The masonry calculation strength under the vertical and horizontal loads combined action by the variational method in the plasticity theory = Розрахунок міцності кам’яної кладки при сумісній дії вертикального та горизонтального навантаження варіаційним методом у теорії пластичності

Abstract

Possible causes of destruction of masonry in buildings with bearing masonry walls under the combined effect of vertical and horizontal loads are considered. The diagonal shear is highlighted as a typical case for partitions under seismic impacts. Based on the analysis of the results of experimental studies of samples for skewing, as models of the operation of the partition, proposals are presented for a kinematically possible scheme of the masonry elements destruction, which is proposed as a base for the calculation. The strength problem was solved by the variational method in the theory of plasticity, taking into account both strength characteristics of the masonry, the dimensions of the samples, and the loading areas. The peculiarities of the masonry work are taken into account by using the appropriate strength condition. The influence on the strength of reinforcement of masonry partitions during diagonal splitting is considered

Розглянуто можливі випадки руйнування кладки в будівлях із несучими кам’яними стінами при сумісній дії вертикальних і горизонтальних навантажень. Виділено діагональний зсув як характерний випадок для простінків при сейсмічних впливах. Наголошено на відсутності нормативної методики розрахунку міцності для даного випадку руйнування. Використана класифікація тріщин в цегляних стінах в якості критерія реалізації окремих випадків руйнування простінків. На основі аналізу результатів експериментальних досліджень зразків на перекіс, як моделей роботи простінків, надані пропозиції щодо кінематично можливої схеми руйнування кам’яних елементів, котру запропоновано як базову для розрахунку. Задачі міцності розв’язані варіаційним методом у теорії пластичності з урахуванням обох характеристик опору кладки, розмірів зразків та площадок завантаження. Кам’яна кладка розглядається як жорстко-пластичне тіло. Пластична деформація зосереджена у тонких шарах на поверхні зсуву, а сусідні зони (диски) вважаються абсолютного жорсткими. Особливості робота кам’яної кладки враховано шляхом використання відповідної умови міцності. Умова міцності на ділянках зсуву в стиснутих областях розглядається як пластичний потенціал. Застосовується принцип віртуальних швидкостей. Задачі міцності розв’язуються шляхом дослідження функціоналу принципу на стаціонарний стан. Варіюються напрямки переміщення жорстких дисків та швидкості деформації. Отримані розрахункові залежності для визначення зусиль, котрі сприймають простінки цегляних стін у граничному стані. Граничне навантаження відповідає мінімуму потужності пластичної деформації. Встановлено вплив співвідношення між вертикальною і горизонтальною складовою навантаження на розміри площадки завантаження: при збільшенні величини горизонтальної сили розміри площадки завантаження зменшуються. Розглянуто вплив на міцність підсилення цегляних простінків при діагональному розколюванні