Регулирование усилий в армокирпичных диафрагмах жесткости на основе натурного физического эксперимента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Регулирование усилий в армокирпичных диафрагмах жесткости на основе натурного физического эксперимента

Туманов Антон Вячеславович,

кандидат технических наук,

старший преподаватель кафедры строительные конструкции

Котунова Мария Александровна, студент

Аннотация

Статья посвящена решению задачи регулирования усилий в армокирпичных диафрагмах жесткости. Приводятся данные испытания натурных образцов. Произведена классификация указанных трещин в армокирпичной кладке при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил.

Ключевые слова: армокирпичные диафрагмы жесткости, натурные образцы, регулирование, физический эксперимент

В статье описываются конструктивные решения и испытания крупно-габаритных образцов армокирпичных диафрагмах жесткости по программе физического эксперимента, представленной на рис. 1. Необходимость научно-экспериментальных исследований определяется отсутствием нормативных методов расчета армокирпичных диафрагмах жесткости, позволяющей обеспечить безопасность несущих стен на стадии проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Ставится задача изучить характер образования и развития трещин в диафрагмах жесткости, а также определить виды разрушения диафрагм жесткости в зависимости от основных факторов. Программа физического эксперимента включает в себя исследование влияния на сопротивление армированных стен трех основных факторов. К ним относится уровень соотношения N/Q_test вертикальных и горизонтальных сил при поочередном изменении вертикальной нагрузки N от 0 до (0,25 и 0,5)N_u (где N_u - разрушающая вертикальная нагрузка армированных стен при условии отсутствия горизонтальной нагрузки, Q = 0). При испытании горизонтальная нагрузка поэтапно возрастает до разрушающей величины Q_test. Ко второму исследуемому фактору относятся виды армирования стен горизонтальными сетками, расположенными через два или четыре ряда (рис. 2), а также каркасное армирование с использованием вертикальной арматуры. К третьему исследуемому фактору относится процент армирования m_sw,%, который изменятся поочередно в пределах m_sw = (0,25; 0,29; 0,54)%.

трещина диафрагма жесткость армокирпичный

Рис. 1. Программа физического эксперимента армированных кирпичных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил N и Q_test

Испытано 14 фрагментов армокирпичных стен. Опытные образцы стен выполнены из моделей глиняного кирпича с уменьшенными в масштабе 1:2 размерами - 125х60х32,5 мм. Длина и высота фрагментов стен принята постоянной L = 1,2 м; H =1,2 м. Перевязка швов кладки осуществлялась через один ряд. Стены изготавливались в испытательной лаборатории кафедры строительных конструкций, кирпичи марки М100 - на кирпичном заводе г. Пензы с соблюдением стандартной технологии [1-3].

Рис. 2. Схемы армирования, характер распределения усилий в арматурных стержнях и виды сеток для армирования стен

Испытания проведены в специально изготовленной по чертежам авторов силовой установке. Нагружение равномерно распределенной вертикальной нагрузкой N осуществлялось поэтапно до планируемой величины. Передача горизонтальной нагрузки Q_test на стену производилась через гибкие болты, равномерно распределенные вдоль верхней и нижней граней стены. Нагрузка Q_test возрастала поэтапно до разрушения образцов стен.

На основе анализа результатов испытаний выявлена характерная система образования наклонных трещин, расположенных по полю испытываемых стен. Произведена классификация указанных трещин в кирпичной и армокирпичной кладке стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил. К основным видам трещин отнесены магистральные вертикальные трещины Т-В, разделяющие поверхность стен на самостоятельные вертикальные блоки; наклонные магистральные трещины Т-М диагонального характера, расположенные в пределах наклонных сжатых полос кладки и разделяющие поверхность стен на два участка, в пределах которых концентрируются максимальные главные сжимающие и растягивающие напряжения s₁ и s₂. В классификацию включена серия известных трещин Т-С, Т-О, расположенных в наиболее напряженных сжатых наклонных участках стены. Они представляют собой серии прерывистых трещин, которые характеризуют разрушение кладки в результате сжатия. Введен новый класс трещин Т-t, характеризующий срез сжатой кладки при средних и малых процентах армирования. Они располагаются внутри наклонных сжатых полос. Характерно, что траектории наклонных трещин среза Т-t совпадают с диагоналями условных наклонных полос кладки, внутри которых концентрируются траектории главных сжимающих напряжений s₁. Предлагаемая классификация трещин, по сути, является критерием определения схем разрушения. Важно отметить, что траектории магистральных трещин и трещин среза Т-М и Т-t почти совпадают с линиями, соединяющими точки максимальных значений касательных напряжений.

Библиографический список

1. Туманов А.В. Прочность армированных стен из кирпичной кладки при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил: дис…канд. техн. наук/А.В. Туманов. - Пенза, 2000. - 180 с.

2. Баранова Т.И., Туманов А.В. Экспериментальная теория сопротивления кирпичных и армокирпичных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил. - Москва, Издательство «Спутник+», 2011. - 108 с.

3. Баранова Т.И., Туманов А.В. Прочность и устойчивость каменных и армокаменных конструкций. - Пенза: ПГУАС, 2013. 280 с.

Размещено на Allbest.ru