密肋空心砖楼板试验研究.docx

密肋空心砖楼板试验研究1试验方案1.1加固方案试验板带1通长更换肋梁底部原有1根直径16mm的竹节钢筋为1根HRB400级直径为16mm的钢筋，为加强通长更换钢筋的锚固，在肋梁端部墙体剔凿120mm平行于肋梁方向×60mm垂直于肋梁方向×60mm高度方向，将通长钢筋弯折90°后锚入支座120mm并采用C35级灌浆料浇筑密实。沿肋梁方向设置剪力销准6mm500mm200mm，剪力销从原肋梁底面算起植筋深度为120mm，植筋采用改性环氧类A级构造胶粘剂。通长钢筋更换完毕后在肋梁底部压抹I级聚合物砂浆。试验板带1加固方案见图3。试验板带2局部更换支座附近存在混凝土保护层剥落及钢筋锈蚀现象区域肋梁底部原有直径16mm的竹节钢筋为HRB400级直径为16mm的钢筋。局部更换钢筋与原有钢筋采用双面焊接连接，搭接长度为100mm，其他构造同试验板带1。试验板带2加固方案见图4。1.2加载方案采用砂袋对试验板带进行加载，每级荷载均为8袋50kg共400kg，等效为1.2kN/m2的均布荷载的砂袋。砂袋分层码放。每级荷载加载或卸载完成后均静停15min，加载全部完成后静停12h。试验板带加固施工完成28d后进行加固后的现场荷载试验。试验板带加载1加固前加载至第五级荷载6.0kN/m2，试验板带1、2加固后均加载至第七级荷载8.4kN/m2。1.3量测方案采用位移计对加载及卸载经过中试验板带的挠度进行测量。试验板带1及试验板带2均在3个肋梁底部支座及跨中分别布置1个位移计，中间肋梁底部两侧1/3跨分别布置一个位移计。采用电阻应变片对加载及卸载经过中试验板带肋梁底部原有钢筋、通长更换或局部更换受力钢筋的应变进行测量。试验板带电阻应变片布置见图5。2材料强度检测情况现场截取试验板带肋梁底部原有竹节钢筋，对其进行抗拉试验，试验结果见表1。由表1可见，试验板带肋梁底部原有竹节钢筋材料性能指标接近于HPB235级钢筋。根据JG/T2892010（混凝土构造加固用聚合物砂浆）、GB/T176711999（水泥胶砂强度检验方法ISO法）对该聚合物砂浆的抗压强度、抗折强度进行试验，试验试块抗压强度分别为40.4、40.3、43.6MPa，抗折强度分别为8.1、8.6、7.5MPa。对聚合物砂浆与肋梁混凝土的粘结强度进行检测，试验结果表明，聚合物砂浆与肋梁混凝土粘结强度主要介于1.011.19MPa，个别为1.54、1.93MPa。3试验结果3.1试验现象1试验板带1加固前。第二级荷载2.4kN/m2加载完成后西侧边肋距C轴支座0.5m处出现剪切斜裂缝，最大裂缝宽度为3mm，裂缝长度为0.3m下面称为1号裂缝；东侧边肋距D轴支座0.3m处剪切裂缝，最大裂缝宽度为2mm，裂缝长度为0.3m下面称为2号裂缝；东侧边肋距C轴支座1.2m处剪切裂缝，最大裂缝宽度1.5mm，裂缝长度0.3m；第四级荷载4.8kN/m2加载完成西侧边肋跨中掉小空心砖砖块、掉渣；第五级荷载6.0kN/m2加载完成后板底掉渣明显，1号裂缝最大裂缝宽度为4mm。静停12h后，1号裂缝向支座延伸0.7m，最大裂缝宽度为0.3mm；2号裂缝长度为0.5m；西侧边肋D轴支座处出现剪切斜裂缝，最大裂缝宽度为2mm，裂缝长度为0.9m。试验板带1加固前荷载试验现象详见图9a。由试验现象可见，密肋空心砖楼板加固前肋梁内未配置抗剪钢筋，在较大荷载作用下易产生剪切裂缝。2试验板带1加固后。试验板带1加固后荷载试验加载及卸载经过中肋梁混凝土及后抹聚合砂浆无开裂及剥落现象，试验板带1加固前荷载试验肋梁出现的裂缝也未发展。试验板带1加固后荷载试验现象见图9b。3试验板带2加固后。第三级荷载3.6kN/m2加载完成后西侧小肋靠C轴支座处肋梁出现沿钢筋铺设方向混凝土开裂现象，最大裂缝宽度为0.25mm，裂缝长度为0.45m；第四级荷载4.8kN/m2加载完成后中间肋梁跨中底部混凝土沿钢筋铺设方向出现开裂现象，最大裂缝宽度为0.2mm，裂缝长度为0.1m。3.2荷载-挠度曲线试验板带荷载-跨中挠度曲线见图6，图6括号内荷载等级适用于试验板带1加固前的情况。由图10可见，对于试验板带1加固前后而言，第一级荷载1.2kN/m2加载至第四级4.8kN/m2的荷载-跨中挠度曲线呈直线且基本一致，表明试验板带1处于弹性阶段且加固前后刚度基本一致；加载至第五级荷载6.0kN/m2时，试验板带1加固前后的跨中挠度分别为3.43、3.02mm，试验板带1加固后跨中挠度比加固前降低了12%，表明试验板带1加固后的刚度有所提高。对于试验板带1加固后与试验板带2加固后而言，整个加载经过中，试验板带2加固后的跨中挠度均明显小于试验板带1加固后的跨中挠度，加载经过中试验板带2加固后的跨中挠度比试验板带1加固后分别降低了43.2%55.3%，表明试验板带2加固后的刚度较试验板带1加固后有明显提高，原因是试验板带1加固时通长更换的钢筋与肋梁混凝土的粘结力较试验板带2未更换钢筋区域的粘结力有所降低，试验板带1加固后的通长更换钢筋与肋梁混凝土的共同作用效果较试验板带2加固后有所下降，进而影响了试验板带1加固后的刚度。3.3钢筋应变试验板带荷载试验肋梁底部受力钢筋应变变化情况见图7。由图7可见，加载经过中，试验板带跨中肋梁底部受力钢筋一直处于受拉状态且应变逐级增大，表明加固后通长或局部更换钢筋能够有效传力；试验板带1加固后及试验板带2加固后支座附近处的肋梁底部纵向钢筋在加载及卸载经过中一直处于受压状态，表明支座对楼板的约束作用较强。4试验结论1密肋空心砖楼板加固前肋梁内未配置抗剪钢筋，在较大荷载作用下易产生剪切裂缝。2支座对密肋空心楼板的约束作用较强。3后抹聚合物砂浆与原肋梁混凝土粘结效果好，能有效阻止加固后密肋空心砖楼板开裂。4针对于肋梁底部局部存在混凝土保护层严重剥落、钢筋存在明显外露、严重锈蚀现象的密肋空心砖楼板可采用局部更换钢筋并增设剪力销后抹聚合物砂浆的方法进行加固。局部更换钢筋能够与原钢筋连接成为整体并能在荷载作用下有效传力。采用此方法加固后，楼板的承载力及刚度均有所提高。5针对于沿跨度范围内普遍存在肋梁底部混凝土保护层严重剥落、钢筋存在明显外露、严重锈蚀现象的密肋空心砖楼板可采用通长更换钢筋并增设剪力销后抹聚合物砂浆的方法进行加固。