砌體的強(qiáng)度檢測(cè)方法
在砌體承重的結(jié)構(gòu)體系中，對(duì)舊建筑的加層、改建、加固、可靠度鑒定以及工程事故分析，都需獲得砌體的真實(shí)強(qiáng)度。
01 抽樣檢測(cè)法
主要包括切割法與取芯法，切割法切割的試件寵大，搬運(yùn)過(guò)程中擾動(dòng)大，造成試驗(yàn)結(jié)果的離散性大，耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力，只限于龐大砌體工程質(zhì)量事故處理及對(duì)其它方法的校準(zhǔn)。取芯法是對(duì)芯樣作抗壓和抗剪試驗(yàn)，對(duì)砌體擾動(dòng)也很大，其試驗(yàn)結(jié)果不太一致。
02 原位檢測(cè)法
主要包括扁頂法、原位軸壓法和原位剪切法。扁頂法是采用扁式液壓測(cè)力器裝入開(kāi)挖的砌體灰縫中進(jìn)行砌體強(qiáng)度的原位檢測(cè)方法，它較好地克服了取樣法的不足，但設(shè)備復(fù)雜，允許的極限應(yīng)變較小，測(cè)定砌體的極限強(qiáng)度受到限制。
原位軸壓法是對(duì)扁頂法的改進(jìn)，測(cè)定砌體的極限抗壓強(qiáng)度，推算其標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度，缺點(diǎn)是設(shè)備較沉重，使用不便，原位剪切法是在墻體上直接測(cè)試砌體通縫的抗剪強(qiáng)度，由于對(duì)測(cè)試部位有限制，使其應(yīng)用有一定的局限性。
03 動(dòng)測(cè)綜合法
動(dòng)測(cè)綜合法是振動(dòng)反演理論在工程上的應(yīng)用。在脈動(dòng)、起振機(jī)共振、自由釋放或沖擊等激振方式的作用下，通過(guò)測(cè)量砌體結(jié)構(gòu)的頻率和振型等參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)識(shí)別理論得到層間剛度，推算出各層砌體軸心抗壓強(qiáng)度，不僅能得到砌體的強(qiáng)度，鑒定房屋的質(zhì)量，便于對(duì)房屋進(jìn)行安全性評(píng)定，隨著檢測(cè)儀器技術(shù)的改進(jìn)，算法的優(yōu)選，結(jié)果的精度不斷提高，很有發(fā)展前途。
04 微觀結(jié)構(gòu)法
聲、波、射線等在材料中傳播時(shí)，會(huì)因材料的微觀結(jié)構(gòu)的判別而不同，由此可推斷出材料的強(qiáng)度。在砌體房屋檢測(cè)的方法有應(yīng)力波法和超聲波法。應(yīng)力波法測(cè)低強(qiáng)和高強(qiáng)砂漿砌體時(shí)，精度不高，超聲波法由于影響因素較多，測(cè)試結(jié)果不理想，有待進(jìn)一步提高。
從20世紀(jì)80年代起，我國(guó)一些大專院校和省級(jí)建筑科研院所已開(kāi)始著手利用原位軸壓儀測(cè)定已有砌體強(qiáng)度的原理、方法和裝備的研究，到1995年，西安建筑科技大學(xué)先后開(kāi)發(fā)研制了XY45、XY60和XY70型原位軸壓儀等定型產(chǎn)品，可直接在墻體上測(cè)試出砌體抗壓強(qiáng)度。
測(cè)試結(jié)果可以全面考慮磚、砂漿的變異和砌筑質(zhì)量對(duì)磚砌體抗壓強(qiáng)度的影響，較能綜合反映材料質(zhì)量和施工質(zhì)量。且作為砌體力學(xué)性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的主要手段，正被編入建設(shè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)《砌體力學(xué)性能檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。它的工作特點(diǎn)是采用專用液壓系統(tǒng)對(duì)磚砌體力學(xué)性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位檢測(cè)。
今天，小編就著重介紹一下，如何用原位檢測(cè)法檢測(cè)建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)砌體強(qiáng)度。
原位軸壓儀測(cè)定及其方法
原位軸壓儀的測(cè)定方法是先在墻體上開(kāi)鑿兩條水平槽孔，安放原位壓力機(jī)，其中上水平槽尺寸應(yīng)為240mm×250mm×70mm(深×寬×高)，下水平槽尺寸為240mm×250mm×140m(深×寬×高)，(下槽的高度視壓力機(jī)型號(hào)不同而調(diào)整)，上下水平槽孔對(duì)齊，兩槽間相隔7皮磚，凈距約430mm，槽間砌體的承壓面修平整，并在上槽下表面和扁式千斤頂?shù)捻斆�，均勻鋪設(shè)厚10mm濕細(xì)砂墊層，將反力板置于上槽孔及扁式千斤頂置于下槽孔，并使兩個(gè)承壓板上下對(duì)齊后。
擰緊螺母并調(diào)整其平行度，試加荷載檢查測(cè)試系統(tǒng)是否靈敏以及上下壓板和砌體受壓面接觸是否均勻密實(shí)，待正常后卸荷即開(kāi)始測(cè)試。測(cè)試時(shí)分級(jí)加荷，每級(jí)荷載約為預(yù)估破壞荷載的10%，加至預(yù)估破壞荷載的80%，連續(xù)加荷直至槽間砌體破壞(當(dāng)槽間砌體裂縫急劇擴(kuò)展而壓力表指針明顯回退時(shí)，即為槽間砌體的破壞荷載)。
將破壞荷載換算成槽間砌體的抗壓強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)砌體抗壓強(qiáng)度，再與設(shè)計(jì)值對(duì)比，從而判明現(xiàn)有砌體的真實(shí)強(qiáng)度。
原位軸壓儀測(cè)定時(shí)的計(jì)算步驟
1）槽間砌體破壞荷載Nmij(kN)：根據(jù)槽間砌體破壞時(shí)的壓力表讀數(shù)減去壓力表的初始讀數(shù)，從表1查得Nmij。
2）槽間砌體抗壓強(qiáng)度σμij(MPa)：σμij＝Nmij／Aij(其中Aij為第i個(gè)測(cè)區(qū)第j個(gè)測(cè)點(diǎn)的受壓面積。對(duì)普通一磚厚墻體，Aij＝240mm×240mm)。
壓力表讀數(shù)與Nmij對(duì)應(yīng)表
3）槽間砌體抗壓強(qiáng)度換算為標(biāo)準(zhǔn)砌體的抗壓強(qiáng)度f(wàn)mij(MPa)：fmij＝σμij／ξij(ξij＝1.36＋0.54σoij為原位軸壓法的無(wú)量綱的強(qiáng)度換算系數(shù)，其中σoij為測(cè)點(diǎn)的墻體工作壓應(yīng)力，可采用按墻體實(shí)際所承受的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算)。
σoij的計(jì)算
01 一般構(gòu)造做法的普通標(biāo)準(zhǔn)磚混結(jié)構(gòu)住宅的荷載計(jì)算
1）屋面荷載：厚130mm鋼筋混凝土圓孔板上做厚50mm泡沫混凝土保溫層、厚20mm水泥砂漿找平層、油氈防水層(六層作法)及頂棚抹灰厚20mm的屋面，其恒載標(biāo)準(zhǔn)值、活載標(biāo)準(zhǔn)值和荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別算得為3.34kN／m2、0.7kN／m2和4.04kN／m2。
2）樓面荷載：厚130mm鋼筋混凝土圓孔板上做厚30mm細(xì)石混凝土及頂棚抹灰厚20mm的樓面，其恒載標(biāo)準(zhǔn)值、活載標(biāo)準(zhǔn)值和荷載值標(biāo)準(zhǔn)分別算得為3.09kN／m2和5.09kN／m2。
3）雙面粉刷的厚240mm磚墻自重為5.24kN／m2。
以上數(shù)據(jù)將隨構(gòu)造做法不同而異�！�
02 測(cè)點(diǎn)墻體工作壓應(yīng)力和強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)計(jì)算
1）承重墻：σoij＝［5.24×墻高＋(5.09×N＋4.04)m×n/2］／0.24(其中墻高為測(cè)點(diǎn)以上墻體總高；N為測(cè)點(diǎn)以上樓層數(shù)；m、n為承重墻所處房間的開(kāi)間、進(jìn)深)。
某例6層房屋算得的σoij和ξij
檢測(cè)構(gòu)件所在層數(shù)
一 (N＝5) 二(N＝4) 三(N＝3) 四(N ＝2) 五(N＝1) 六(N＝0)
σoij
(MPa) 承重墻 1.21 0.999 0.787 0.574 0.362 0.149
非承重墻 0.36 0.295 0.23 0.164 0.098 0.033
ξij
承重墻 2.01 1.9 1.78 1.67 1.55 1.44非承重墻 1.55 1.52 1.48 1.45 1.42 1.38
偏安全考慮：對(duì)承重墻ξij＝2；對(duì)非承重墻ξij＝1.5
2）非承重墻：σoij＝[5.24×墻高］／0.24
舉例：房屋開(kāi)間×進(jìn)深為3.3m×4.2m，高6層，層高3.0m，可得上述結(jié)果。
砌體強(qiáng)度評(píng)定
上述求得的標(biāo)準(zhǔn)砌體抗壓強(qiáng)度f(wàn)mij(即為測(cè)點(diǎn)砌體的試驗(yàn)強(qiáng)度)，根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ 3-88)》換算為設(shè)計(jì)強(qiáng)度，尚需進(jìn)行如下處理。
1）檢測(cè)單元測(cè)區(qū)的砌體平均抗壓強(qiáng)度(fm)：fm＝1/nΣfmi(n為檢測(cè)單元測(cè)區(qū)總數(shù))。
2）測(cè)區(qū)砌體強(qiáng)度平均值與砌體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fk)的關(guān)系：因fk＝fm－1.645σf和σf＝0.17fm，故fk＝0.72fm和fm＝1.39fk。
3）砌體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(fd)的關(guān)系：因有fd＝fk／rf和rf＝1.5，故fd＝0.72fm／1.5＝0.48fm或fm＝2.08fd。
4）如某六層住宅，底層、二層墻體采用強(qiáng)度等級(jí)MU10磚和M7.5砂漿砌筑，三至六層采用MU7.5磚和M5.0砂漿砌筑，使用中發(fā)現(xiàn)砌體松散，強(qiáng)度較低，要求檢測(cè)砌體實(shí)際強(qiáng)度，為加固修復(fù)提供依據(jù)。查《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ 3-88)》2.2.1.1表：MU7.5磚，M5.0砂漿，砌體設(shè)計(jì)值1.37；MU10磚，M7.5砂漿，砌體設(shè)計(jì)值1.79。
檢測(cè)結(jié)果，表明砌體強(qiáng)度明顯不足，僅為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%左右，需作加固補(bǔ)強(qiáng)。
原位軸壓法的缺點(diǎn)
雖原位軸壓法具有一定的優(yōu)越性，但采用手動(dòng)加荷，加荷速度和加荷量不易控制，會(huì)造成砌體受力不均和偏心受力；而且壓力表讀數(shù)量程偏大，實(shí)測(cè)荷載值精度不高；周邊砌體對(duì)槽間砌體的橫向約束作用靠強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)修正，誤差較大；特別是計(jì)算過(guò)程繁雜等，存在明顯不足，尚有進(jìn)一步改進(jìn)空間。
