Строительство и архитектура/3. Современные технологии строительства, реконструкции и реставрации

К.т.н. Туманов А.В.

Пензенский государственный университет

архитектуры и строительства, Россия

Построение стержневых моделей кирпичных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил

Анализ существующих методов расчета стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил позволил установить, что наиболее прогрессивным является метод, который базируется на каркасно-стержневых моделях. Однако использовать указанные модели при разработке методов оценки прочности армокирпичных стен нецелесообразно из-за того, что эти модели не в полной мере отражают особенности сложной работы стен. Следовательно, необходимо предварительно усовершенствовать построение указанных расчетных моделей.

Новая модификация стержневой модели содержит три стержня, моделирующих три характерные зоны максимальных главных сжимающих напряжений. Следовательно, рассматриваемая стержневая модель в большей степени отражает действительный характер напряженно-деформированного состояния стен.

Несмотря на указанные преимущества модели, приведенной на рис. 1, угол наклона главных сжимающих напряжений снова нуждается в корректировании.

Необходимо устранить еще один, отмеченный выше недостаток и привести в соответствие углы сопряжений главных сжимающих и растягивающих напряжений. Для этого произведем корректировку соединения ключевых точек расчетных моделей стен и введем понятие условных ключевых лжеточек. Для этого откорректируем положение наклонных стержней модели таким образом, чтобы при пересечении осей сжатых и растянутых стержней образовывались углы, равные 90⁰. Одновременно введем дополнительные ключевые точки, находящиеся на нижней грани фрагментов стен в местах пересечения с осями действия максимальных вертикальных сил. Расположение указанных сил соответствует центрам тяжести эквивалентных эпюр распределения усилий в опорном горизонтальном сечении стен.

Рис. 1. Схема построения расчетной стержневой модели

кирпичных стен при совместном действии вертикальных и

горизонтальных нагрузок с расположением ключевых точек

в пределах расчетного фрагмента стены

Понятия условных ложных ключевых точек в полной мере соответствуют основным требованиям строительной механики. Они необходимы для определения усилий в соответствующих стержнях расчетной модели.

Полученная новая модификация стержневой модели кирпичных стен в большей степени, чем предыдущая, описывает сложный характер напряженно-деформированного состояния стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил и может быть использована для построения рабочей стержневой модели стен.

В заключении данного раздела целесообразно сформулировать основные положения новой методологии построения расчетных моделей кирпичных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил.

Перечислим по порядку научные положения и принципы указанной методологии:

· метод имитации напряженно-деформированного состояния стен стержневыми аналогами;

· в качестве основной предпосылки принималось то, что в сопротивлении стен определяющую роль играют главные сжимающие и растягивающие напряжения;

· принцип копирования характера образования и развития трещин и схем разрушения кирпичных стен;

· в методике построения расчетных моделей определение положения расчетных точек соблюдался принцип взаимоперпендикулярного положения сжатых и растянутых стержней в соответствии с расположением траекторий главных напряжений. Одновременно в расчетную модель вводились ключевые точки, выходящие за пределы фрагментов стен условно названные ложными, для соблюдения правил строительной механики;

· специально разработанная методика построения расчетных моделей, основывающаяся на поочередном и комплексном анализе совместного действия вертикальных и горизонтальных сил;

· сознательно усложнялась форма стержневой модели, идентифицирующей сложный характер работы стен, с целью развития компьютерных технологий расчета стен.