Прочность каменной кладки сводчатых конструкций

Прочность каменной кладки сводчатых конструкций

Автор: Беспалов Владимир Владимирович, Зимин Сергей Сергеевич

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 11 (50), 2016 года.

Бесплатный доступ

Проведен комплексный анализ возможных подходов к определению прочности кладки, в том числе и сводчатых конструкций. Классические теории прочности не пригодны для этой цели из-за не учитываемой анизотропии кладки, которая обуславливает наличие сложной зависимости прочности от ориентации главных напряжений относительно растворных швов. Проанализированы отечественные и зарубежные критерии прочности кладки. Показано, что и те и другие годятся только для плоского напряженного состояния и требуют большое количество входных данных, которые крайне сложны в получении. Рассмотрены принципиальные подходы к конечно-элементному моделированию кладки. На основе этих подходов произведено моделирование нескольких кирпичных сводов. По результатам моделирования и с учетом анализа существующих критериев предложено адаптировать их для случая объемного напряженного состояния, а также разработать модель виртуальных испытаний образцов кладки для получения входных данных.

Еще

Критерий прочности, каменная кладка, своды, сложное напряженное состояние, моделирование

Короткий адрес: https://sciup.org/14322298

IDR: 14322298   |   DOI: 10.18720/CUBS.50.3

Список литературы Прочность каменной кладки сводчатых конструкций

  • Онищик, Л. И. Каменные конструкции. М.: Стройиздат, 1939. 412 с.
  • Онищик, Л. И. Прочность и устойчивость каменных конструкций. М.: ОНТИ, 1937. 276 с.
  • Зимин С. С., Кокоткова О. Д., Беспалов В. В. Сводчатые конструкции исторических зданий//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 2(29). С. 57-72.
  • Samarasinghe W. PhD Thesis. The in-plane failure of brickwork. University of Edinburgh. 1980. 225 p.
  • Tianyi Yi. PhD Thesis. Experimental Investigation and Numerical Simulation of an Unreinforced Masonry Structure with Flexible Diaphragms. Georgia Institute of Technology. 2004. 671 p.
  • Page A.W. (1978). Finite element model for masonry. Proceedings of the American Society of Civil Engineering. No. 104. pp. 1267-1285.
  • Кашеварова Г. Г., Труфанов Н. А. Моделирование механического поведения кирпичной кладки для оценки деформационных ресурсов строительных конструкций//Современная миссия технических университетов в развитии инновационных территорий. 2004. № 1. С. 97-102.
  • Hamid, A. A., Drisdale R. G. (1980). Behavior of brick masonry under combined shear and compression loading. Proceedings of Canadian Masonry Symposium. No. 2. pp. 51-64.
  • Деркач В. Н. Каменное заполнение каркасных зданий: прочность, жесткость и силовое взаимодействие с каркасом. Дис. д.т.н. Брест, 2016. 260 с.
  • Деркач, В. Н., Орлович Р. Б. Методы повышения трещиностойкости каменных перегородок, возводимых на железобетонных перекрытиях//Строительство и реконструкция. 2012. № 4 (42). С. 36-40.
  • Деркач, В. Н., Орлович Р. Б. Прочность каменной кладки на срез по неперевязанным сечениям//Строительство и реконструкция. 2010. № 3. С. 7-13.
  • Кабанцев О. В. Научные основы структурной теории каменной кладки для оценки предельных состояний каменных конструкций сейсмостойких зданий. Дис. д.т.н. Москва, 2016. 358 с.
  • Пангаев В. В. Развитие расчетно-экспериментальных методов исследования прочности кладки каменных конструкций. Дис. д.т.н. Новосибирск, 2009. 257 с.
  • Зимин С.С., Беспалов В.В., Казимирова А.С. Расчетная модель каменной арочной конструкции//Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2015. №3(113). С. 33-37.
  • Milani G., Rossi M., Calderini C., Lagomarsino S. (2016). Tilting plane tests on a small-scale masonry cross vault: Experimental results and numerical simulations through a heterogeneous approach. Engineering Structures. No. 123. pp. 300-312.
  • Milani G. (2015). Upper bound sequential linear programming mesh adaptation scheme for collapse analysis of masonry vaults. Advances in Engineering Software. No. 79. pp. 91-110.
  • Binda L., Lualdi M., Saisi A., Zanzi L. (2011). Radar investigation as a complementary tool for the diagnosis of historic masonry buildings. International Journal of Materials and Structural Integrity. No. 5. pp. 1-25.
  • Binda L., Lualdi M., Saisi A. (2007). Non-destructive testing techniques applied for diagnostic investigation: Syracuse cathedral in Sicily, Italy. International Journal of Architectural Heritage. No. 1. pp. 380-402.
  • Гениев Г. А., Курбатов А. С., Самедов Ф. А. Вопросы прочности и пластичности анизотропных материалов. Интербук, 1993. 188 с.
  • Гениев Г. А. О критерии прочности каменной кладки при плоском напряженном состоянии//Строительная механика и расчет сооружений. 1979. № 2. С. 7-11.
  • Mann W., Műller H. (1973). Bruchkriterien fűr querkraftbeanspruchtes Mauerwerk und ihre Anwendung auf gemauerte Windschscheiben.Die Bautechnik. No. 50. pp. 421-425.
  • Mann W., Műller H. (1979). Cracking Characteristics of Transversely Loaded Brick Masonry in Theory and Practice. Proceedings of 5th international brick masonry conference. No. 11. pp. 239-245.
  • Деркач В. Н., Орлович Р. Б. Эмпирические критерии прочности каменной кладки в условиях сложного напряженного состояния//Строительство и реконструкция. 2010. № 6 (32). С. 8-12.
  • Деркач В. Н., Орлович Р. Б. Критерии прочности, применяемые в зарубежной практике расчета и проектирования каменных конструкций//Известия вузов. Строительство. 2011. № 6. С. 101-106.
  • Lourenço P. B. PhD thesis. Computational Strategies for Masonry Structures. Technical Delft University Press. 1996. 220p.
  • Деркач В. Н., Орлович Р. Б. Оценка прочности кладочных растворов при обследовании каменных зданий//Инженерно-строительный журнал. 2011. № 7. С. 3-10.
  • Улыбин А. В., Зубков С. В. О методах контроля прочности керамического кирпича при обследовании зданий и сооружений//Инженерно-строительный журнал. 2012. № 3. С. 29-34.
  • Улыбин А. В., Зубков С. В., Сударь О. Ю., Лаптев Е.А. Стандартная и альтернативная методики определения прочности кирпича при обследовании зданий и сооружений//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 3 (18). С. 9-24.
  • Зубков С. В., Улыбин А. В., Федотов С. Д. Исследование механических свойств кирпичной кладки методом плоских домкратов//Инженерно-строительный журнал. 2015. № 8. С. 20-29.
  • Деркач В. Н. Прочность каменной кладки при осевом растяжении//Вестник гражданских инженеров. 2012. № 5 (34). С. 58-64.
  • Деркач В. Н., Белов В. В. Прочность каменной кладки на растяжение под углом к горизонтальным растворным швам//Вестник гражданских инженеров. 2012. № 2 (31). С. 65-70.
  • Kowalewskia L., Gajewskia M. (2015). Determination of failure modes in brick walls using cohesive elements approach. Procedia Engineering. No. 111. pp. 454-461.
  • Seim W. (1994). Isotropic or anisotropic -simulation of inplane loaded masonry structures close to reality. Proceedings of 10th international brick masonry conference. No. 11. pp. 77-86.
  • Bruggi M., Taliercio A. (2015). Analysis of no-tension structures under monotonic loading through an energy-based method. Computers & Structures. No. 159. pp. 14-25.
  • Pelà L., Cervera M., Oller S., Chiumenti M. (2014) A localized mapped damage model for orthotropic materials. Engineering Fracture Mechanics. No. 124-125. pp. 196-216.
  • Illampas R., Charmpis D. C., Ioannou I. Laboratory testing and finite element simulation of the structural response of an adobe masonry building under horizontal loading. Engineering Structures. No. 80. pp. 362-376.
  • Zucchini A., Lourenço P. B. (2002). A micro-mechanical model for the homogenisation of masonry. International Journal of Solids and Structures. No. 39. pp. 3233-3255.
  • Zucchini, A., Lourenço, P.B. (2004). A coupled homogenisation-damage model for masonry cracking. Computer and Structures. No. 82. pp. 917-929.
  • Page A.W. (1981). An experimental investigation of the biaxial strength of brick masonry. Proceedings institution of civil engineers. No. 71 (2). pp. 893-906.
  • Page A. W. (1983). The strength of brick masonry under biaxial compression-tension. International Journal of Masonry Construction. No. 3 (1). pp. 26-31.
  • Галалюк А.В. Деформационные характеристики керамических полнотелых кладочных элементов и раствора общего назначения заводского изготовления//Материалы международной научно-технической конференции молодых ученых (Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности). Могилев.: 2012. С. 123.
  • Bespalov V., Orlovich R., Zimin S. (2016). Stress-Strain State of Brick Masonry Vault with an Aperture. MATEC Web of Conferences. No. 53, 001009. 6 p.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp