Розрахунок міцності кам’яної кладки при сумісній дії вертикального та горизонтального навантаження варіаційним ме-тодом у теорії пластичності
Анотація
Розглянуто можливі випадки руйнування кладки в будівлях із несучими кам’яними стінами при сумісній дії вертикальних і горизонтальних навантажень. Виділено діагональний зсув як характерний випадок для простінків при сейсмічних впливах. Наголошено на відсутності нормативної методики розрахунку міцності для даного випадку руйнування. Використана класифікація тріщин в цегляних стінах в якості критерія реалізації окремих випадків руйнування простінків. На основі аналізу результатів експериментальних досліджень зразків на перекіс, як моделей роботи простінків, надані пропозиції щодо кінематично можливої схеми руйнування кам’яних елементів, котру запропоновано як базову для розрахунку. Задачі міцності розв’язані варіаційним методом у теорії пластичності з урахуванням обох характеристик опору кладки, розмірів зразків та площадок завантаження. Кам’яна кладка розглядається як жорстко-пластичне тіло. Пластична деформація зосереджена у тонких шарах на поверхні зсуву, а сусідні зони (диски) вважаються абсолютного жорсткими. Особливості робота кам’яної кладки враховано шляхом використання відповідної умови міцності. Умова міцності на ділянках зсуву в стиснутих областях розглядається як пластичний потенціал. Застосовується принцип віртуальних швидкостей. Задачі міцності розв’язуються шляхом дослідження функціоналу принципу на стаціонарний стан. Варіюються напрямки переміщення жорстких дисків та швидкості деформації. Отримані розрахункові залежності для визначення зусиль, котрі сприймають простінки цегляних стін у граничному стані. Граничне навантаження відповідає мінімуму потужності пластичної деформації. Встановлено вплив співвідношення між вертикальною і горизонтальною складовою навантаження на розміри площадки завантаження: при збільшенні величини горизонтальної сили розміри площадки завантаження зменшуються. Розглянуто вплив на міцність підсилення цегляних простінків при діагональному розколюванні
Посилання
2. Tumanov A. (2000). Strength of reinforced masonry walls under the combined action of vertical and horizontal forces. (Thesis for PhD). Penza
3. Michelis P., Papadimitriou C., Karaiskos G., Papadioti D. (2011). Full-scale shake table experiments and vibration tests for assessing the effectiveness of textile materials for retrofitting masonry buildings. ECCOMAS Thematic Conference - COMPDYN 2011: 3rd International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. Corfu, Greece
4. Corradi M., Borri A., Castori G., Sisti R. (2014). Shear Strengthening of Wall Panels Through Jacketing with Ce-ment Mortar Reinforced by GFRP Grids. Composites Part B: Engineering, 64, 33-42
https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.03.022
5. Mustafaraj E., Yardim Y. (2018). In-plane Shear Strengthening of Unreinforced Masonry Walls Using GFRP Jacketing. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 62(2), 330-336
https://doi.org/10.3311/PPci.11311
6. Kadam S., Singh Y., Bing L. (2012). Mechanical Prop-erties of Externally Strengthened Masonry. Proceedings of 15th world conferences on earthquake
7. Meguro K., Soti R., Sathiparan N., Numada M. (2012). Dynamic Testing of Masonry Houses Retrofitting by Bam-boo Band Meshes. Journal of Japan Society of Civil Engi-neers, 68 (4), 760-765
https://doi.org/10.2208/jscejseee.68.I_760
8. Gupta Akshay, Singhal Vaibhav (2020). Strengthening of Con-fined Masonry Structures for In-plane Loads. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 936 012031
https://doi:10.1088/1757-899X/936/1/012031
9. Gasiev A.A., Granovsky A.V. (2015). To the Question of Assessing the Bearing Capacity of Brick Piers, Rein-forced Canvases Made of Carbon Fiber Fabric, under the Action of Shear Forces. Industrial and Civil Construction, 6, 36-42
10. Dmitriev A.S. (1960). Masonry Structures. Modern State and Development Prospects. Moscow: Gosstroyizdat
11. Polyakov S.V., Safargaliev S.M. (1988). Seismic Re-sistance of Buildings with Bearing Brick Walls. Kazakhstan
12. Tonkikh G.P., Kabantsev A.V., Koshaev V.V. (2005). Experimental Research Technique for Reinforcing Masonry Buildings with Reinforced Concrete Applications. Earth-quake-resistant Сonstruction. Safety of Structures, 6, 76-82
13. Tonkikh G.P., Kabantsev A.V., Koshaev V.V. (2007). Experimental Studies of the Bearing Capacity of Masonry at Main Loads. Earthquake-resistant Construction. Safety of Structures, 6, 26-31
14. Derkach V.N. (2012). Anisotropy of Tensile Strength of Masonry During Splitting. Scientific and Technical Statements of SPbSPU. Science and Education, 2(147), 259-265
15. Demchuk I.E. (2017). Strength and Strain of Masonry from Ceramic Bricks During Shear Across Horizontal Joints. Problems of Modern Concrete and Reinforced Con-crete, 9, 183-205
https://doi.org/10.23746/2017-9-12
16. Izmailov Yu.V., Burovenko V.A., Kirpiy A.F. (1990). Strengthening of Buildings Damaged by an Earthquake. Carpathian Earthquake 1986., 303-317
17. Dong K.Б, Sui Z.-a, Jiang J., Zhou X. (2019). Experi-mental Study on Seismic Behavior of Masonry Walls Strengthened by Reinforced Mortar Cross Strips. Sustainability, 11(18), 4866
https://doi.org/10.3390/su11184866
18. DBN V.2.6-162: 2010. Constructions of buildings and structures. Stone and reinforced stone structures. Basic provisions. Kyiv: Ministry of Regional Development of Ukraine
19. Mitrofanov V.P., Dovzhenko O.A., Pogrebnoy V.V. (2005). Variational method for calculating the strength of masonry under local compression, Construction, materials science, mechanical engineering, 32, 76-82
20. Dovzhenko O.O., Pohribnyi V.V., Kurylenko О.О. (2012). On the Possibility of Using the Theory of Plasticity for Calculating the Strength of Elements from High-Strength Concrete. Utilities of Сities, 105, 74-82
21. Pohribnyi V., Dovzhenko O. & Maliovana O. (2018). The Ideal Plasticity Theory Usage Peculiarities to Concrete and Reinforced Concrete. International Journal of Engineering & Technology, 7(3.2), 19-26
http://dx.doi.org/10.14419/ijet.v7i2.26.14369
22. Pohribnyi V., Dovzhenko O., Karabash L. & Usenko I. (2016). The Design of Concrete Elements Strength under Local Compression Based on the Variational Method in the Plasticity Theory. Web of Conferences, 116, 02026
http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/201711602026
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
