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

К.т.н. Туманов А.В.

Пензенский государственный университет

архитектуры и строительства, Россия

Методология построения расчетной стержневой модели

армированных кирпичных стен

Армирование стен горизонтальными - сетками, а также пространственными вертикальными каркасами – этажерками осуществляется для повышения сопротивлению стен совместному действию вертикальным и горизонтальным сил. Экспериментально установлено, что рассмотренное армирование действительно повышает сопротивление стен. Степень сопротивления зависит от вида армирования и частоты расположения рабочих стержней, при этом характер образования трещин и схем разрушения не имеет принципиальных отличий от стен аналогов, не имеющих арматуры. Это является обоснованием целесообразности использования методологии построения расчетных моделей для неармированных стен, рис. 1. Следовательно, предлагаемая методология построения расчетных моделей армированных стен в полной мере включает в себя всю совокупность методов построения СМ неармированных стен. Встает вопрос – каким образом СМ армированных стен должны быть построены для того, чтобы определить какое усилие передается на арматурные стержни различного вида и ориентации в кирпичной кладке стен. Очевидно, ответ на этот вопрос можно получить из анализов результатов экспериментально-теоретических исследований сопротивления стен.

Оказалось, что при всех видах армирования арматурные стержни выполняли три функции, арматурные стержни, расположенные в пределах сжатых зон-полос, оказывали два вида сопротивления – развитию поперечных деформаций. То есть эти стержни оказывали сопротивление поперечному растяжению и продольному сжатию, то есть сопротивление поперечному удлинению и продольному укорочению. Арматурные стержни, расположенные в пределах растянутых зон-полос, оказывали прямое сопротивление растяжению. Следовательно, арматурные стержни выполняли роль, возложенную на них конструктором, то есть работали на растяжение. Подробный анализ характера сопротивления армированной кладки приводится ниже. В данном разделе методология построения расчетных моделей армированных стен должна включать в себя предпосылку, которая заключается в том, что работа арматуры должна быть имитирована растянутыми СМ.

Методология модификации СМ армированных стен должна базироваться на введении в расчетную модель стержней ориентированных перпендикулярно главным сжимающим напряжениям для оценки усилий в арматуре, расположенной в сжатой зоне.

При расположении арматуры любого вида в растянутой зоне модификации СМ для определения усилий в этой арматуре не требуется.

Используем теорию сопротивления сжатых железобетонных элементов с различным углом наклона, под площадкой передачи усилий на сжатый элемент возникают упрочненные зоны клинообразного очертания грани которой наклонены под углом 45⁰. Возникает проблема определения размеров грузовых площадок двух расчетных сжатых армокирпичных полос стен. Предлагается в качестве эквивалентных грузовых площадок использовать ширину наклонных полос по низу и по верху l_sup,v и l_sup,d, рис. 1. Усилия поперечного растяжения определяются путем замены каждого усилия на два расклинивающих сжимающих усилия S_c,1 S_c,2 наклоненных под углом 45⁰ к поперечной оси каждого сжатого подкоса-полосы. В результате образовалась самостоятельная стержневая модель каждого сжатого подкоса, позволяющая определить усилия поперечных растяжений T₁ и Т₂. Таким образом, цель достигнута, имеется в виду, что модификации расчетных моделей армированных стен включают в себя самостоятельные стержневые модели, позволяющие определить вышеназванные усилия, которые воспринимает армированная кладка.

Рис. 1. Схемы построения стержневых моделей армированных стен.

Схема предельных усилий в расчетных сечениях стен и

арматурных стержнях: по сжатым наклонным стержням и

по растянутым наклонным стержням