CN105424507B - 砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于砌体结构工程检测技术领域，涉及砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的现场检测方法。砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，该方法包括原位拔出法或原位推出法,在被测丁砖两侧钻取圆孔,通过被测丁砖从墙体中被拔出或推出时所施加的破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值。本发明的砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，作为砂浆强度现场检测的新方法，不仅克服了现存非破损检测方法结果可靠性差以及破损方法现场操作难度大的缺点，同时检测结果能够综合反映材料质量和施工质量，具有直观性强，检测强度范围大等优点；所使用的装置携带轻便，操作简单，检测效率高。

Description

砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法
技术领域
本发明属于砌体结构工程检测技术领域，涉及砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的现场检测方法。
背景技术
目前，我国现存大量砌体结构，由于年代久远、使用不当等原因，大部分已存在不同程度的安全隐患，需进行检测鉴定。砂浆作为砌体结构主要材料之一，其强度一定程度上决定了砌体结构的抗震能力，同时也影响结构的竖向承压能力。所以，如何通过可靠的检测方法确定砂浆的强度，对砌体结构工程检测和既有建筑的可靠性与抗震性能的评估显得尤为重要。
现有的砂浆强度检测的方法主要有非破损和局部破损两类。非破损的检测方法(回弹或贯入法)主要是通过砂浆表面硬度推定其材料强度，由于是通过砂浆的局部性能推算砂浆的整体性能，无法避免局部和整体的性能差异(如局部的不均匀性、表面由于风化和老化引起的性能降低等)，代表性差，且无法反映砌筑质量对其强度的影响；局部破损检测方法主要有推出法和原位双剪法，实践表明，这两种方法的缺点也是十分明显的，推出法需从砌体墙中取出一块丁砖，掏空被测丁砖两侧竖向灰缝，操作难度大，无法避免取出丁砖过程中对待测灰缝的影响；且其属于单剪，无法避免测试偏心带来的影响；而原位双剪法需现场从砌体墙中取出两块顺砖以及掏空被测顺砖一侧的竖向灰缝，现场操作复杂，对待测灰缝扰动较大，可行性相对较差。申请号为201510565970.0的中国发明专利申请中，公开一种砌体砂浆抗剪强度的原位推定方法，包括以下步骤：(1)在墙体的一块砖块的中部钻通孔；(2)将一拉筋的首端穿过该通孔，在该拉筋的首端连接垫片，该拉筋的尾端穿过一带有凹腔的支架后，与一拉拔仪连接；(3)拉拔仪对拉筋施加拉力，将砖块从墙体灰缝中拉出；(4)记录该砖块开始拔出时的拉力Nj；(5)计算该砖块与相邻砖块之间的砂浆的抗剪强度值。该方法存在的缺点是：1、在被测丁砖上直接钻孔，容易将被测丁砖损坏或对中不准，导致测点失效；2、在丁砖上直接钻孔，没有考虑竖向灰缝对抗剪强度的影响，检测结果误差大；如果考虑竖向灰缝，需要现场清除被测丁砖两侧竖向灰缝，操作难度大；3、在丁砖上钻孔的过程对待测灰缝有扰动，对测量结果有影响。
发明内容
基于上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，该方法采用被测丁砖两侧钻取圆形孔洞的做法，更加有效快捷的去除了竖向灰缝对检测结果的影响，无需从墙体取出其他砌块，也无需清除两侧竖向灰缝，现场操作简便，对待测灰缝扰动小，且其检测结果可靠性不低于其他原位检测结果。
本发明解决其技术问题采用的技术手段是：砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，该方法包括原位拔出法或原位推出法,在被测丁砖两侧钻取圆孔,通过被测丁砖从墙体中被拔出或推出时所施加的破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值。
所述的原位拔出法，包括以下步骤：(1)选定测点，在被测丁砖两侧钻取圆孔，并清除残余竖向灰缝或将竖向灰缝上下端切开；
(2)将两根拉杆从被测丁砖两侧圆孔穿过，在拉杆的前、后端固定横梁，两个横梁将被测丁砖夹持住；
(3)将底座和千斤顶套装在前端横梁上的传力拉杆上，传力拉杆末端用螺母拧紧；
(4)采用液压泵加压，直至被测丁砖灰缝破坏，被测丁砖被拔出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载；
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值。
所述的原位推出法，包括以下步骤：(1)选定测点，在被测丁砖两侧钻取圆孔，并清除残余竖向灰缝；
(2)将两根拉杆从被测丁砖两侧圆孔穿过，通过螺母将底部垫块固定于拉杆的后端，，两个底部垫块位于被测丁砖两侧，不得接触被测丁砖，且两个底部垫块的间距不小于被测丁砖的宽度尺寸；
(3)将横梁固定于两根拉杆的前端，与横梁焊接在一起的千斤顶作用于顶部垫块，顶部垫块与被测丁砖表面接触；
(4)采用液压泵加压，直至被测丁砖灰缝破坏，被测丁砖被推出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载；
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值。
本发明的砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，作为砂浆强度现场检测的新方法，不仅克服了现存非破损检测方法结果可靠性差以及破损方法现场操作难度大的缺点，同时检测结果能够综合反映材料质量和施工质量，具有直观性强，检测强度范围大等优点。所使用的装置携带轻便，操作简单，检测效率高。
附图说明
图1是本发明砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法钻孔位置示意图；
图2是本发明的实施例1的平剖面示意图；
图3是图2的A-A剖面图(立剖图)；
图4是本发明的实施例2的平剖面示意图；
图5是图4的A-A剖面图(立剖图)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法做详细的阐述。本发明的实施例适用于推定240mm厚烧结普通砖的墙体砌筑砂浆的抗剪强度，对于其他厚度尺寸或烧结多孔砖、蒸压灰砂砖等墙体，需进一步研究，但就其原理而言，都是适用的。
实施例1原位拔出法检测砌体结构砌筑砂浆抗剪强度,具体步骤如下：(1)选定测点：本实施例选取的测点位置为楼梯间窗下墙第三(或四)皮砖。在被测丁砖1两侧钻取直径为60mm的圆孔，圆孔位置如图1中a所示，并清除残余竖向灰缝或将竖向灰缝上下端切开。
(2)将两根拉杆2从被测丁砖1两侧圆孔穿过，在拉杆2的前、后端分别固定顶部横梁3、底部横梁8，并用螺母7将横梁和拉杆拧紧固定，此时两个横梁将被测丁砖夹持住。
(3)将底座4和千斤顶5套装在顶部横梁3上的传力拉杆6上，底座4和千斤顶焊接在一起，是一个整体，传力拉杆6末端用螺母7拧紧；如图2、3所示。
(4)采用液压泵加压，给千斤顶送油，直至被测丁砖的两侧灰缝破坏，被测丁砖被拔出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载。
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值；砌体沿通缝截面抗剪强度应按下式计算：
公式一：
式中：fvij—第i个测区第j个测点砌体沿通缝截面的抗剪强度(MPa)；
Nvij—第i个测区第j个测点抗剪破坏荷载(N)；
Avij—该测点上下灰缝总受剪截面的面积(mm2)；
α—考虑竖向应力的折减系数；
λ—考虑约束条件与尺寸效应折减系数。
其中考虑竖向应力的折减系数α通过不同尺寸楼层的楼梯间窗下墙测点的应力数值模拟计算以及实验对比得出，约束条件与尺寸效应折减系数λ经过多次试验与其他常规方法对比得出。
实施例2原位推出法检测砌体结构砌筑砂浆抗剪强度,具体步骤如下：(1)选定测点：本实施例选取的测点位置不在楼梯间窗下墙。在被测丁砖1两侧钻取直径为60mm的圆孔，并清除残余竖向灰缝或将竖向灰缝上下端切开；如图1所示。
(2)将两根传力拉杆2从被测丁砖1两侧圆孔穿过，通过螺母3将两个底部垫块7固定于传力拉杆2的后端，两个底部垫块位于被测丁砖1两侧，不得接触被测丁砖，且两个底部垫块的间距不小于被测丁砖的宽度尺寸。
(3)将顶部横梁4固定于两根传力拉杆2的前端，与顶部横梁4焊接在一起的千斤顶5作用于顶部垫块6，顶部垫块6与被测丁砖1表面接触；如图4、5所示。
(4)采用液压泵加压，给千斤顶送油，直至被测丁砖灰缝破坏，被测丁砖被推出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载。
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值；砌体沿通缝截面抗剪强度应按下式计算：
公式二：
式中：fvij—第i个测区第j个测点砌体沿通缝截面的抗剪强度(MPa)；
Nvij—第i个测区第j个测点抗剪破坏荷载(N)；
Avij—该测点上下灰缝总受剪截面的面积(mm2)；
μ—砌体剪压摩擦系数，一般取值为0.7；
σ0—测点上部墙体的竖向压应力(MPa)，当忽略或释放上部竖向压应力时，取为0；
λ—考虑约束条件与尺寸效应折减系数。
其中考虑竖向应力的折减系数α通过不同尺寸楼层的楼梯间窗下墙测点的应力数值模拟计算以及实验对比得出，约束条件与尺寸效应折减系数λ经过多次试验与其他常规方法对比得出。
实施例3原位拔出法检测砌体结构砌筑砂浆抗剪强度,具体步骤如下：(1)选定测点：本实施例选取的测点位置不在楼梯间窗下墙。在被测丁砖1两侧钻取直径为60mm的圆孔，圆孔位置如图1中a所示，并清除残余竖向灰缝或将竖向灰缝上下端切开。
(2)将两根拉杆2从被测丁砖1两侧圆孔穿过，在拉杆2的前、后端分别固定顶部横梁3、底部横梁8，并用螺母7将横梁和拉杆拧紧固定，此时两个横梁将被测丁砖夹持住。
(3)将底座4和千斤顶5套装在顶部横梁3上的传力拉杆6上，底座4和千斤顶焊接在一起，是一个整体，传力拉杆6末端用螺母7拧紧；如图2、3所示。
(4)采用液压泵加压，给千斤顶送油，直至被测丁砖的两侧灰缝破坏，被测丁砖被拔出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载。
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值；砌体沿通缝截面抗剪强度应按下式计算：
公式二：
式中：fvij—第i个测区第j个测点砌体沿通缝截面的抗剪强度(MPa)；
Nvij—第i个测区第j个测点抗剪破坏荷载(N)；
Avij—该测点上下灰缝总受剪截面的面积(mm2)；
μ—砌体剪压摩擦系数，一般取值为0.7；
σ0—测点上部墙体的竖向压应力(MPa)，当忽略或释放上部竖向压应力时，取为0；
λ—考虑约束条件与尺寸效应折减系数。
其中考虑竖向应力的折减系数α通过不同尺寸楼层的楼梯间窗下墙测点的应力数值模拟计算以及实验对比得出，约束条件与尺寸效应折减系数λ经过多次试验与其他常规方法对比得出。
实施例4原位推出法检测砌体结构砌筑砂浆抗剪强度,具体步骤如下：(1)选定测点：本实施例选取的测点位置为楼梯间窗下墙第三(或四)皮砖。在被测丁砖1两侧钻取直径为60mm的圆孔，并清除残余竖向灰缝或将竖向灰缝上下端切开；如图1所示。
(2)将两根传力拉杆2从被测丁砖1两侧圆孔穿过，通过螺母3将两个底部垫块7固定于传力拉杆2的后端，两个底部垫块位于被测丁砖1两侧，不得接触被测丁砖，且两个底部垫块的间距不小于被测丁砖的宽度尺寸。
(3)将顶部横梁4固定于两根传力拉杆2的前端，与顶部横梁4焊接在一起的千斤顶5作用于顶部垫块6，顶部垫块6与被测丁砖1表面接触；如图4、5所示。
(4)采用液压泵加压，给千斤顶送油，直至被测丁砖灰缝破坏，被测丁砖被推出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载。
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值；砌体沿通缝截面抗剪强度应按下式计算：
公式一：
式中：fvij—第i个测区第j个测点砌体沿通缝截面的抗剪强度(MPa)；
Nvij—第i个测区第j个测点抗剪破坏荷载(N)；
Avij—该测点上下灰缝总受剪截面的面积(mm2)；
α—考虑竖向应力的折减系数；
λ—考虑约束条件与尺寸效应折减系数。
其中考虑竖向应力的折减系数α通过不同尺寸楼层的楼梯间窗下墙测点的应力数值模拟计算以及实验对比得出，约束条件与尺寸效应折减系数λ经过多次试验与其他常规方法对比得出。
根据测点位置不同选择不同的公式计算砂浆抗剪强度值，测点位置建议选择在竖向应力较小的楼梯间窗下墙第三皮或第四皮砖位置，可以通过数值模拟以及实验的对比得出，不同尺寸楼层的楼梯间窗下墙测点的竖向应力对抗剪强度的影响，考虑现场情况复杂，可能存在楼梯间窗下墙不宜或者无法选择测点，也可选择其他符合规范规定的位置，作为测点。选择楼梯间窗下墙处的丁砖作为测点，不但可以避免现场掏空水平灰缝等复杂操作，方便现场操作，而且窗下墙处的丁砖竖向应力小且可以精确计算，检测结果更接近真实值；除此之外，选择在楼梯间，解决了检测过程中最大的困难—扰民问题，无需入户检测，最大程度减小了检测工作对居民正常生活的影响，且楼梯间墙体装饰等做法较少，局部损坏后易于修补。

Claims (4)

1.砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，其特征在于，该方法包括原位拔出法或原位推出法,在被测丁砖两侧钻取圆孔,通过被测丁砖从墙体中被拔出或推出时所施加的破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值；
所述的原位拔出法,包括以下步骤：
(1)选定测点，在被测丁砖两侧钻取圆孔，并清除残余竖向灰缝或将竖向灰缝上下端切开；
(2)将两根拉杆从被测丁砖两侧圆孔穿过，在拉杆的前、后端固定横梁，两个横梁将被测丁砖夹持住；
(3)将底座和千斤顶套装在前端横梁上的传力拉杆上，传力拉杆末端用螺母拧紧；
(4)采用液压泵加压，直至被测丁砖灰缝破坏，被测丁砖被拔出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载；
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值；
所述的原位推出法，包括以下步骤：
(1)选定测点，在被测丁砖两侧钻取圆孔，并清除残余竖向灰缝；
(2)将两根拉杆从被测丁砖两侧圆孔穿过，通过螺母将底部垫块固定于拉杆的后端，两个底部垫块位于被测丁砖两侧，不得接触被测丁砖，且两个底部垫块的间距不小于被测丁砖的宽度尺寸；
(3)将横梁固定于两根拉杆的前端，与横梁焊接在一起的千斤顶作用于顶部垫块，顶部垫块与被测丁砖表面接触；
(4)采用液压泵加压，直至被测丁砖灰缝破坏，被测丁砖被推出，并记录破坏时液压表最大读数；该读数即为破坏荷载；
(5)通过破坏荷载及受力面积即可推出砂浆抗剪强度值；
步骤(5)中砂浆抗剪强度值按下式计算：
式中：fvij—第i个测区第j个测点砌体沿通缝截面的抗剪强度MPa；
Nvij—第i个测区第j个测点抗剪破坏荷载N；
Avij—该测点上下灰缝总受剪截面的面积mm2；
μ—砌体剪压摩擦系数，一般取值为0.7；
σ0—测点上部墙体的竖向压应力MPa，当忽略或释放上部竖向压应力时，取为0；
λ—考虑约束条件与尺寸效应折减系数。
2.根据权利要求1所述的砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，其特征在于，当测点位置为楼梯间窗下墙第三或四皮砖时，步骤(5)中砂浆抗剪强度值按下式计算：
式中：fvij—第i个测区第j个测点砌体沿通缝截面的抗剪强度MPa；
Nvij—第i个测区第j个测点抗剪破坏荷载N；
Avij—该测点上下灰缝总受剪截面的面积mm2；
α—考虑竖向应力的折减系数；
λ—考虑约束条件与尺寸效应折减系数。
3.根据权利要求1所述的砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，其特征在于，所述的被测丁砖为烧结普通砖。
4.根据权利要求3所述的砌体结构砌筑砂浆抗剪强度的原位检测方法，其特征在于，所述被测丁砖两侧钻取的圆孔直径为60mm。
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