Розрахунок міцності кам’яної кладки при сумісній дії вертикального та горизонтального навантаження варіаційним методом у теорії пластичності

Погрібний, В.В.

Усенко, В.Г.

Усенко, Д.В.

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

seismic impact

diagonal splitting

plastic strain

простінок

сейсмічний вплив

діагональне розколювання

пластична деформація