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1、空斗墙砌体结构检测鉴定中采用无损检El测和PKPM验算承载力的方法摘要：讨论了采用无损检测方法贯入法和回弹法对空斗墙的砂浆和砖块强度 进行检测的适用性，测点位置宜布置于眠砖。提出了通过对抗压强度设计值及砌 体结构材料性能分项系数作出相应调整，能使用PKPM按88版砌体结构设计规 范验算分析空斗墙承载力。为既有建筑空斗墙砌体结构的承载力和可靠性分析 提供了参考依据。关键词：空斗墙；无损检测；贯入法；回弹法；PKPM；既有建筑；承载力； 可靠性Nondestructive testing and PKPM calculation of load-carrying capacity are used
2、 in the inspection and appraisal of cavity wall structureDeng Zixian(Guangdong Zhiye building structure inspection and Appraisal Co., Ltd，Guangzhou,511340,China)Abstract: The applicability of nondestructive testing that penetration resistance method and rebound method to test the strength of mortar
3、and brick of cavity wall is discussed. The testing points should be arranged on tiled bricks. It is proposed that PKPM can be used to calculation the load-carrying capacity of the cavity wall according to the 88 edition code for design of masonry structures, by adjusting the design value of compress
4、ive strength and the coefficient of material performance. It provides a reference basis for the load-carrying capacity and reliability analysis of the existing building with cavity wall structure.Keywords: cavity wall; nondestructive testing;penetration resistance method; rebound method;PKPM; existi
5、ng building; reliability引言城市更新和微改造项目中，为评估既有房屋结构现状，需要对建筑物进行检 测鉴定，为下一步房屋改造设计及加固提供技术依据。在更新改造的村镇建筑群 中存在空斗墙砌体结构房屋，针对这种大规模对空斗墙砌体结构进行的检测鉴定 任务，如何采用无损检测方法对材料强度进行推定以及运用高效的结构设计软件 进行验算分析，是工作任务保质保量完成的关键所在。1空斗墙建筑1.1 砌筑材料块材以烧结普通砖为主，规格有两种：95砖(240mmX115mmX53mm),85砖(216mmX105mmX43mm)。砌筑砂浆主要有三种：八十年代之前多为泥 灰，九十年代后多为混合砂浆
6、，水泥砂浆11.2 砌筑方式一砖厚空斗墙砌体，包括四种砌筑方式：一眠一斗、一眠二斗、一眠多斗、 无眠空斗。(b) 眠二斗(a) 眠一斗(a)无眠空斗(c) 一眠多斗图 1 空斗墙砌筑方式1.3 结构特点空斗墙与实砌墙相比，在外围尺寸墙厚一致的情况下总体质量较轻，墙体内 空斗使受块体与砂浆之间的粘结面下降，空斗墙有效横截面积减少，整体抗压强 度和抗剪强度较实砌墙小。2 采用无损检测方法推定材料强度大规模鉴定项目中需要轻便、快捷、简单、高效、结果保证率满足要求的材 料检测方法。而贯入法和回弹法，这两种无损检测方法无疑是此类鉴定项目的理 想选择。但空斗墙已经在 2001 版设计规范中取消了，现行检测
7、规程标准是否对 空斗墙这种特定对象保持适用性呢？空斗墙材料性能检测是结构检测鉴定工作中 的关键内容，有必要对检测方法的适用性进行确认。2.1 贯入法检测砌筑砂浆抗压强度2.1.1 贯入法通过测定钢钉贯入深度值检测构件材料强度的方法。贯入法检测技术应用广 泛，其具有操作简单、检测快捷、检测结果精度高的优点，取得了良好的社会效 益和经济效益。2.1.2贯入法技术规程的适用性依据根据贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程JGJ/T 136-2017 （以下简称 贯入法）总则，规程适用于砌体结构中砌筑砂浆抗压强度的现场检测。此处 没有对空斗墙砌体的适用与否作出规定。而在贯入法4.2.4条原文中“多孔 砖砌
8、体和空斗墙砌体的水平灰缝深度不应小于30mm” 2。有提及空斗墙砌体的 水平灰缝深度要求，即规程有兼顾空斗墙砌体的这种检测对象。由此可判断贯 入法适用于空斗墙砌筑砂浆抗压强度检测。而值得注意的还有贯入测点布置应 避开竖缝位置、门窗洞口、后砌洞口和预埋件的边缘，应避开斗砖和丁砖位置的 灰缝，适合把测点布置于眠砖的灰缝。2.2 回弹法检测砖抗压强度2.2.1回弹法通过测定回弹值及有关参数检测材料抗压强度和强度均质性的方法。2.2.2回弹法技术规程的适用性依据根据建筑结构检测技术标准GB/T 50344-2019中5.2.8“既有结构砌筑 块材的抗压强度可采用回弹法进行检测”和砌体工程现场检测技术标
9、准GB/T 50315-2011中14. 1. 1 “烧结砖回弹法适用于推定烧结普通砖或烧结多孔砖砌体 中砖的抗压强度”，说明回弹法是适用于现有砌体建筑检测块材的应用环境的， 但以上标准都没有明确回弹法对空斗墙砖块的适用性问题。根据目前已有的适用 性检验研究成果：回弹法适用于空斗墙砌体粘土砖强度的检测，但检测位置宜避 开斗砖3。从回弹法的原理可以理解，若砌筑砂浆对砖块的约束力不足，砖块松动，回 弹时必产生颤动，造成回弹能量损失，使检测结果偏低。因此宜把回弹测点布置 于空斗墙的眠砖位置。3采用PKPM验算空斗墙结构承载力3.1验算标准回顾我国74版、89版、2002版及之后的设计规范，结构可靠性
10、有明显逐步 提高的趋势，若使用现行结构设计软件PKPM验算当初建造的既有建筑会造成大 量原本满足当初设计规范的构件被“算”成不符合要求，这样的分析有失对历史 的尊重未能达到正确客观的评价。因此为确定一个合理的衡量标准，实事求是从 实际需求出发，应由建筑产权人和检测鉴定机构共同商定后续目标使用年限，从 而能够采用概率理论讨论在后续使用过程的可靠性问题。而现行主要鉴定标准都 体现了这点，把房屋按建造年代进行分类：1类房屋指1989年以前建造的房屋, II类房屋指1989年2002年间建造的房屋，111类房屋是指2002年以后建造的房 屋。这三类房屋分别在目标使用年限30年、40年和50年具有相同的
11、概率保证， 现有建筑抗震设防目标在相同概率保证的前提下与现行国家标准建筑抗震设计 规范GB 50011 致。基于“满足当初建造时的设计规范要求即为安全”的原则 4，实际工作中面对不同年代的空斗墙砌体结构可选用房屋建造时适用的设计规 范进行承载力验算。3.2 PKPM 建模由于PKPM结构设计软件基于现行设计规范开发，而从2001版开始砌体结 构设计规范中已取消了空斗墙，因此目前PKPM建模中无法找到空斗墙的构件 类型可供使用，需要我们针对空斗墙的实际情况去定义墙体厚度和砌体容重。3.2.1空斗墙的容重根据建筑结构荷载规范GBJ 9-87附录一和工业与民用建筑结构荷载规 范TJ 9-74附录一可
12、知粘土空斗砌体的容重如下表1表1 粘土空斗砌体的容重5粘土砖空斗砌体17中填碎瓦砾，一眠一斗粘土砖空斗砌体13全斗粘土砖空斗砌体12.5不能承重粘土砖空斗砌体15能承重砌体容重应根据砌筑方式和能否承重确定，如能承重的粘土砖空斗砌体取15 kN/m3，再考虑墙体两侧面各20mm厚的抹灰砂浆找平饰面层重量，则输入至模型 中的砌体容重可为：18 kN/m3。3.2.2空斗墙的厚度空斗墙的厚度多数为一砖厚，建模时墙体材料类别选用烧结砖，厚度按实际 输入，如95砖为240mm，85砖为216mm。为什么不采用墙体厚度折减，比如按 190mm厚的方式来模拟空斗墙有效截面的减小？因为墙体厚度减少会影响高厚比
13、, 导致受压构件承载力影响系数下降，计算受压承载力下降，而且PKPM得出的 高厚比计算结果也与实际不一致。那么PKPM建模中怎样才能处理空斗墙与实砌 墙相比有效横截面积减少的问题呢？下面会通过空斗墙与实砌墙抗压强度设计值 的比值k,对PKPM实砌墙的验算结果进行修正。3.2.3空斗墙验算结果修正系数由于砌体结构设计规范GBJ 3-88 （简称88规范）到GB 50003-2011 均采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，并以分项系数的设计表达式进行 计算，在受压构件承载力计算方法是不变的，相关参数一致，如：高厚比修正系 数，；（烧结普通砖和空斗砌体均为1.0），静力计算方案的确定方法，受压构
14、件计算高度H取值方法，受压构件承载力影响系数一致，等等。这样就为采用0PKPM验算88规范设计的砌体结构房屋提供了可能性。接着针对空斗墙的抗 压强度设计值及砌体结构材料性能分项系数作出相应调整，便能达到按88规范 复核验算的效果。3.2.3.1空斗墙的抗压强度设计值调整参考88 规范中烧结普通砖抗压强度设计值（表 1）和一砖厚空斗砌体抗 压强度设计值（表2）表1烧结普通砖抗压强度设计值=菇草空斗砌体的抗压強十值（MPii） * 2, 2, 12盼窓lii庚MBMlM Q. 4.0MU20 (2M)i隔M41-31MU15 (ISO)1.341-(8Cl 98的a 73MUID (100)慎弗Q
15、.72。萌a. 63Q. 49MU工 E (75)0.品|a 19Q. 417q. 37由此引出空斗墙与实砌墙体抗压强度设计值的比值k,通过比较发现k值并 不是一个常数，砖强度等级越低，砂浆强度等级越高，k值就越小。因此应根据 实测的砖和砂浆强度等级从表3查出对应的k值。表3一砖厚空斗砌体抗压强度设计值与烧结普通砖抗压强度设计值的比值k1根据受压构件的承载力计算公式，得出：和二至于三二尹3.2.3.2砌体结构材料性能分项系数调整砌体的强度设计值 :-88规范中砌体结构材料性能分项系数厂=1.5。而砌体结构设计规范GB 50003-2011中一般情况下，宜按施工质量控制等级为B级考虑，取八；当为 C级时，取；二；当为A级时，取；二。因此PKPM建模时，施工质量控制等 级选项选取“A级”就能保证砌体结构材料性能分项系数；二-与88规范一致了。还有模型信息里面“执行建筑结构可靠性设计统一标准 GB50068-2018” 不要勾选。3.3 PKPM对于砖石结构设计规范GBJ 3-73的适用性问题建筑结构设计统一
