|
49 дованию механических свойств строительных материалов, модели разрушения и возможность их применения к элементам системы ЗФО. 1.7.1. Кирпичная кладка Кирпич и керамические камни — самые распространенные стеновые материалы и даже такой индустриальный материал, как железобетон, не смог вытеснить мелкоштучный кирпич из сегодняшней строительной практики. В 80-х годах XX века из кирпича, камня и керамики возводилось более 40% жилых, гражданских и промышленных зданий [215], которые эксплуатируются и подвергаются реконструкции в настоящее время. В соответствии с рекомендациями СНиП [106] кладка считается изотропным упругим материалом, для нее принят единый модуль упругости. При расчете кирпичных зданий, выделяются отдельные элементы стены, рассматривается их одноосное напряженное состояние при центральном и внецентренном сжатии и производится оценка их по несущей способности, по деформациям и по образованию и раскрытию трещин. Но вопрос, как эти элементы влияют на здание в целом не исследуется, т.е. нарушается принцип системного подхода взаимозависимости частей и целого [194]. Расчет отдельных элементов конструкции, основанный на экспериментальном исследовании одноосного напряженного состояния кладки при сжатии ее по неперевязанному сечению, предложен Л.И. Онищиком [164], и им же предложена эмпирическая формула зависимости «деформации напряжения» в виде: 1,1 1/1 ч8 =---1п(1------) Е, 1,1Я (1-12) где s относительная деформация кладки; Ео -aR _ начальный модуль деформаций при о=0; R предел прочности кладки при сжатии; а упругая характеристика кладки, зависящая от способа изготовления кирпича и типа раствора, зафиксированная в нормативном документе по проектированию каменных конструкций [106]. Позднее эта формула уточнялась С.В.Поляковым [185] и предложено вместо постоянного коэффициента 1,1 ввести параметр р зависящий от вида |
Иногда вместо интенсивности напряжений СУ/ рассматривают интенсивность касательных напряжений т, = 1Д/3 а ,. При объемном напряженном состоянии возможен случай равномерного (гидростатического) растяжения а сг а1 2 а й в этом случае оба критерия прогнозируют бесконечную прочность, что не соответствует физическому смыслу понятия прочности. Поэтому, в таких случаях модель статического нагружения пластичных материалов должна быть дополнена ограничением по наибольшим растягивающим напряжениям. При построении моделей разрушения пластичных и хрупких материалов учитываются возможности их разрушения путем среза или путем отрыва. Разделение материалов на пластичные и хрупкие по опытам на простое растяжение не является исчерпывающим. При всестороннем растяжении пластичный материал ведет себя как хрупкий, а при всестороннем сжатии хрупкий материал проявляет пластические свойства. При исследовании поведения конструкций системы «здание-фундамент-основание», находящихся в сложном напряженном состоянии требуются более совершенные модели для описания механизмов разрушения материалов (кирпичной кладки, бетона, грунта), чем предлагаемые для этих материалов нормативными документами строительного проектирования при расчетах конструкций по упрощенным расчетным схемам. Далее рассмотрим современное состояние, проблемы и подходы к исследованию механических свойств строительных материалов (кирпичной кладки, бетона/железобетона и грунта), модели разрушения и возможность их применения к элементам системы «здание-фундамент-основание». 1.5.1. Кирпичная кладка Кирпич и керамические камни самые распространенные стеновые материалы и даже такой индустриальный материал, как железобетон, не смог вытеснить мелкоштучный кирпич из сегодняшней строительной практики. В 42 80-х годах XX века из кирпича, камня и керамики возводилось более 40% жилых, гражданских и промышленных зданий [153], которые эксплуатируются и подвергаются реконструкции в настоящее время. В соответствии с рекомендациями СНиП [58] кладка считается изотропным упругим материалом, для нее принят единый модуль упругости. При расчете кирпичных зданий, выделяются отдельные элементы (фрагменты) стены, рассматривается их одноосное напряженное состояние при центральном и внецентренном сжатии и производится оценка их по несущей способности, по деформациям и по образованию и раскрытию трещин. Но вопрос, как эти элементы влияют на здание в целом не исследуется, т.е. нарушается принцип системного подхода взаимозависимости частей и целого [137]. Расчет отдельных элементов конструкции, основанный на экспериментальном исследовании одноосного напряженного состояния кладки при сжатии ее по неперевязанному сечению (в вертикальном направлении), предложен Л.И. Онищиком [118], и им же предложена эмпирическая формула зависимости «деформации напряжения» в виде: 4 где г относительная деформация кладки; Е0=аЯ начальный модуль деформаций при о=0; Я предел прочности кладки при сжатии; а упругая характеристика кладки, зависящая от способа изготовления кирпича и типа раствора, зафиксированная в нормативном документе по проектированию каменных конструкций [58]. Позднее эта формула уточнялась С.В.Поляковым [133] и предложено вместо постоянного коэффициента 1,1 ввести параметр р зависящий от вида кирпича (камня), раствора, способа кладки, длительности нагружения. 43 |