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

К.т.н. Туманов А.В.

Пензенский государственный университет

архитектуры и строительства, Россия

Аналоговая стержневая

модель кирпичных стен

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.

Переходим к исследованию и построению расчетной модели кирпичных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил. Для совершенствования расчетной модели использовались преимущества и принцип построения вышерассмотренных моделей. Недостатки стержневых моделей поочередно устранялись, либо снижались путем модификаций моделей.

Обращается внимание на то, что траектория главных сжимающих напряжений с приближением к наиболее нагруженному участку опорной зоны, условно говоря, трижды меняют угол наклона в сторону его увеличения от угла q₁ = 45⁰ к углу q₃ = 90⁰.

Для учета этой особенности предлагается ввести в стержневую модель дополнительную ключевую точку расположенную на верхней грани фрагмента стен с ординатой 0,5L. Новая модификация стержневой модели содержит три стержня, моделирующие три характерных зоны максимальных главных сжимающих напряжений. Следовательно, рассматриваемая стержневая модель в большей степени отражает действительный характер напряженно-деформированного состояния.

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 проведем корректировку соединения ключевых точек расчетных моделей стен и введем понятие условных ключевых лжеточек, ранее известных в работах. 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, расположенные 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.

Условные понятия – ложные ключевые точки 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.

Рис. 1. Схема построения расчетной стержневой модели (СМ) кирпичных

стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных

нагрузок с расположением ключевых точек в пределах расчетного

фрагмента стены