单调荷载作用下格栅无筋梁和加筋梁的剪切运行评估
艾森伊萨西1＊和roxana montazerian.2
1Razi大学土木工程系，Kermanshah，伊朗。
2建筑系，拉齐大学，克尔曼哈，伊朗。
http://dx.doi.org/10.12944/cwe.10.special-issue1.13.
砖砌建筑是在时间里普遍建造的最古老的建筑系统。随着关于这些建筑的性能的适当知识，在优化，改进和开发抗插入的载荷时非常重要，我们将砖梁作为砖建筑中的特定元素的切割方式调查。样品在开口的中间稳态加载。两端都在两端进行堵塞。在两个加强臂（长度）的两个条件下研究样品，而没有加强的臂。结果显示，负载能力增加约7倍，梁的最大地方变化大约6次增加。结果，在两个样品中，开裂开始和发育也是相同的，但取决于插入的载荷的值。
首先，根据ASTM标准对结构材料进行实验，以确定砖单元上砂浆的混合物和压力强度的类型。
砖建筑;砖单位;砖梁;对角线裂缝
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梁志强，王志强，王志强。无筋梁和加筋梁在单调荷载作用下的剪切性能。Curr World Environ 2015;10号特刊(2015年5月特刊)。DOI：http://dx.doi.org/10.12944/cwe.10.special-issue1.13.
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介绍
由于伊朗许多砖砌建筑物，这种结构非常容易受到地震，良好地了解结构元素的行为和这些结构的部件可能有助于提高其性能。请注意，由于材料成本低，农村地区和小城镇更为普遍。
因此，本研究的目的是确定和评估砖房梁的性能。为此，采用无筋和加筋两种模式对砖剪梁在单调荷载作用下的性能进行了评价。
除了审查其他作者的结果，本文主要是测试砌体墙。1,2,3例如，Najib Esmaeil等人。1研究了砌体壁对角线切口不加强和加强的高强度不锈钢条的行为，该高强度不锈钢条放置在墙面附近。该研究测量了故障模式，剪切强度，最大位移和剪切模量，导致剪切强度增加114-189％。在本研究中，还进行了多种压缩测试以确定砌体组分的最佳行为性能。应当注意，所有研究材料和砂浆组合物就像在研究地理区域建造砌体建筑物的那些。
砌体成分的压缩测试
根据ASTM [4]用于砌体壁的标准，对砂浆的不同组成进行压缩试验。为此，砌体组件内置在四行和三行（见图1）。然后，对它们进行压缩测试，而样品的装载速率为每分钟5mm。结果在下列表中提供：
表1：压缩测试中使用的材料规格
比率 |
厕所 |
水泥重量 （gr） |
砂重 （gr） |
石灰重量 （gr） |
样品尺寸（mm） |
P (kN) |
||
1：3 |
0.6 |
2500 |
7500 |
0 |
204.5 |
100.5 |
131.2 |
55. |
1：0.5：4.5 |
1.1 |
3000. |
13500 |
1500 |
200. |
102.3 |
132.6 |
55. |
1.1 |
3000. |
13500 |
1500 |
204. |
97.5 |
131.1 |
65. |
|
1：1：6 |
1.5 |
2500 |
15000 |
2500 |
207.2 |
96.44 |
215.4 |
50. |
1.5 |
2500 |
15000 |
2500 |
208. |
109.1. |
203.1. |
40 |
|
1.5 |
2500 |
15000 |
2500 |
190.4 |
91.1. |
215.8 |
38 |
|
1：1：6 |
1.3 |
2500 |
15000 |
2500 |
203. |
97.3. |
277.3. |
45 |
比率 |
厕所 |
水泥重量 （gr） |
砂重 （gr） |
石灰重量 （gr） |
样品尺寸（mm） |
P (kN) |
||
1：3 |
1 |
2500 |
7500 |
0 |
214.4 |
201.1 |
98. |
42 |
1 |
2500 |
7500 |
0 |
217.2 |
201. |
96.1. |
44 |
|
1 |
2500 |
7500 |
0 |
216.1. |
209.6 |
103. |
55. |
|
1 |
2500 |
7500 |
0 |
213.3 |
201.1 |
98.4 |
49 |
|
1：0.5：4.5 |
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
285.4 |
200.2 |
102.1 |
56. |
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
225.2 |
206.1. |
103.1 |
57. |
|
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
211. |
201.1 |
102.1 |
37 |
|
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
214.1 |
204. |
103.1 |
35 |
|
1：1：6 |
1.5 |
2500 |
15000 |
2500 |
134.4 |
205.1 |
96.5 |
34 |
1.5 |
2500 |
15000 |
2500 |
223.5 |
206.1. |
97.1. |
41 |
|
1.5 |
2500 |
15000 |
2500 |
289. |
201.9 |
98.1. |
38 |
|
根据先前的结果，选择分别为砂浆的1：0.5：4.5和1：3的比率，以及水和水泥以构建样品砖梁。
 |
|
表2：测试材料组合物
比率 |
厕所 |
水泥重量 （gr） |
砂重 （gr） |
石灰重量 （gr） |
样品尺寸（mm） |
P (kN) |
²σ(N /毫米) |
||
1：0.5：4.5 |
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
285.4 |
200.2 |
102.1 |
56. |
0.98009909. |
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
225.2 |
206.1. |
103.1 |
57. |
1.22808514. |
|
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
211. |
201.1 |
102.1 |
39 |
0.91911548 |
|
1.3 |
2500 |
11250. |
1250 |
214.1 |
204. |
103.1 |
38 |
0.87003508 |
|
应该基于H / T ration（参见表3）来校正计算的压缩应力（参见表3），其中H表示样品高度，T表示其最小的尺寸。在这种情况下，校正的平均压缩应力等于1MPa。
表3：压缩应力的校正因子
σ(Mpa) |
h(毫米) |
t（mm） |
h / t |
校正因子 |
（MPA） |
0.98 |
285.4 |
102.1 |
2.795299 |
1.04 |
1.0192 |
1.22 |
225.2 |
103.1 |
2.184287 |
1 |
1.22 |
0.919 |
211. |
102.1 |
2.066601. |
1 |
0.919 |
0.87 |
214.1 |
103. |
2.078641. |
1 |
0.87 |
测试样品
样品规格
非增强梁
样品非增强砖梁的尺寸为1250 * 280 * 214 mm（参见图2），而距离地面的底部距离为250 mm，光束高度为280 mm。砂浆组合物如表2所示。砖梁安装在同一材料的两个支架上，每个支架均为420 * 720 * 750 mm（参见图3.1）。
Rebar-Reinforced梁规格
试件钢筋砖梁尺寸相同(见图2)，底部距地面22cm，梁高30cm。梁是由2 #10变形钢筋为每个部分，在三个高度8,16.5，和23厘米。将变形的钢筋按梁的长度排成一条线，并放置在每个支架上(见图3.2)。
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测试和结果
测试
试验是通过使用一个标称承载力为160千牛顿的固定千斤顶进行的，该千斤顶能够测量力-位移(见图4)。
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|
在两个试验中，均采用尺寸为215 * 200 * 22mm的刚性板进行集中荷载的相对单调分布。每单位时间的均布荷载等于每分钟位移2mm。测量了梁的中心位移。图5显示了刚性板的位置、方位和受力情况。
 |
|
在这两种情况下，反应从失败开始和第一块砖行的分离（见图6）。根据研究人员对砌体墙的其他测试结果5，6，对角线裂缝起源于光束的底部和两端（见图7）。通过继续装载非加强梁，由于砂浆，砖块中的裂缝，以及光束的下部和中间部分之间的接头，可以看到几个故障（参见图8）。继续加载，直到梁完全失败。
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加强梁上的测试与梁不加强的光束，随着在测试中的差异，由于记录超过55mm的位移时，在3个步骤中进行加载。请注意，增强百分比等于梁横截面的0.0073。在装载的第一步中，砂浆和砖的关节失败在底部行（见图7-8）比非加强梁的迅速快得多。图9显示了材料的脱离和裂缝的发展。在最后一个装载中，所有梁的所有材料都失败了。
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|
检测结果
图1为无筋梁的试验结果。最大的力和位移如表4所示。在曲线的下降部分也记录了严重的故障。梁在位移为51.3 mm时发生完全破坏。
表4：不加强梁的力位移
力量 (kN) |
位移(毫米) |
最大位移mm）））） |
2.87 |
2.26 |
51.3. |
 |
|
图2为配筋砖梁的力-位移曲线，图3为三步加卸载配筋砖梁的力-位移曲线。数据见表5。
表5:钢筋梁的力-位移
力（kn） |
位移（mm） |
最大位移mm）））） |
20.54 |
12.78 |
77.96. |
 |
|
在图2中，观察到靠近20kn的力的故障，而所有三个纵向钢筋行的同时也是显而易见的。
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|
在装卸三个步骤后，砌体成分的变形等于77.96，直到完全失败和分离。
讨论的结果
如前一段所述，目前研究的主要目的是调查梁中的切割性能差异，并且不会用纵向动作加强。因此，选择最佳混合物并制备模型样品以测试砖单元对不同砂浆的压力的影响，以及分析其他研究的结果。结果表明，与未粘接的梁的成型和装载能力相比，相当差异（图4.4）。结果总结在表6中。
表6：比较加强和未使用梁中的负载位移
加载(KN) |
基于的位移（mm）加载 |
最大位移（mm） |
|
加强梁 |
2.87 |
2.26 |
51.3. |
不合因的梁 |
20.54 |
12.78 |
77.96. |
根据表6，通过加强比未原始条件多约7倍的梁，光束的负载能力从2.87kn到20.54kn增加到20.54kn。此外，最大负载条件下的位移从2.26增加到12.78，其比主要状态大约6倍。值得注意的是，最终流离失所
 |
|
实验还显示出裂缝的形成和分布在两个条件下也是相同的，并且唯一的差异是插入载荷的值。因此，诸如FRP的其他增强方法可以用于横梁的较弱点，包括具有架构的拐角以增加负载能力和成形值。
参考
- Najif Ismail，Robert B. Petersen，Mark J. Masia，Jason M. Ingham;（2011），未使用钢筋加强未使用砌体瓦雷特的对角线剪切行为，
- 科拉迪;特德斯基;宾达;(2007)，砌体墙加固前后抗剪抗压强度试验评价:深重指;意大利佩鲁贾大学土木与环境工程系意大利米兰理工大学结构工程专业，
- Mebarki a, Q.H. Bui a, R. Ami Saada a，*， P. Delmotte b, S. Sanchez Tizapa a;(2008)，砌体墙承载力评估的简化力学模型:理论和试验验证;a Université Paris-Est, Laboratoire Modélisation et Simulation Multi Echelle, MSME FRE 3160 CNRS, 5 Bd Descartes, 77454 Marne-La-Vallée，法国;b科学技术中心Bâtiment (CSTB)， 77447 Marne - la - Vallée cedex 2，法国
- 建筑业的砌体试验方法和规范，砌体棱镜抗压强度标准试验方法，第四版（2001）
- 齐默尔曼，A. Strauss, K. Bergmeister;(2010)，正、剪荷载作用下历史砌体墙的数值研究，
- Liborio Cavaleri，Andrea Failla，Lidia La Mendola，Maurizio Papia;（2005），钉锤垂直载荷下的砌体元素的实验和分析响应
- Vladimir G.Haach，Graca Vascomcelos，Paulo B.Lourenco;（2010），聚集体分级和水/水泥比的影响在迫击炮的可加工性和硬化性能下
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