证了公式的合理性,得出旧砖在最佳含水率时砌体的抗剪强度最大。(3)本文对35个沿竖向灰缝开槽并后嵌不同强度砂浆的普通烧结砖砌体进行了沿通缝抗剪试验,分析了嵌缝砂浆砖砌体的抗剪破坏特征和抗剪强度,根据不同的理论结合试验数据和结果分析建立了两种嵌缝砂浆砌体的抗剪强度计算公式。公式的计算值与试验结果吻合较好。试验研究表明随着嵌缝砂浆强度的提高,砌体抗剪强度也随之提高,因此嵌缝砂浆能有效的提高砖砌体的抗剪强度。(4)利用ANSYS软件对嵌缝砂浆砖砌体的抗剪性能进行非线性有限元分析,将模拟结果与试验结果进行对比分析,在抗剪强度计算结果、裂缝开展过程以及裂缝分布情况等方面均有较好的一致性。
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