МетодИКА расчета армокирпичных стен

А.В. Туманов

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства,

г. Пенза, Россия

Совершенствование метода расчета армированных стен из кирпичной кладки осуществлялось на основе новой обобщенной методологии, включающей в себя серию частных методов и предпосылок. Основной предпосылкой является то, что главные напряжения в сопротивлении армокирпичных стен играют определяющую роль.

Новая методология базируется на копировании веерообразного характера распределения траекторий главных напряжений s₁ и s₂ в опорных углах рассматриваемых стен. Угол наклона траекторий s₁ и s₂ изменяется от 60⁰ до 90⁰. Большой диапазон изменения указанных углов наклона траектории создает проблему при моделировании сжатых и растянутых зон. В отличие от предыдущих решений предлагается в расчетную модель ввести три наклонных стержня, которые будут отражать работу трех наклонных сжатых зон кирпичной кладки, имеющих близкие по значению углы наклона.

Новая методология предусматривает также включение в основную расчетную модель дополнительных стержневых моделей сжатых и растянутых наклонных полос, которые в свою очередь содержат наклонные сжатые и растянутые стержни, ориентированные перпендикулярно к оси действия сжимающих и растягивающих усилий. Дополнительные модели позволяют определить величину усилий, в результате которых проявляются поперечные деформации сжатой наклонной полосы.

Для выработки единого принципа моделирования кирпичных стен методологией предусматривалось построение моделей стен при действии только вертикальных, а также при действии только горизонтальных нагрузок. Далее для моделирования наклонных сжатых полос с отличающимися углами наклона построена расчетная стержневая модель стен (СМ) при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил в виде стержневой фермы прямоугольного очертания с горизонтальными, вертикальными и наклонными стержнями (рис. 1).

В соответствии напряженно-деформированному состоянию стен выбрано восемь ключевых точек, равномерно расположенных на уровне верхних и нижних горизонтальных стержней модели, расположенных вдоль действия поперечных сил. Две ключевые точки заменяются единой точкой, расположенной за пределами верхнего и нижнего контура расчетной модели и условно названной ложной ключевой точкой. Каждая ключевая точка определяется пересечением линий действия вертикальных и горизонтальных сил и соответствующих наклонных стержней.

Для того, чтобы расчетная стержневая модель в полной мере описывала характер напряженно-деформированного состояния стен, она дополняется двумя наклонными стержнями, перпендикулярно расположенными к наклонным сжатым стержням модели СМ кирпичных стен. Дополнительные стержни имитируют растянутые наклонные полосы. Практически из соответствующих ключевых точек, расположенных на уровне растянутого горизонтального нижнего стержня, восстанавливаются перпендикуляры к линии действия наклонных усилий S_c,1, S_c,2 (рис. 1).

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

стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных нагрузок с расположением некоторых ключевых точек за пределами расчетного фрагмента стены

g_Ni = g_Qi = 0,25 где g_Ni, g_Qi – коэффициенты, уточняющие величину нагрузки, приложенной в соответствующих точках модели

На пересечении указанных перпендикулярных линий с осью вертикального сжатого стержня образуются новые ключевые точки модели СМ. На пересечении рассматриваемых перпендикулярных линий с осью верхнего горизонтального элемента модели образуются новые лжеточки, которые располагаются за пределами расчетной модели и образуют замкнутую СМ, ломаного очертания, при расчете которой определяются усилия в элементах модели (рис. 1 и 2). Обобщенная модель является ферменной аналогией стен с различным соотношением сторон, а также с различным соотношением вертикальных и горизонтальных сил. Более удобной является упрощенная стержневая модель СМ кирпичных стен, рис. 2.

Рис. 2. Схема упрощенной стержневой модели стен при совместном

действии вертикальных и горизонтальных сил. Схема усилий