Прочность и деформации каменной кладки из керамического кирпича при сдвиге поперек горизонтальных швов

Аннотация

Выявлена проблема отсутствия данных о прочности кладки и ее деформационных характеристиках при сдвиге поперек горизонтальных швов в действующих нормативных документах. В то же время в исследованиях многих авторов содержится достаточно результатов, позволяющих оценить значимость рассматриваемых характеристик. В рамках настоящего исследования цель состояла в оценке возможности использования численных методов расчета при определении прочностных и деформационных характеристик каменной кладки, поскольку проведение физических экспериментов является дорогостоящим при анализе большого количества параметров. В результате были выполнены экспериментальные и численные исследования значений прочности при сдвиге, модуля сдвига и предельного угла сдвиговых деформаций при сдвиге поперек горизонтальных швов кладки, выполненной из керамических полнотелых и пустотелых кладочных изделий. Были разработаны численные микро-модели образцов каменной кладки на основе проведенных экспериментальных исследований. Верификационные исследования показали удовлетворительную сходимость численных моделей с результатами экспериментальных исследований. При моделировании сдвига поперек горизонтальных растворных швов было определено влияние уровня сжимающих напряжений и соотношения размеров сторон опытных образцов на деформационные и прочностные характеристики кладки, что экспериментальным путем выполнить достаточно сложно. Прочность каменной кладки при сдвиге и предельные значения угла сдвиговых деформаций снижаются при увеличении соотношения сторон опытного образца. При уровнях обжатия каменной кладки из полнотелого кирпича более 30% прочности при сжатии, а кладки из пустотелого кирпича – более 70%, имеет место резкое падение значения прочности каменной кладки при сдвиге.

Ключевые слова: каменная кладка, прочность при сдвиге, модуль сдвига, предельный угол сдвиговых деформаций, полнотелый керамический кирпич, пустотелый керамический кирпич.

Для цитирования: Демчук, И. Е. Прочность и деформации каменной кладки из керамического кирпича при сдвиге поперек горизонтальных швов / И. Е. Демчук // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2017. – Вып. 9. – С. 183–205. https://doi.org/10.23746/2017-9-12

Полный текст статьи на русском языке

Список использованных источников

1. Еврокод 6. Проектирование каменных конструкций. Часть 1-1: Общие правила для армированных и неармированных конструкций: СТБ EN 1996-1-1-2008. – Введ. 1.07.2009. – Минск: Госстандарт, 2009. – 128 с.
2. Каменные и армокаменные конструкции: СНиП II-В.2-71. – Введ. 01.07.1972. – М: ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Госстроя СССР: Стройиздат, 1972. – 30 с.
3. Каменные и армокаменные конструкции: СНиП II-22-81* (с изм. №1 и №2). – Введ. 01.01.1983. – М: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Госстроя СССР: ФГУП ЦПП, 2004. – 40 с.
4. BS 5628. Part 1. Structural use of unreinforced masonry. BSI, London 1992.
5. PN-B-03002:2007. Konstrukcje murowe niezbrojone. Projektowanie i obliczanie. Int. 11.07.2007.
6. Kubica, J. (2003): Niezbrojone ściany murowe poddane odkształceniom postaciowym wywołanym nierównomiernymi przemieszczeniami podłoża. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 196 s.
7. Кабанцев, О. В. Пластическое деформирование и разрушение каменной кладки в условиях двухосного напряженного состояния / О. В. Кабанцев // Вестник МГСУ. – 2016 . – №2 . – С. 34-48.
8. Поляков, С. В. Прочность и деформации квадратных виброкирпичных панелей при перекосе в плоскости стены. Прочность вертикальных стыков / С. В. Поляков, В. И. Коноводченко. – М.: Госстройиздат, 1962. – С. 149- 165.
9. Коноводченко, В. И. Прочность и деформации при центральном сжатии панелей из кладки с косым расположением кирпича / В. И. Коноводченко // Сейсмостойкость сборных крупноэлементных зданий. – М.: Госстройиздат, 1963. – С. 119-130.
10. Jasiński, R., Piekarczyk, A., Kubica, J.: Badania początkowej wytrzymałości muru na ścinanie wg zaleceń RILEM LUMB 6. XLVII Konferencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej I Wodnej PAN I Komitetu Nauki PZITB. Opole – Krynica, 2001. T.3. S. 353-360.
11. Szarliński, J., Winnicki, A., Podleś, K.: Konstrukcje z betonu w płaskich stanach. Politechnika Krakowska, Kraków 2002.
12. Lewicki, B., Drobiec, Ł., Gajownik R., Jasiński R., Kubica J., Kubiak D., Piekarczyk A., Sieczkowski J.: Rozszerzenie podstaw naukowych ustaleń Eurokodu 6 „projektowanie konstrukcji murowych. Komentarz naukowo-badawczy do PN-EN 1996-1-1:2008, PN-EN 1996-2:2008 i PN-EN 1996-3:2008. Wydawnictwo ITB. Warszawa 2008.
13. RILEM TC. 1994. 76-LUM. Diagonal tensile strength tests of small wall specimens, 1991. In RILEM, Recommendations for the Testing and Use of Constructions Materials. London: E&FN SPON, pp. 488–489.
14. American Society for Testing and Materials (ASTM). 2002. ASTM E 519–02, standard test method for diagonal tension (shear) in masonry assemblages. In Annual Book of ASTM Standards. West Conshohock, PA: ASTM International.
15. Шишкин, А. А. Причины появления трещин в каменных и блочных зданиях повышенной этажности с несущими поперечными стенами и методы их устранения / А. А. Шишкин // Анализ причин аварий строительных конструкций. Вып. 4. – ЦНИИСК. М.: Издательство литературы по строительству, 1968. – С. 4-24.
16. Измайлов, Ю. В. Сейсмостойкость каркасно-каменных зданий / Ю. В. Измайлов. – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1975. – 309 с.
17. Schubprüfung an geschoßhohen Mauerwerksprüfkörpern. Deutsches Institut für Bautechnik DIBt, Sachverständigenausschuß «Wandbauelemente», 1997.
18. Rossbach M., Schmidt U., Schubert P. Untersuchungen zur Schubtragfähigkeit von Ziegelmauerwerk [Investigations on the shear resistance of brick masonry]. Mauerwerk. 2004. No.8. pp.72–81.
19. Деркач, В. Н. Исследование модуля упругости каменной кладки из керамических и силикатных кладочных элементов. / В. Н. Деркач, А. В. Галалюк // Вестник Полоцкого государственного университета. Строительство. Прикладные науки. – 2010. – № 12. – С. 77-81.
20. Кашеварова, Г. Г. Моделирование процесса разрушения кирпичной кладки / Г. Г. Кашеварова, А. Ю. Зобачева // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2010. – № 1. – С. 106-116.
21. Демчук, И. Е. Предельные значения прочности каменной кладки при сдвиге в Национальном приложении к Еврокоду 6 / И. Е. Демчук // Актуальные проблемы инновационной подготовки инженерных кадров при переходе строительной отрасли на европейские стандарты. Сборник Международных научно-технических статей (материалы научно-метод. конф.), г.Минск, 26-27 мая 2015 г. / БНТУ; редкол.: В. Ф. Зверев, С. М. Коледа. – Минск: БНТУ, 2015. – С. 77-89.
22. Демчук, И. Е. Экспериментально-теоретические исследования каменной кладки при сдвиге с обжатием / И. Е. Демчук // Вестник БрГТУ. – 2016. – № 1(97): Строительство и архитектура. – С. 112–116.

ISSN 2076-6033