采用灌浆料增大截面法加固砖柱结构的的研究.doc
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1、浙江大学硕士学位论文摘要摘要增大截面法加固受压砖柱具有施工简单、造价低和对承载力提高明显等显著优势,所以在实际加固工程中得到了广泛的应用,但鉴于在加固砖柱结构时由于外设钢筋笼并且外包加固层厚度一般不是很大,采用普通混凝土难以实现振捣,而灌浆料作为一种新型加固材料,具有快硬、早强、高强和无需振捣等优点,非常适用于这类不宜振捣结构的加固。所以本文对灌浆料加固砖柱结构进行了试验并在试验的基础上对加固结构承载力计算方法进行了推导主要工作如下:)查阅相关文献资料介绍了砌体结构的优缺点及发展情况、砌体结构常用的加固方法、灌浆料的发展情况及灌浆料在实际加固工程中的应用)通过设计制作了根灌浆料加固砖柱结构和根
2、不加固对比砖柱的破坏试验,记录了试件极限承载力、破坏形式、荷载应变关系及截面应变分布,比较了各不同影响因素下的加固效果。)在不同偏心距、纵筋配筋率和不同初始荷载条件下,提出了围套加固结构的几种不同破坏形式,并对每种破坏形式的极限承载力计算公式做了推导)通过对比公式计算结果和试验数据,验证了计算公式能够较好的计算出围套加固结构的极限承载能力,可以供类似的围套加固设计参考。关键词:砖柱结构;灌浆料;围套加固;承载力计算公式浙江大学硕士学位论文 , , , , , , ,曲 , , , , :) , , , ) , , , , ) , ) , 浙江大学硕士学位论文 锄 : ; ; ; 浙江大学硕士学
3、位论文致谢致谢时光荏苒,岁月飞逝,不经意间近三年的研究生时光便走到了尾声,在浙大的这段岁月里,细细品味起来,充满了不舍与难忘而今,我顺利的完成了课题研究和学位论文,心中充满感激,在此谨对多年来不断给予我帮助和照顾的老师同学及亲人朋友致以最真诚的问候!我的课题研究是在指导老师王柏生研究员的悉心指导下进行的,从最开始的课题选题,试验方法的探讨,到试验场地的选择及试验过程的执行王老师都给予了中肯的建议和关键的指导在整个研究阶段,王老师的严谨求是的科研态度、渊博的理论知识及丰富的工程经验、高度的责任心和敬业精神及对学生无微不至的关怀给我留下了深刻的印象这些优良的品质给了我极大的启迪,相信会影响我终生在
4、此谨向王老师致以崇高的敬意和衷心的感谢!在课题试验阶段,我得到了王克柔老师、刘承斌老师和胡志华老师等的极大帮助,各位老师的严谨态度让我受益匪浅,在此谨向各位老师致以诚挚的问候和衷心的祝福!另外,在课题的研究过程中,还得到了杨英武、任斌,翁小平、尹毅颖、徐春晓、赵荣伟、周坚毅、曹冬辉、钱华君、张亮、欧家家、吕易瑶等众位师兄弟的中肯建议和帮助,同时在求学过程中结下了深厚的友谊,在这里向各位表示诚挚的谢意,祝愿大家在以后的学习和工作过程中一帆风顺,前程似锦!感谢浙江大学对我的培养,愿浙大能够早日实现世界一流大学的宏伟目标!感谢各位评审和参加答辩的老师在百忙中抽出时间对我的论文予以指正!感谢我的家人、
5、亲戚和朋友们在我的求学道路上支持我、关心我、理解我!沈晖年月于浙江大学浙江大学硕士学位论文第一章绪论绪论砌体结构概述砌体结构的发展砌体结构是应用历史最为悠久的建筑结构形式之一,因其材料来源广、价格低廉、并且工艺简单等优点在世界各国都得到了广泛的应用。我国也不例外,尤其是自建国以来,砌体结构更是得到迅速发展,取得了显著的成就其主要特点是【:)应用范围扩大:解放以来,我国砖的产量逐年增加,根据统计,年全国砖的年产量为亿块,年产量为亿块,已经相当于世界其他各国砖产量的总和。从年代时主要建造层的住宅和办公楼等民用建筑发展到现在建造层以上的多层住宅、办公楼、中小型单层工业厂房、多层轻工业厂房以及歌剧院、
6、食堂、仓库等建筑除此之外,砖砌体结构还用于建造烟囱、小型水池、石拱桥和渡槽等各种构造物。通过大量的试验研究和在地震中的惨痛教训,我国逐步积累、总结出了在地震区采用圈梁和构造柱加强方法建造多层砌体结构房屋的工程经验,并在地震中验证了其合理性。)新材料、新技术和新结构的不断研制和推广应用:采用空心砖不但减轻墙体自重,还节约了材料和工时,相应的降低了工程的造价世纪年代以来,我国承重空心砖(多孔砖)的生产和应用有较大的发展,尤其是近十年来年递增量均在左右同时,采用混凝土、轻骨料混凝土或加气混凝土,以及利用各种工业废渣、粉煤灰、煤矸石等制成的无熟料水泥煤渣混凝土砌块或蒸养粉煤灰硅酸盐砌块等在我国也得到了
7、较大的发展年我国新型墙体材料产量达到了亿块,占到了墙体材料总量的,共完成建筑面积亿平方米,完成节能建筑万平方米)计算理论的深入研究计算方法的逐步完善:年以前,我国的砌体结构房屋主要是凭经验设计而不做计算还谈不上有什么砌体结构设计理论。年,国家建委批准我国推广使用前苏联的属于定值极限状态设计法的规范砖石及钢筋砖石结构设计标准及技术规范()从年代初开始,浙江大学硕士学位论文第一章绪论在有关部门的领导和组织下,在全国范围内对砌体结构做了大量的较为系统的试验研究和理论探索,总结出一套比较符合我国实际情况、比较先进的砖石结构理论、计算方法和构造措施。于年颁布了我国制定的第一本砖石结构设计规范砖石结构设计
8、规范(),该规范采用多系数分析、单系数表达的半经验半概率极限状态设计法,标志着我国砌体结构设计进入了一个崭新的阶段。此后,我国对砌体结构进行了第二次的大规模的试验和研究,在砌体结构的设计方法和砌体砌块的力学性能等方面取得了新的研究成果,并在砌体结构房屋的抗震性能方面也进行了一些试验和研究,在此基础上,于年颁布了采用以概率理论为基础的极限状态设计方法的砌体结构设计规范(),该规范在诸多方面都已达到了世界先进水平。此后,随着我国对砌体的研究进一步深入,砌体结构设计更加成熟,在颁布了砌体结构设计规范(),该规范既适用于结构的静力设计,也适用于抗震设计;毛适用于无筋砌体结构的设计,也适用于多种类型的配
9、筋砌体结构设计;既适用于多层砌体结构房屋的设计,也适用于高层砌体结构房屋的设计;标志着我国建立了较为完整的砌体结构设计的理论体系和应用体系在国外,世界上最早建立砌体结构理论和设计方法的国家是前苏联前苏联于年颁布了砖石结构设计标准及技术规范(),年代在试验研究的基础上提出了极限状态设计方法年国际建筑研究与文献委员会承重墙工作委员会颁布了砌体结构设计和施工的国际建议(),采用了近似概率理论为基础的安全度准则,国际标准化组织砌体结构技术委员会()编制的国际砌体结构设计规范也采用了上述的安全度准则由此可见,砌体结构设计方法被提高到了一个新的水平近二、三十年来欧美各国对砌体材料和砌体在高层房屋结构中的应
10、用的研究相当重视,并建造了大量的十层乃至二十层以上的高层建筑极大地推动了砌体结构的发展砌体结构的特点砌体结构之所以能够不断发展,成为世界上应用范围最广泛的结构形式之,其重要原因在于砌体结构具有以下优点【:)砌体结构材料来源广泛,易于就地取材从块材而言,土坯、天然石、蒸浙江大学硕士学位论文第一章绪论养灰砂砖块的砂、焙烧粘土砖块的粘土等在自然界都大量存在;至于粉煤灰砖等还具有利用工业废料的优点,对灰浆而言,石灰、水泥、黄沙、粘土等都可以就近或就地取得。因此,不仅在大中小城市可以生产块材,在农村也能自行制造多种块材。)采用砌体结构较钢筋混凝土结构可以节约水泥和钢材,不需要模板及特殊的技术设备,可以节
11、省木材施工适应性强,建筑布置灵活。)砌体特别是砖砌体的耐火、保温、隔热隔声,抗腐蚀性能好,且具有较好的大气稳定性。)当采用砌块或大型板材作墙体时,可以减轻结构自重,并且砌体砌筑时加快施工进度,能够进行工业化生产和施工)目前,随着高强度混凝土砌块等块材的开发和利用,配筋砌体剪力墙结构具有造价低、材料省、施工周期短,增加了延性,有利于抗震,总体收缩量较混凝土小等优点除上述优点外,砌体结构也有下述一些缺点:)由于砌体的强度较低,导致墙、柱等砌体构件截面尺寸大,材料用料也多,相应的砌体结构的自重也大,致使运输量、施工量相应增加所以,应加强轻质高强砌体材料的开发和应用,减轻结构截面尺寸和结构自重。)当前
12、砖和小型砌块砌体基本上是手工砌筑,砌筑工作用工量大,工人劳动强度大,效率也低,因而应研制整体、大块墙体材料并推广工业化的施工方法)砌筑砂浆和砖、石、砌块之间的粘结力较弱,因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度低,抗震及抗裂性能差应研制高强粘结力的砂浆,必要时应采用配筋砌体,加强抗震抗裂的构造措施。)砖砌体结构粘土砖用量大,生产粘土砖往往需要占用大量的农田,影响农业生产应发展利用工业废料,废渣等材料制作的块材以替代粘土砖砌体结构加固引言建筑物和构造物在长期的使用过程中,由于受到自然环境的侵蚀、使用状况浙江大学硕士学位论文第一章绪论的影响及自身材料的特性而出现结构损伤和老化,结构功能将逐渐下降,甚至无
13、法满足正常的使用要求,这是一个无法逆转的客观规律为了延长现存结构的使用寿命,对结构加固技术的深入研究显得尤为重要。第二次世界大战结束以后西方经济发达国家在工程建设上大体都经历了三个阶段:第一阶段是大规模新建阶段,由于战争的破坏,各国都着手战后重建,以满足人们的生产生活需求;第二阶段是新建与维修改造并重阶段,随着社会进步和发展,人们对舒适与安全的要求越来越高,相应的建设标准要求也越来越高,所以对已有建筑进行维修、加固、改造以达到社会要求是必然选择;第三阶段是对旧建筑物维修改造阶段,在大规模的建设基本完成后,该阶段主要对已有建筑进行维护、加固、改造以满足人们对现代化生活要求目前各发达国家业已经逐渐
14、把建设重点转移到旧建筑物维修、改造和加固方面,如英国用于建筑物维修、加固、改造工程项目的费用占建筑工程总费用的比例从年代的猛增到年代的,而德国这一数字更是从年代的增加到了年代的以上,美国在年代初期用于建筑维修和加固上的投资已占到建设总投资的,当时,美国劳工部在预测年热门行业时,认为建筑维修改造业将成为最受欢迎的九类行业之一再引在我国,建国后建造了大量的砖砌体厂房、公共建筑和民用建筑,这些房屋由于使用至今已有四五十年的历史,并且由于当时国情这些建筑设计标准都较低,大部分都已经不能满足生产使用功能的要求,但如若将所有建筑都推倒重建,从经济角度考虑难以承受,况且这些建筑中有一些具有历史文化价值的古建
15、筑我们是需要继承并发扬的,所以只能采取适当的加固措施,对其进行补强加固处理目前我国用于更新改造的资金占总投资的百分数已经从“一五竹期间的剧增至“七五”期间的,到年代,特别是在、这两年比例已接近【引砌体结构的加固方法砌体与混凝土相比,砌体虽有一定的抗压承载力,但是其抗拉、抗剪、抗弯能力均很差,所以砌体结构特别是无筋砌体结构承载力低,整体性差,在外荷载作用下,极易出现裂缝或因承载力不足发生破坏,这种情况下需要对砌体结构进浙江大学硕士学位论文第一章绪论行加固或修复,砌体结构常用的加固方法有以下几种:)水泥灌浆法水泥灌浆法主要用于砌体裂缝的补强加固,常用的灌浆方法有重力灌浆和压力灌浆两种。重力灌浆是依
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- 采用 灌浆 增大 截面 加固 结构 研究
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