Experimental studies of the strength of masonry under axial and local compression

Марина Пенц; Оксана Довженко

doi:10.26906/znp.2025.64.4049

Автор(и)

Марина Пенц Національний унівеситет "Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка"
Оксана Довженко Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»

DOI:

https://doi.org/10.26906/znp.2025.64.4049

Ключові слова:

кладка, міцність, стиск, цегла, розчин

Анотація

Кам'яна кладка – це традиційний будівельний матеріал, який продовжує відігравати значну роль у сучасному цивільному та промисловому будівництві. Визначення її міцнісних характеристик, особливо при стискальному навантаженні, залишається актуальною дослідницькою проблемою, оскільки стискаючі сили є переважаючими в несучих стінах, колонах та інших конструкційних елементах кладки. На міцність кладки на стиск впливають численні фактори, включаючи міцність та геометричні властивості елементів, точність їхньої форми, наявність пустот, міцність розчину, деформаційні характеристики затверділого розчину, легкоукладальність розчинової суміші, міцність зчеплення між розчином та елементами кладки, ступінь заповнення швів, характер з'єднання та загальну якість виконання робіт. При визначенні міцності кладки при локальному стисканні враховується характер руйнування зразка, на основі якого розробляється відповідна кінематична схема, що визначає основні параметри, що впливають на міцність кладки. Одна з ключових проблем полягає у відсутності єдиного підходу до визначення геометричних параметрів зразків, що використовуються для випробувань. Метою цього дослідження є: 1. формулювання науково обґрунтованих рекомендацій щодо форми та розмірів стандартних зразків, що дозволить максимально достовірно оцінити осьову міцність кладки на стиск на основі результатів випробувань; 2. розгляд випадку локального стиснення стін штампами, розташованими біля грані, шириною меншою за товщину стіни.

Посилання

1. Усенко Д.В. Міцність цегляної кладки при діагональному розколюванні: дис. PhD: – 192. Полтава, 2022, 168 с.

2. Міщенко Р.А. Міцність цегляної кладки / Р.А. Міщенко // Комунальне господарство міст. – К.: Техніка, 2000. – Вип. 23. – с. 34–37.

3. Клименко, Є.В. Зріз кам’яних конструкцій: монографія / Є.В. Клименко, О.С. Чернєва. – Одеса: Видавництво «Чорномор’я», 2010. – 173 с.

4. Kumar P.V. Variation in compressive properties of Indian brick masonry and its assessment using empirical models/ P.V. Kumar, Y. Singh // Stuctures. – 2021. – Vol. 33. – p. 1734 – 1753.

5. Митрофанов В.П. Варіаційний метод розрахунку міцності кам'яної кладки при місцевому стисканні/ В.П. Митрофанов, О.О. Довженко, В.В. Погрібний // Будівництво, матеріалознавство, машинобудування: збірник наукових праць. – Дніпропетровськ, 2005. –Вип. 32. – с. 76 – 82.

6. Lutman M. In situ tests for the assessment of seismic strengthening historic brick masonry walls with carbon fiber fabric/ M. Lutman, U. Bohinc, M. Gams, M. Tomaževič // Slovenian National Building and Civil Engineering Institute. – 2021. – 10 p.

7. Ghiassi B. Chapter 7 – Masonry mechanical properties/ B. Ghiassi, A.T. Vermelfoort, P.B. Lourenço // Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. – 2019. – р. 239 – 261.

8. Thaickavil N.N. Behaviour and strength assessment of masonry prisms/ N. N. Thaickavil, J. Thomas // Case Studies in Construction Materials. – 2018. – p. 23–38.

9. Singhal V. Suitability of half-scale burnt clay bricks for shake table tests on masonry walls/ V. Singhal, D. Rai // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2014. – р. 644 – 657.

10. Kloukinas P. Strength of materials and masonry structures in Malawi/ P. Kloukinas, I. Kafodya, I. Ngoma, V. Novelli, J. Macdonald & K. Goda // 7th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation. – Cape Town, South Africa, 2014.

11. Faizah R. The importance of bricks and mortar in determining the strength of masonry walls/ R. Faizah // KURVATEK. – 2024.

12. Онищик Л.І. Міцність та стійкість кам'яних конструкцій / Л.І. Оніщик. – 1937. – 291 c.

13. Кам’яні та армокам’яні конструкції: ДБН В.2.6-162:2010. – К.: Мінрегінобуд України, 2011. – 97 с.

14. Hamid A.A. Direct modeling of concrete block masonry under axial compression/A.A. Hamid, B.E. Abboud, H.G. Harris // Masonry: Research, application, and problems, ASTM STP 871. – J.C. Grogan, J.T. Conway (Eds.), American Society for Testing and Materials Philadelphia, 1985. – p. 151 – 166.

15. Thomas J. Parametric study of the strength of brickwork prisms/ J. Thomas, E.M. Ansar // Proceedings of the First CUSAT National Conference on Recent Advances in Civil Engineering. – Kochi, India, 2004. – p. 431 – 437.

16. Gumaste K.S. Compressive strength of storey height burnt clay brick masonry walls/ K.S. Gumaste, N. Kenkere, B. Reddy, K. Jagadish // Journal of Structural Engineering. – 2012. – р. 541– 547.

17. Griffith M. Out-of-plane flexural strength of unreinforced clay brick masonry walls/ M. Griffith, J. Vaculik // The Masonry Society Journal. – 2007. – p. 53 – 68.

18. Francis A.J. The effect of joint thickness and other factors on compressive strength of brickwork /A.J. Francis, C.B. Horman, L.E. Jerrems // Proceedings of the 2nd International Brick Masonry Conference. – 1971. – p. 31 –37.

19. Ganesan T.P. Behavior of concrete hollow-block masonry prisms under axial compression / T.P. Ganesan, K. Ramamurthy // Journal of Structural Engineering. – 1992. – Vol. 118. – № 7. – p. 1751 – 1769.

20. Wu F. Strength and stress–strain characteristics of traditional adobe block and masonry /F. Wu, G. Li, H.N. Li, J.Q. Jia // Materials and Structures. – 2013. – Vol. 46. – p. 1449 – 1457.

21. Kaushik H.B. Stress-strain characteristics of clay brick masonry under uniaxial compression / H.B. Kaushik, D.C. Rai, S.K. Jain // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2007. – Vol. 19. – № 9. – p. 728–739.

22. Drysdale R.G. Behavior of concrete block masonry under axial compression / R.G. Drysdale, A.A. Hamid // ACI Journal Proceedings. – 1979. – Vol. 76. – № 6. – р. 707 – 722.

23. Singh S.B. Bond strength and compressive stress-strain characteristics of brick masonry / Munjal P. // Journal of Building Engineering. – 2017. – Vol. 9. – р. 10 – 16.

24. Ravula M.B. Experimental investigation of compressive failure in masonry brick assemblages made with soft brick / M.B. Ravula, K.V.L. Subramaniam // Materials and Structures. – 2017. – Vol. 50. – № 19. – p. 1–11.

25. Habib M.A. Compressive stress–strain characteristics of brick masonry used in Bangladesh / M.A. Habib, N. Sharif, K.A. Manjur, M.M. Hoque // Proceedings of the International Conference on Planning, Architecture and Civil Engineering. – Rajshahi: Rajshahi University of Engineering & Technology, 2023. – p. 1 – 8.

26. Mann W. Statistical evaluation of tests on masonry by potential functions/ W. Mann // Proceedings of the Sixth International Brick Masonry Conference. – Rome, Italy, May 1982. – p. 86 – 98.

27. Hendry A.W. Characteristic compressive strength of brickwork walls from collected test results / A.W. Hendry, M.H. Malek // Masonry International. – 1986. – Vol. 7. – p. 15 – 24.

28. Gumaste K.S. Strength and elasticity of brick masonry prisms and wallettes under compression / K.S. Gumaste, K.S.N. Rao, B.V.V. Reddy, K.S. Jagadish // Materials and Structures. – 2007. – Vol. 40. – № 2. – p. 241–253.

29. Lumantarna R. Uniaxial compressive strength and stiffness of field-extracted and laboratory-constructed masonry prisms /R. Lumantarna, D.T. Biggs, J.M. Ingham // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2014. – Vol. 26. – № 4. – p. 567 – 575.

30. Пінчук Н.М. Стан питання розрахунку міцності армокам’яної кладки при місцевому її стисканні / Н.М. Пінчук // Будівельні конструкції: міжвідомчий науково-технічний збірник наукових праць (будівництво). – Київ: НДІБК, 2007. – Вип. 67. – с. 682 – 691.

31. Клименко Є.В. Експериментальні дослідження кам’яної кладки при її місцевому стиску / Є.В. Клименко, С.Л. Шаповал // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво) / Полтава : ПолтНТУ, 2001. – Вип. 7. – с. 58 – 64.

32. Шаповал С.Л. Розрахунок міцності елементів із цегляної кладки при місцевому завантаженні на край по всій товщині стіни / С.Л. Шаповал // Вісник ОДАБА. – 2006. – №21. – с. 270 – 275.