Напружено-деформований стан багатошарової кам’яної стіни та розрахунок її несучої здатності

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЛТАВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА

УДК 624.012.1/2 : 624.04

НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН

БАГАТОШАРОВОЇ КАМ'ЯНОЇ СТІНИ

ТА РОЗРАХУНОК ЇЇ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ

05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

МІЩЕНКО РОМАН АНАТОЛІЙОВИЧ

Полтава - 2001

Дисертація є рукописом.

Робота виконана на кафедрі залізобетонних і кам'яних конструкцій Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка.

Науковий керівник -	доктор технічних наук, професор Вахненко Петро Федорович
Офіційні опоненти -	доктор технічних наук, професор Фомиця Леонід Миколайович, завідувач кафедри будівельних конструкцій Сумського державного аграрного університету; кандидат технічних наук, доцент Копейко Анатолій Євгенович, доцент кафедри залізобетонних конструкцій Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури.
Провідна установа:	Харківська державна академія міського господарства (м. Харків)

Захист відбудеться “29” січня 2002 р. о 13⁰⁰, на засіданні спеціалізованої вченої ради Д44.052.02 Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка за адресою: 36601, м. Полтава, Першотравневий проспект, 24.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка за адресою: 36601, м. Полтава, Першотравневий проспект, 24.

Автореферат розіслано “25” грудня 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д 44.052.02 Чернявський В.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми

Значна частина витрат енергоресурсів припадає на будівельну галузь та об'єкти житлово-комунального будівництва і становить більше ніж 30% від загального обсягу. Аналіз структурних витрат енергоносіїв у будівельному комплексі показує, що 86,5 % їх кількості витрачається на опалення житла й гаряче водопостачання. Ситуація, котра пов'язана з гострим дефіцитом енергоресурсів, як ніколи нагально вимагає і від виконавчої влади, і від виробників, і від усіх громадян не тільки більшої заощадливості при використанні паливно-енергетичних ресурсів, а нового підходу до розв'язання інженерних, технічних та інших питань, що пов'язані з їх збереженням.

У зв'язку з необхідністю зменшити витрати енергоресурсів, Наказом Мінбудархітектури України №247 від 27.12.93 р. та Наказом №117 від 27.06.1996 р. Держкоммістобудування України про зміни №1 до СНиП ІІ-3-79** “Строительная теплотехника” введені нові нормативи опору теплопередачі зовнішніх огороджуючих конструкцій житлових і громадських будівель, які перевищують прийняті раніше нормативні значення в 2 - 2,5 разу.

На сьогодні в практиці не існує більш ефективного способу досягнення потрібного рівня теплоопору в огороджувальних конструкціях будівель і споруд, ніж заміна монолітної стіни з одного матеріалу на багатошарову конструкцію, в якій поєднуються різні за конструктивними та теплотехнічними характеристиками матеріали.

Застосування багатошарових зовнішніх цегляних стін полегшеної кладки з ефективними утеплювачами дозволяє зменшити витрати палива на опалення будівель. Потрібна товщина цегляних шарів у зовнішніх багатошарових стінах визначається в основному з умови міцності, що дає змогу зменшити витрати цегли і цементу порівняно з витратами цих матеріалів у стінах із суцільної цегляної кладки.

Експериментальні й теоретичні дослідження багатошарової кам'яної кладки в останні десятиліття майже не проводяться. Це пояснює відсутність обґрунтованих методів розрахунку багатошарової кладки і масового її впровадження у будівництві.

Отже, застосування багатошарових кам'яних стін, зумовлене розвитком науково-технічного прогресу, викликає необхідність створення теоретичних підходів і нових розрахункових залежностей.

Удосконалення конструкцій багатошарових стін і успішне використання цегли й інших кам'яних будівельних матеріалів для житлових та громадських будівель вимагає подальшого розвитку методів розрахунку кам'яних конструкцій.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами

Дисертаційна робота виконана на кафедрі залізобетонних і кам'яних конструкцій Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка. Дослідження проведені відповідно до теми кафедри залізобетонних та кам'яних конструкцій “Експериментально-теоретичні дослідження і розроблення практичних методів розрахунку будівельних елементів, які зазнають короткочасного та тривалого навантаження”, а також університетської програми “Дослідження напружено-деформованого стану залізобетонних елементів і конструкцій, що працюють на косе позацентрове стиснення і косий згин, розробка методів їх розрахунку та раціонального армування” (наказ по університету № 05-17 від 30.01.1998 р.).

Мета і задачі дослідження

Метою роботи є оцінювання напружено-деформованого стану (НДС) та розроблення методики розрахунку несучої здатності багатошарових кам'яних стін з урахуванням виду в'язей при центральному й позацентровому навантаженнях.

Для досягнення даної мети поставлені такі задачі:

- експериментально дослідити напружено-деформований стан багатошарових кам'яних стін з урахуванням виду в'язей при центральному та позацентровому навантаженнях;

- провести аналіз експериментальних і теоретичних досліджень кам'яних конструкцій. Розробити рекомендації до розрахунку та проектуванню кам'яних стін;

- розробити методику розрахунку багатошарових кам'яних стін із гнучкими і жорсткими в'язями при центральному й позацентровому навантаженнях;

- розробити пропозиції щодо практичного розрахунку багатошарових кам'яних стін, узгоджені з методикою існуючих норм.

Наукова новизна одержаних результатів

- одержано нові експериментальні дані про НДС та граничне навантаження багатошарових кам'яних стін з урахуванням виду в'язей при центральному і позацентровому навантаженнях;

- удосконалено розрахунок міцності цегляної кладки при дії короткочасного стискаючого навантаження;

- розроблено достатньо загальну методику розрахунку багатошарових стін із гнучкими в'язями, яка враховує розташування в'язей за висотою кладки;

- для багатошарових стін із жорсткими в'язями запропоновано методику визначення ефекту обойми кам'яної кладки залежно від ексцентриситету прикладання навантаження;

- удосконалено й експериментально обґрунтовано методику розрахунку несучої здатності багатошарових цегляних стін із гнучкими і жорсткими в'язями.

Практичне значення одержаних результатів

- запропонована методика розрахунку дає можливість більш точно розраховувати будівлі з багатошарових цегляних стін порівняно з методикою діючих норм;

- застосування методики розрахунку багатошарових стін із гнучкими в'язями за умовною товщиною дозволяє визначити вплив кроку в'язей на стійкість окремих шарів кладки;

- використання методики визначення ефекту обойми кам'яної кладки для багатошарових стін із жорсткими в'язями дає змогу визначити вплив позацентрового навантаження на несучу здатність кладки.

Впровадження результатів досліджень

- в практику проектування будівельних конструкцій державним проектним інститутом “Міськбудпроект”, м. Полтави (метод розрахунку несучої здатності багатошарових кам'яних конструкцій та їх елементів);

- при розрахунку тришарових цегляних простінків з ефективним утеплювачем житлових будинків у м. Полтаві, по вул. Леваневського, № 4 і № 6/12.

Особистий внесок здобувача полягає в тому, що

- запропоновані практичні методи розрахунку міцності багатошарових кам'яних стін із жорсткими і гнучкими в'язями при центральному й позацентровому навантаженнях;

- розроблена програма експериментів та проведення дослідів;

- проаналізована збіжність експериментальних даних із теоретичними і встановлені особливості роботи елементів багатошарових кам'яних стін із гнучкими, жорсткими в'язями при центральному та позацентровому навантаженнях;

- розроблена методика розрахунку багатошарових кам'яних стін за несучою здатністю;

- уточнене значення конструктивного коефіцієнта, що враховується при визначенні міцності кладки.

Апробація результатів дисертації

Основні результати дисертаційної роботи доповідались й обговорювались на 50-ій - 52-й науково-технічних конференціях Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка (м. Полтава, 1998 - 2000 рр.), на Міжнародній науково-технічній конференції “Нові машини для виробництва будівельних матеріалів і конструкцій, сучасні будівельні технології” (м. Полтава, 2000 р.).

Публікації

За темою дисертації опубліковано чотири друковані роботи у фахових збірниках наукових праць.

Обсяг і структура роботи

Дисертаційна робота складається зі вступу, 4 розділів, загальних висновків, списку використаної літератури і додатків. Обсяг дисертації становить 141 сторінку, з них 104 сторінки основного тексту, 37 рисунків, 17 таблиць, 12 сторінок списку літератури (120 найменувань).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність, наукова новизна та практична цінність роботи, подана її загальна характеристика.

У першому розділі проведено аналіз праць, які присвячені характеру роботи й методам розрахунку кам'яної кладки, впливу різних факторів на її міцність і тріщиностійкість.

Сучасні уявлення про напружено-деформований стан кам'яної кладки при стиску пов'язані, у першу чергу, з роботами професорів Л.І. Онищика, С.В. Полякова і їх шкіл, а також з працями Г.Н. Брусенцова, П.Ф. Вахненка, А.Н. Воронова, Г.А. Генієва, Н. Ф. Давидова, О.М. Донченка, І. А. Дьогтева, В.Л. Камейка, В.І. Коноводченка, А.Є. Копейка, І.Т. Котова, Н.І. Кравчені, М.М. Кручиніна, М.Я. Пильдиша, Н.А. Попова, С.А. Семенцова, Л.М. Фомиці, А.А. Шишкіна та інших.

Складний НДС кам'яної кладки не дозволяє застосувати існуючі теорії міцності, тому практично всі дослідники на основі результатів оброблення великої кількості експериментальних даних отримали тільки емпіричні залежності міцності кладки.

Більшість із них ураховують найбільш впливові фактори (міцнісні характеристики каменя і розчину, вид і висоту каменя), від яких залежить опір кладки. Але існуючі залежності міцності кладки мають частковий характер, добре відповідають окремим видам кладок та матеріалів і були отримані у дослідженнях над ними. Найбільш вдалими із них є відомі емпіричні залежності професора Л.І. Онищика, які добре відображають особливості роботи кладки із каменю і розчину, що мали найбільше застосування у 30-50 роки минулого століття. Дані залежності покладені в основу сучасних норм і дозволяють одержувати точні результати для традиційних кладок на розчинах середньої міцності.

Поява нових видів матеріалів (каменю і розчину), збільшення їх міцнісних характеристик, застосування індустріальних методів виготовлення кладки показали, що залежності професора Л.І. Онищика не можуть врахувати всі вищезазначені особливості.

Існуючі методи розрахунку багатошарових стін не враховують також вплив кроку гнучких в'язей за висотою стіни на стійкість окремих шарів при позацентровому стисненні.

Проведено аналіз конструктивних рішень багатошарових кам'яних стін із жорсткими й гнучкими в'язями. Найбільш доцільним конструктивним рішенням з умов енергозбереження є тришарові стіни з ефективним утеплювачем і гнучкими в'язями. Порівняно з тришаровими стінами із жорсткими в'язями конструктивним недоліком яких є місток холоду в тришарових стінах із гнучкими в'язями теплопровідність в'язей зменшується у 3-4 рази.

Аналіз існуючих методів розрахунку багатошарових кам'яних стін за діючими нормами дозволив сформулювати завдання даної роботи.

У другому розділі описана методика виготовлення експериментальних зразків, проведення експерименту та дослідження фізико-механічних властивостей використаних матеріалів. Розроблені і виготовлені дослідні зразки тришарових цегляних простінків із жорсткими й гнучкими в'язями, а також одношарові цегляні простінки та цегляні стовпи.

Детально вивчені основні механічні властивості різних видів цегли при простому напруженому стані (стиск, згин), дійсні значення яких прийняті для розрахунку кладки в цілому.

Відповідно до плану експерименту було виготовлено два типи багатошарових дослідних зразків у вигляді простінків із розмірами перерізу 38103 см і висотою H=140 см та один тип одношарових простінків із розмірами перерізу 25103 см і висотою H=140 см.

Висота поперечного перерізу h=38 см багатошарових простінків складалася з двох цегляних шарів по 12 см і повітряного прошарку, що становив 14 см. Окремі цегляні шари з'єднувались між собою двома способами: жорсткими в'язями у вигляді вертикальних поперечних рядів цегли (відстань між осями вертикальних діафрагм становила l =91 см 120 см) - це зразки типу “А” ; гнучкими в'язями з металевих стрижнів (сумарна площа на 1м² поверхні стінки становила S=1,96, 1,57, 1,18 см²) - це зразки типу “Б”.

Зразки типу “А” мали три серії, що відрізнялися одна від одної ексцентриситетом прикладання зовнішнього навантаження, а зразки трьох серій типу “Б” - розміщенням металевих стрижнів. Гнучкі в'язі розташовували через 3, 4, 5 рядів цегли за висотою і через 25 см за довжиною простінка.

Також виготовлені дослідні зразки у вигляді стовпів із цегли марок: М50; М75; М125. Експериментальні стовпчики, викладені із марки цегли М50, мали розміри перерізу 2525 см і висоти 78(H) см, а також - 3838 см та 120,5(H) см. Стовпчики викладені із цегли марки М75, М125 мали розміри перерізу 2525 см і висоти 79(H) см.

При кожному приготуванні розчину для цегляної кладки виготовлялися три контрольних куби з довжиною ребра 70,7+0,7 мм, випробування яких проводили одночасно з випробуванням зразків.

На кожному зразку встановлювались дві групи вимірювальних приладів : перша для вимірювання вертикальних та горизонтальних деформацій в окремих шарах багатошарової стінки і жорстких цегляних в'язях, а друга - для вимірювання відхилень осі окремих шарів від початкового (попереднього) положення.

До першої групи приладів уходили індикатори годинникового типу 2МИГ із ціною поділки 0,002 мм і типу ИЧ-10 із ціною поділки 0,01 мм, а до другої групи - прогиноміри типу 6ПАО - ЛИСИ з ціною поділки 0,01 мм.

Деформації гнучких арматурних в'язей вимірювалися за допомогою тензорезисторів і автоматичного електричного вимірювача деформацій типу АИД-4 (ціна поділки при роботі в одиницях відносних деформацій - 110^-5; загальний діапазон вимірювань у відносних одиницях деформацій становить 110^-2).

Розрахункова схема експериментальних цегляних простінків із жорсткими в'язями наведена на рис.1, а з гнучкими в'язями представлена на рис.2. Побудова розрахункових схем простінків відбувалася з урахуванням характеру випробування цегляних зразків (нижня опора зразка мала шарнірно-нерухому опору, а верхня - шарнірно-рухому опору).

ПА-0 ПА-3 ПА-6

Рис. 1. Розрахункова схема багатошарових простінків із жорсткими в'язями

ПБ-6-3 ПБ-6-4 ПБ-6-5

Рис.2. Розрахункові схеми багатошарових простінків із гнучкими в'язями

Третій розділ дисертаційної роботи присвячений аналізу результатів експериментальних досліджень багатошарових цегляних простінків та цегляних стовпів.

Значення зусиль при появі перших тріщин і руйнуванні наведені для цегляних простінків та цегляних стовпів у табл. 1 і 2.

Таблиця 1

Результати випробування цегляних простінків

Тип	Шифр	Навантаження, кН	Ncrc	Nuekc.	Nuekc.
зразка		появи трі-	руйнівне	Nuekc.	NuCHиП	Nuрозр.
		щин Ncrc	Nuekc.	NuCHиП	Nuрозр.
	ПА-0(1)	550	1030	610	967	0.53	1.68	1.07
А	ПА-0(2)	550	970	610	967	0.57	1.59	1.00
	ПА-3(1)	500	960	562	882	0.52	1.71	1.09
	ПА-3(2)	500	940	562	882	0.53	1.67	1.07
	ПА-6(1)	500	760	505	773	0.66	1.50	0.98
	ПА-6(2)	500	770	505	773	0.65	1.52	1.00
	ПА-6(3)	500	720	505	773	0.69	1.43	0.93
Б	ПБ-6-3(1)	700	800	381	593	0.87	2.10	1.35
	ПБ-6-3(2)	700	840	381	593	0.83	2.20	1.42
	ПБ-6-4(1)	600	700	366	560	0.86	1.91	1.25
	ПБ-6-4(2)	600	710	366	560	0.85	1.94	1.27
	ПБ-6-4(3)	600	750	366	560	0.80	2.05	1.34
	ПБ-6-5(1)	500	690	366	556	0.72	1.89	1.24
	ПБ-6-5(2)	500	670	366	556	0.75	1.83	1.21
--	П-0(1)	550	960	546	863	0.57	1.76	1.11
--	П-0(2)	550	930	546	863	0.59	1.70	1.08

Межа міцності цегляної кладки експериментальних стовпів перевищує нормативне значення у 1,52..2,61 разу. За рівності початкових ексцентриситетів несуча здатність багатошарових простінків залежить від виду й розміщення в'язей. Із зменшенням кроку (s) гнучких в'язей по висоті простінка несуча здатність цегляної кладки помітно збільшується. Таким чином, використання методики норм для розрахунку багатошарових кам'яних стін із гнучкими в'язями веде до заниження їх реальної несучої здатності залежно від кроку металевих в'язей.

Межа тріщиноутворення становить (0,52..0,59)N_u, (0,72..0,87)N_u, (0,55..0,82)N_u відповідно для стін із жорсткими та гнучкими в'язями і цегляних стовпів.

Таблиця 2

Результати випробування цегляних стовпчиків

Мар-	Шифр	Навантаження, кН	Ncrc	Межа	Ruekc.
ка	зразка	появи трі-	руйнівне	Nuekc.	міцності,МПа	RuCHиП
цегли		щин, Ncrc	Nuekc.	NuCHиП		Ruekc.	RuCHиП
М 50	С-50(1)	140	200	131	0.70	3.20	2.1	1.52
	С-50(2)	140	200	131	0.70	3.20	2.1	1.52
	С-50(3)	180	240	131	0.75	3.84	2.1	1.83
	С-50(4)	140	200	131	0.70	3.20	2.1	1.52
М 75	С-75(1)	200	300	144	0.67	4.80	2.3	2.09
	С-75(2)	225	275	144	0.82	4.40	2.3	1.91
	С-75(3)	175	300	144	0.58	4.80	2.3	2.09
	С-75(4)	175	250	144	0.70	4.00	2.3	1.74
М 125	С-125(1)	350	570	219	0.61	9.12	3.5	2.61
	С-125(2)	300	530	219	0.57	8.48	3.5	2.42
	С-125(3)	350	550	219	0.64	8.80	3.5	2.51
	С-125(4)	300	550	219	0.55	8.80	3.5	2.51
М 50	С-50(5)	250	435	303	0.57	3.01	2.1	1.43
	С-50(6)	250	430	303	0.58	2.98	2.1	1.42

Відносні деформації цегляної кладки експериментальних стовпів при короткочасному навантаженні відповідають значенням діючих норм. Відносні деформації цегляних шарів простінка за даними вимірювальних приладів одинакові по всій висоті зразка. Залежність відносних деформацій цегляної кладки від рівня навантаження.

За допомогою прогиномірів експериментально були отримані відхилення осі окремих шарів тришарових стін, а в одношаровій стінці - окремих граней від початкового положення до моменту руйнування дослідних зразків. Відхилення осі окремих стінок у багатошарових простінках залежало від ексцентриситету прикладання навантаження та виду в'язей.

Прийняті в діючих нормах передумови розрахунку коефіцієнтів поздовжнього згину для тришарових стін із гнучкими в'язями не підтверджуються експериментальними даними.

Значення деформацій в арматурних гнучких в'язях мали розбіжність 5..10%. Напруження в арматурі при досягненні руйнівного навантаження у простінкові становило 0,3..0,5 умовної межі текучості.

У четвертому розділі розглядається розрахунок багатошарових кам'яних стін на міцність.

Розрахункова модель тришарової кам'яної стіни з гнучкими в'язями (див. рис. 1,2.) для визначення зусиль і деформацій у нормальному перерізі та параметрів поздовжнього згину відповідає дійсній роботі окремих цегляних шарів, зв'язаних між собою сталевими стрижнями.

У результаті аналізу експериментальних і теоретичних досліджень уточнена формула знаходження конструктивного коефіцієнта А, що враховується при визначенні міцності кам'яної кладки при дії короткочасного стискаючого навантаження:

.

Для тришарових стін із жорсткими в'язями при позацентровому навантаженні запропоновано методику знаходження стисненої зони двотаврового перерізу. Щоб урахувати вплив розтягнутих оточуючих ділянок кладки навколо стиснутої зони перерізу на міцність позацентрово стисненої кладки (рис. 9) пропонується вичисляти коефіцієнт за формулою:

,

де А - розрахункова площа перерізу при позацентровому стисненні; А_с - площа стисненої частини перерізу.

а б в

Рис. 9. Визначення розрахункових площ перерізу тришарових кам'яних стін при позацентровому навантаженні

На основі експериментальних і теоретичних досліджень запропоновано для тришарових стін із гнучкими в'язями обчислювати коефіцієнт згину за умовною товщиною:

,

де h_і - товщина розрахункового шару, м; а_і - відстань між серединою всього перерізу і центром ваги розрахункового шару, м; s - крок гнучких в'язей за висотою стінки, м; H - висота стінки, м. Ця заміна дозволить ураховувати вплив різного кроку в'язей (s) за висотою стіни на стійкість окремих шарів.

Розроблено методику розрахунку багатошарових кам'яних стін при центральному і позацентровому навантаженні, яка базується на передумовах розрахунку суцільної стіни. Алгоритм розрахунку наведений на рис.10.

Рис.10. Алгоритм розрахунку багатошарових стін
за розробленими пропозиціями

При збільшені поверховості будівлі з тришаровими стінами потрібно визначати значення граничної допустимої різниці абсолютних деформацій конструктивних шарів _u

_u=₁ - ₂ ,

де ₁, ₂- абсолютні деформації стиснення конструктивних шарів.

З аналізу експериментальних отриманих даних і теоретичних розрахунків багатошарових кам'яних стін значення граничної допустимої різниці абсолютних деформацій _u наведено до 5 поверхів у табл.3.

Таблиця 3

Значення граничної допустимої різниці абсолютних деформацій _u
конструктивних кам'яних шарів

	Запропоновано	За нормами
Кількість поверхів	1	2	3	4	5	6	7	8	9	12 і більше
Висота стіни, H	3	6	9	12	15	18	21	24	27	36 і більше
u, мм	2	4	5	6	7	8	9	10	12	15

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

На сучасному етапі діючі норми й методики розрахунку багатошарових кам'яних стін не враховують або частково враховують розміщення та вид в'язей при центральному і позацентровому навантаженнях. Розрахунок багатошарових кам'яних стін проводиться переважно за емпіричними залежностями, які мають обмежену область застосування, не враховують деякі фактори, що зменшує можливості більш повної оптимізації конструктивних рішень. Необхідна обгрунтована методика розрахунку несучої здатності багатошарових кам'яних стін при центральному і позацентровому навантаженнях.

Проведені експериментальні дослідження напружено-деформованого стану тришарових цегляних простінків із гнучкими й жорсткими в'язями при центральному та позацентровому завантаженні дали змогу встановити, що на несучу здатність і характер руйнування багатошарових стін впливає вид та розміщення в'язей, ексцентриситет прикладання навантаження.

На підставі експериментальних досліджень цегляних стовпів запропоновані зміни для формули знаходження міцності цегляної кладки при короткочасному стискаючому навантаженні та спрощено розрахунок конструктивного коефіцієнта кам'яної кладки.

На основі проведеного аналізу експериментальних даних і теоретичних досліджень кам'яних конструкцій розроблено рекомендації до розрахунку багатошарових кам'яних стін при центральному й позацентровому навантаженні. Для тришарових стін із гнучкими в'язями запропоновано обчислювати коефіцієнт згину за умовною товщиною, що дозволить враховувати вплив різного кроку в'язей (s) за висотою стіни на стійкість окремих шарів. Для тришарових стін із жорсткими в'язями при позацентровому навантаженні враховано вплив ділянок оточуючої розтягненої або розтрісканої кладки при двотавровому перерізі.

Розбіжність несучої здатності експериментальних зразків тришарових цегляних простінків, отриманої за допомогою розробленої методики, з експериментальними становить: для цегляних простінків із гнучкими в'язями - =-22,4% , =4,3, довірчі межі із забезпеченістю = 0,95 (-30,8% ; -14,0%); для цегляних простінків із жорсткими в'язями - =-1,6%, =5,3, довірчі межі із забезпеченістю = 0,95 (-11,9% ; 8,7%); для одношарових цегляних простінків і стовпів - =-7,9%, =8,0, довірчі межі із забезпеченістю = 0,95 (-23,5% ; 7,7%).

За результатами дослідного проектування зроблено висновок про техніко-економічну ефективність і доцільність використання у будівництві тришарових цегляних стін.

Подані рекомендації до розв'язання проблеми збільшення поверховості будівель із тришаровими стінами, які базуються на визначенні значення граничної допустимої різниці абсолютних деформацій конструктивних шарів _u .

Статті у наукових виданнях

1.Міщенко Р.А. Експериментальні дослідження багатошарових цегляних стін // Коммунальное хозяйство городов. - К.: Техніка. - 2000. - Вип. 22. - С. 43 - 47.

2. Міщенко Р.А. Міцність цегляної кладки // Коммунальное хозяйство городов. - К.: Техніка. - 2000. - Вип. 23. - С. 34 - 37.

3.Вахненко П.Ф., Міщенко Р.А. Багатошарова цегляна стінка з гнучкими в'язями // Зб. наук. праць (галузеве машинобудування, будівництво) / Полт. держ. техн. ун-т імені Юрія Кондратюка. - 2000. - Вип. 6. - С. 107 - 111.

4.Міщенко Р.А. Врахування впливу позацентрового навантаження для багатошарової кам'яної кладки із жорсткими в'язями // Коммунальное хозяйство городов. - К.: Техніка. - 2001. - Вип. 33. - С. 68 - 71.

У роботі [3] автору належить одержання формули, яка передбачатиме вплив в'язей на стійкість окремих шарів тришарових кам'яних стін із гнучкими в'язями.

АНОТАЦІЇ

Міщенко Р.А. Напружено-деформований стан багатошарової кам'яної стіни та розрахунок її несучої здатності. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди. - Полтавський державний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Полтава, 2001.

Дисертацію присвячено дослідженню напружено-деформованого стану багатошарових кам'яних стін з жорсткими та гнучкими в'язями при центральному й позацентровому навантаженні. Експериментально досліджені особливості роботи елементів тришарових цегляних простінків. Розроблені рекомендації на основі проведеного аналізу експериментальних даних і теоретичних досліджень кам'яних конструкцій до розрахунку багатошарових кам'яних стін. Основні результати роботи знайшли застосування у проектуванні житлових будинків у м. Полтаві.

Ключові слова: багатошарові кам'яні стіни, жорсткі та гнучкі в'язі, крок в'язей, напружено-деформрваний стан кладки, несуча здатність.

Мищенко Р.А. Напряженно-деформированное состояние многослойной каменной стены и расчет ее несущей способности. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения. - Полтавский государственный технический университет имени Юрия Кондратюка, Полтава, 2001.

Диссертация посвящена исследованию напряженно-деформированного состояния многослойных каменных стен с жесткими и гибкими связями при центральном и внецентренном загружении.

В предисловии обоснована актуальность, научная новизна и практическая ценность работы, дана ее общая характеристика.

В первой главе проведен обзор и анализ методов расчета многослойных каменных стен с жесткими и гибкими связями на прочность и деформативность. Рассмотрены конструктивные решения трехслойных каменных стен. Отмечены преимущества и недостатки многослойных каменных стен, области применения. Изложены основные задачи исследования.

Второй раздел посвящен методике проведения эксперимента и исследованию физико-механических свойств принятых материалов. При составлении программы эксперимента была поставлена задача исследовать элементы многослойной каменной кладки в зависимости от вида связей, их расположения при различных видах загружения. Приведены конструкции экспериментальных образцов и описана технология их изготовления. Образцы представлены в виде трехслойной каменной стены (простенка), которая состоит из двух слоев кирпичной кладки соединенных между собой двома способами: жесткими связями в виде вертикальных поперечных рядов кирпича; гибкими связями в виде металлических стержней. В соответствии с планом эксперимента были изготовлены монолитные кирпичные стены и кирпичные столбы. Описаны методы измерения деформаций элементов многослойной каменной стены и перемещений отдельных слов от начального положения, места расположения измерительных приборов.

Третий раздел диссертационной работы посвящен анализу результатов экспериментальных исследований многослойных каменных конструкций. Экспериментальные исследования напряженно-деформированого состояния элементов трехслойных кирпичных стен позволили разработать предпосылки для рекомендаций по расчету на прочность многослойных каменных стен. Установлено, что основное влияние на несущую способность и характер разрушения оказывает вид и размещение связей. Увеличение шага гибких связей по высоте стены снижает несущую способность многослойного простенка и увеличивает отклонения отдельных слов от начального положения. При увеличении эксцентриситета приложения усилий несущая способность трехслойных стен с жесткими связями уменьшается и увеличиваются отклонения отдельных слов от начального положения.

Экспериментальные исследования монолитных кирпичных столбов с разными поперечными сечениями и однослойных кирпичных стен позволили установить, что на прочность кирпичной кладки влияют размеры поперечного сечения.

В четвертом разделе рассматривается метод расчета многослойных каменных стен. Расчет включает влияние на несущую способность стены ексцентриситета приложения нагрузки, вида связей и их размещения. Предлагаемые методы расчета несущей способности многослойных каменных стен с жесткими и гибкими связями обеспечивают удовлетворительное совпадение теоретических и экспериментальных значений.

Приведены и обоснованы значения граничной допустимой разницы абсолютных деформаций конструктивных слов. Это позволит проектировать количество этажей жилых и общественных домов с многослойными стенами исходя не только из прочности материалов, но и из деформативности отдельных слов.

Результаты диссертации. Выявлены основные особенности работы элементов многослойных каменных стен. Предложена методика расчета несущей способности многослойных каменных стен с жесткими и гибкими связями при центральном и внецентренном загружении. Сформулированы рекомендации к расчету граничной допустимой разницы абсолютных деформаций конструктивных слов.

Ключевые слова: многослойные каменные стены, жесткие и гибкие связи, шаг связей, напряженно-деформированное состояние кладки, несущая способность.

Mischenko R.A. Stressed-deformed State of Multilayer Stone Wall and the Calculation of its Carriing Ability. - Manuscript.

Thesis for acguiring the scientific degree of Candidate of technical sciences in the speciality 05.23.01 - building constructions, buildings and structures. - Poltava State Technikal University named in honour of Yuri Kondratyuk, Poltava, 2001.

The thesis is devoted to investigation of the stressed-deformed state in multilayer stone walls with rigit and flexible braces with the central and the eccentric load. The peculiarities of functioning of elements of three-layer brick piers were experimentally investigated. The recommendations were elaborated on the basis of the analysis carried out on the experimental data, and the theoretical investigations of the stone structures for calculation of the multilayer stone walls. The main results of the work found an application in designing of dwelling-houses in the town of Poltava.

The Key-words: multilayer stone walls; rigid and flexible braces; move of braces; stressed-deformed state of a masonry; carriing ability.

Размещено на Allbest.ru

...