【摘 要】
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近年来,各种类型的砌体试件通缝抗剪性能和剪压复合性能已经被广泛研究,并得到大量成果,但对于高温后砌体试件的抗剪性能基础研究少之又少。我国是砌体大国,尤其是在农村,农民自建房屋占相当大的比例,一旦房屋发生火灾,将造成巨大损失。砌体抗剪能力的强弱决定了砌体结构抗震能力的强弱,研究高温后的砌体试件抗剪能力劣化规律可对火灾后砌体房屋进行鉴定评估,助力乡村振兴,提升人民群众的获得感、幸福感、安全感。本文主要
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近年来,各种类型的砌体试件通缝抗剪性能和剪压复合性能已经被广泛研究,并得到大量成果,但对于高温后砌体试件的抗剪性能基础研究少之又少。我国是砌体大国,尤其是在农村,农民自建房屋占相当大的比例,一旦房屋发生火灾,将造成巨大损失。砌体抗剪能力的强弱决定了砌体结构抗震能力的强弱,研究高温后的砌体试件抗剪能力劣化规律可对火灾后砌体房屋进行鉴定评估,助力乡村振兴,提升人民群众的获得感、幸福感、安全感。本文主要研究内容和得到的成果如下:(1)对烧结普通砖和水泥砂浆进行常温及高温后的抗压试验,得出烧结普通砖和水泥砂浆高温后的抗压强度变化规律,为下文研究烧结普通砖砌体通缝抗剪性能和剪压复合性能试验提供数据支持。研究发现,高温500℃后烧结普通砖的抗压强度略微下降,砂浆抗压强度下降40%-50%,将高温后不同砂浆剩余抗压强度相对值和对应温度进行公式拟合,得到以温度为自变量的水泥砂浆抗压强度相对值公式,在已知常温下水泥砂浆抗压强度时,可以根据此公式计算不同高温后的水泥砂浆抗压强度值。(2)制作了36个九砖砌体试件,进行高温后通缝抗剪试验,测量了高温后砌体试件温度场,不同温度后砌体试件的剪切荷载-位移曲线,分析了砌体试件抗剪强度。研究发现,随着温度的升高,不同砂浆砌筑的砌体试件抗剪强度均降低;相比于常温下烧结砖砌体抗剪强度,温度越高,抗剪强度下降越大;试件破坏均为脆性破坏,无明显破坏征兆,变形很小,一般不超过2mm;在相同温度下,随着砂浆强度的增大,砌体抗剪强度增大,峰值位移略微增大;在相同砂浆下,随着温度的上升,砌体抗剪强度减小,峰值位移略微增大;对高温后的砌体剩余抗剪强度进行拟合,分析得出砌体抗剪强度由砂浆强度和砂浆与烧结砖粘结强度组成,并提出砂浆与烧结砖粘结强度衰减系数Q2,建立不同高温环境后砌体抗剪强度计算公式,计算值与试验值较为吻合。(3)制作了85个三砖砌体试件,对砌体试件分别进行了不同温度后0.1、0.2、0.3、0.4、0.5轴压比下的剪压复合受力试验,研究了不同高温后不同轴压比下的砌体试件抗剪能力减小程度,对砌体试件抗剪能力进行定性分析,找出不同温度后砌体剪切剪摩段,剪压段。研究发现,在以常温抗压强度作为轴压比取值基准下,200℃以内,0.3的轴压比时砌体试件出现剪压破坏,400℃以上,0.2的轴压比时砌体试件出现剪压破坏,高温使砌体剪压段提前。随着试件轴压比增大,不同温度后试件的抗剪强度也增大,相同温度的试件抗剪强度增长速率逐渐变慢,说明随着轴压比的增大,抗剪强度的增加值减小。200℃前,随着轴压的增加,砌体抗剪强度主要由轴压和砌筑砂浆粘结力提供,400℃后,随着轴压的增加,砌体抗剪强度主要由轴压来提供。相同温度下,试件随着轴压比增加,砌体的抗剪延性不断增大;相同轴压比下,砌体试件随着温度的增加,抗剪延性有所降低。根据变摩擦系数的剪摩理论,以烧结普通砖砌体通缝抗剪强度为对比参数,求出烧结普通砖剪压复合受力抗剪强度公式的μ值,提出高温后剪压复合受力的抗剪强度计算公式,和试验值较为吻合。(4)结合高温后砌体试件外观变化,根据试验结果和Abaqus有限元模拟软件及原《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252-2009)的规定,提出一种基于砌体墙受火时间和中心温度场的损伤评估建议。
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