Search academic texts

Registration Number

0823U100061, PhD dissertation

Title

Strength of masonry during diagonal splitting

Author

Usenko Dmytro V.,

popup.head Dovzhenko Oksana O.
popup.opponent Klimenko Yevgen Volodymirivich
popup.opponent Vatulia Glib L.
popup.review Pinchuk Nataliya Mykhailivna
popup.review Yermolenko Dmytro A.

Status

Доктор філософії, 192, Будівництво та цивільна інженерія

Date

09-01-2023

Description

Дисертаційна робота присвячена вдосконаленню інженерної методики розрахунку міцності цегляної кладки при сумісній дії вертикального і горизонтального навантаження на основі варіаційного методу теорії пластичності та експериментальних досліджень. У розділі 1 «Огляд літератури з питань міцності кам’яної кладки при сумісній дії вертикальних і горизонтальних сил» зазначено, що сейсмічні впливи, як найбільш небезпечні із горизонтальних навантажень, приводять до характерних пошкоджень у будівлях із несучими кам'яними стінами, серед яких необхідно виділити похилі та хрестоподібні тріщини в простінках та суцільних стінах. Наголошено, що однією з найбільш уразливих конструкцій таких будівель за показниками сейсмостійкості є простінки, котрі згідно результатів досліджень знаходяться в умовах, які близькі до тих, що виникають у каркасі при його перекосі: третя стадія деформування простінків характеризується суттєвим скороченням довжини стиснутої зони за рахунок розповсюдження контурних горизонтальних тріщин у рівні перемички і супроводжується утворенням діагональних тріщин. Експериментальні дослідження роботи цегляних простінків на комбіновану дію вертикальних і горизонтальних навантажень проводилися шляхом випробуванні елементів кладки на перекіс. У більшості випадків дослідні зразки випробовували на зосереджене навантаження, прикладене вздовж їх діагоналей. Було проаналізовано характер руйнування, визначальні фактори впливу на граничне навантаження: матеріал кладки, міцність каменю і розчину, внутрішнє і зовнішнє армування кладки, підсилення розчинними і бетонними аплікаціями, перехресними та горизонтальними залізобетонними смугами, вуглеволокном, діагональними металевими тяжами й інші. У розділі 2 «Розрахунок кам'яної кладки за наявності горизонтальної складової навантаження» розглянуто нормативний розрахунок кам’яної кладки на сумісну дію вертикального та горизонтального навантаження, котрий полягає в застосуванні: ексцентриситетів унаслідок дії горизонтальних навантажень ehi або ehm при визначенні коефіцієнта зменшення міцності Φ; підвищеного розрахункового опору кам'яної кладки розтягу при згині в площині, паралельній горизонтальному шву (за неперев'язаним перерізом). Проведений паралельно аналіз існуючих авторських методик, які в більшості випадків мають емпіричний характер, свідчить про їх недосконалість та необхідність розроблення методу розрахунку кам’яної кладки на сумісну дію вертикального і горизонтального навантаження, котра базувалася б на загальній теоретичній основі. У розділі 3 «Розрахунок міцності кам'яної кладки при діагональному розколюванні варіаційним методом у теорії пластичності» для визначення несучої здатності кам'яних простінків застосовано варіаційний метод у теорії пластичності, розроблений у Національному університеті «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка» для розрахунку конструкцій, опір матеріалів яких стиску та розтягу суттєво відрізняється. Базуючись на загальних положеннях варіаційного методу врахована специфіка роботи кам’яної кладки. На основі аналізу характеру руйнування дослідних зразків запропоновано кінематичні схеми, покладені в основу розрахунку. Отримані залежності для визначення граничного навантаження прямокутних кам’яних елементів при діагональному розколюванні при несиметричному завантаженні в функції від геометричних параметрів поверхні руйнування та відношення швидкостей руху жорстких дисків на кінематичній схемі. Задача міцності розв’язується шляхом пошуку мінімуму функції граничного навантаження, при цьому можуть бути використані як альтернативні обчислювальні засоби «Solver» та програма у середовищі VBA. Уточнена існуюча нормативна методика розрахунку несучої здатності стін будівлі при сумісній дії вертикального і горизонтального навантаження, при цьому враховано обидві характеристики міцності кладки: при стиску і розтязі; розміри елемента, ділянок навантаження та їх співвідношення; кількість, характеристики міцності та розташування елементів підсилення. У розділі 4 «Методика та аналіз результатів експериментальних досліджень» описано результати випробування цегляних стовпчиків, які підтвердили вплив на міцність додавання до цементно-піщаного розчину 20% Церезіту. Проаналізовано характер руйнування дослідних зразків, котрі використовуються для визначення міцності кладки на стиск: їх руйнування відбувається за похилою площиною або супроводжується утворенням вертикальних відривних тріщин у середній за висотою частині зразка та похилих зсувних тріщин в опорних ділянках. Отримані раніше варіаційним методом теорії пластичності рішення задач міцності призми при зсувові за однією площиною та за гранями клину ущільнення добро узгоджуються з дослідами. Формула для визначення міцності цегляного стопчика при двохсторонньому розколюванні може бути використана при теоретиних розрахунках міцності цегляних простінків при сумісній дії вертикальних і горизонтальних (сейсмічних) навантажень.