底部钢筋网改性砂浆层加固石楼板抗弯性能试验研究

论文摘要

闽东南地区石结构房屋量大面广,且普遍使用石梁板楼盖,存在严重的安全隐患。本文为了对闽南石结构房屋加固提供较好的加固方案,提出了底部钢筋网改性砂浆层加固石楼板的技术,并开展了加固前后石楼板受弯性能试验研究。第一批试验研究共取用10个未加固的纯石楼板,进行受弯性能试验研究,探讨了纯石楼板破坏的过程和破坏形态,分析石板的抗弯承载能力。试验结果表明,石板受弯破坏形态为完全脆性破坏,其受弯承载力主要受石板截面尺寸和石材天然缺陷影响。石板在破坏前,横截面应变沿高度方向的分布基本上呈线性,符合平截面假定。采用极限应变设计方法,提出了石楼板的抗弯承载力计算公式,理论计算结果与试验结果比较,有较好的吻合。第二批试验对13个试件开展钢筋网砂浆加固石楼板抗弯性能试验研究。研究加固砂浆种类、钢筋种类、配筋率、施工方式和加固位置等因素对加固效果的影响。对试验结果进行了分析,其中重点分析了加固试件的破坏形态和影响因素,为后续的加固石楼板抗弯承载力计算公式的建立提供了有效的试验基础。试验结果表明,(1)与纯石板受弯脆性破坏相比,加固石板的破坏形态类似于适筋梁的延性弯曲破坏;(2)加固试件的抗弯承载能力和变形能力较未加固石板均有显著提高,并且抗弯承载能力随配筋率的提高而增大;(3)在砂浆种类、钢筋种类、配筋率、施工方式和加固位置这5个影响因素中,配筋率影响最大;(4)采用高强度高弹性模量的商品聚合物砂浆试件比自配制改性砂浆试件的开裂弯矩略有提高,但极限弯矩相当;(5)加固层与原石板界面粘结性能良好,未出现粘结破坏现象;(6)加固试件受弯变形后,应变增量协调,截面仍然保持平截面。在试验研究和平截面假定的基础上,分析了加固石楼板正截面受弯阶段的受力特点,提出了加固石楼板的开裂弯矩和极限弯矩计算公式。计算结果和试验结果吻合较好,能为今后的工程应用提供有利参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.1.1 我国农村抗震减灾工作的紧迫性
• 1.1.2 闽南地区村镇石结构房屋存在的抗震防灾隐患
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 有关石结构的国内研究现状
• 1.2.2 有关石结构的国外研究现状
• 1.2.3 钢筋（丝）网砂浆层加固方法研究现状
• 1.3 研究中存在的问题
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 纯石楼板受弯性能试验研究
• 2.1 试验概况
• 2.1.1 试件设计及制作
• 2.1.2 加载装置与测点布置
• 2.2 试验过程及结果分析
• 2.2.1 试验现象
• 2.2.2 石板荷载-跨中挠度曲线
• 2.2.3 抗弯承载力分析
• 2.2.4 平截面变形假定的验证及应变分析
• 2.3 承载力简化计算
• 2.3.1 计算理论及基本假定
• 2.3.2 关于花岗岩抗压变形模量Εc和抗拉变形模量Εt
• 2.3.3 理论分析与试验结果的比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 加固石楼板受弯性能试验
• 3.1 试验概况
• 3.1.1 试件设计
• 3.1.2 试件的制作
• 3.2 材料力学性能试验
• 3.2.1 石材力学性能
• 3.2.2 钢筋的抗拉强度
• 3.2.3 改性砂浆的配置及其力学性能
• 3.3 石楼板加固受弯试验研究
• 3.3.1 试验装置及加载制度
• 3.3.2 试验测量内容
• 3.3.3 试验现象及破坏特征
• 3.4 试验结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 石楼板受弯性能理论分析
• 4.1 加固试件受弯全过程分析
• 4.1.1 第Ⅰ阶段：弹性工作阶段
• 4.1.2 第Ⅱ阶段：带缝工作阶段
• 4.1.3 第Ⅲ阶段：钢筋开始达到抗拉极限至截面破坏的破坏阶段
• 4.2 抗弯承载力计算
• 4.2.1 加固石楼板正截面理论分析
• 4.2.2 加固石楼板开裂弯矩计算
• 4.2.3 加固石楼板极限弯矩计算
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.1.1 纯石楼板受弯性能试验结论
• 5.1.2 加固石楼板抗弯试验结论
• 5.2 问题和建议
• 参考文献
• 个人简历
• 致谢