|
54 являются при нагрузке, составляющей 40-60% от разрушающей, что и приводит к нелинейному характеру деформирования материала. Наличие отдельных трещин это еще не разрушение конструкции. Накапливаясь, трещины могут привести к потере несущей способности здания. Однако этот момент не является внезапным, а является результатом накопления повреждений на разных структурных уровнях. Для большинства зданий массовой застройки определяющими воздействиями являются неравномерные осадки основания, то есть, происходит так называемое «жесткое» нагружение [51] здания, при котором равновесное протекание процесса накопления повреждений находит свое отражение на диаграмме деформирования в виде ниспадающей ветви. Экспериментальное построение полной диаграммы для образцов кладки связано с определенными трудностями, так как требует создания достаточной жесткости нагружающей системы элемента материала. Усовершенствование математических моделей материала, учитывающих накопление и развитие трещин в кирпичной кладке и влияние нагружающих систем, является важной задачей механики разрушения. Моделирование реальных трещин, возникающих в несущих стенах здания, является весьма проблематичным. Поэтому чаще всего используется феноменологический подход к моделированию повреждаемости материала, который состоит в описании внутренних разрывов при помощи некоторых функций состояния материала. Эта идея нашла отражение в известных работах А.А. Ильюшина [99], В.В. Болотина [28], В.П. Тамужа и А.Ж. Лагздиньжа [262]. Она получила развитие в работах Ю.В. Соколкина, А.А. Ташкинова, В.Э. Вильдемана. [51, 52] и явилась основой создания механики поврежденной сплошной среды, в рамках которой повреждение материала определяется как любое микроструктурное изменение, приводящее к какому-либо изменению механических свойств [156]. Уже в ранних работах отечественных [35] и зарубежных [331] исследователей предлагалась методика расчета каменных стен с применением современных численных методов, в частности, МКЭ. Сама конструкция каменной кладки своей регулярностью подсказывает применение этого метода. Материал кладки |
Известно множество других экспериментальных работ по исследованию кла. сжатии, сжатии и сдвиге [208, 212, 213], сжатии и растяжении [163], в которых предлагаются критерии разрушения этого материала для конкретных условий нагружения, но разрушение кирпичной кладки в условиях трехосного напряженного состояния практически не изучено, и методы расчета при сложном напряженном состоянии в настоящее время пока не нашли отражения ни в нормах РФ, ни в нормах зарубежных стран [153], хотя интенсивные исследования в этой области в последние десятилетия ведутся. Многочисленные эксперименты, проведенные разными исследователями [55, 117, 118], в том числе и в данной работе на разных видах кирпичей и связующего раствора, показывают, что зависимость между напряжениями и деформациями в кирпичной кладке носит нелинейный характер, и разные исследователи для описания механического поведения этого материала предлагают использовать разные теории и математические модели. Так в работе [163] автор предлагает для анализа напряженнодеформированного состояния каменной кладки использовать деформационную теорию пластичности, рассматривая плоскую задачу и учитывая ортотропию свойств материала. Нелинейность обуславливается прогрессирующим разрушением швов кладки с последующим перераспределением усилий в них. Экспериментально доказано [55], что первые трещины в кирпичной кладке появляются при нагрузке, составляющей 40-60% от разрушающей, что и приводит к нелинейному характеру деформирования материала. Наличие отдельных трещин это еще не разрушение конструкции. Накапливаясь, трещины могут привести к потере несущей способности здания. Однако этот момент не является внезапным, а является результатом накопления повреждений на разных структурных уровнях. Для большинства зданий массовой застройки определяющими воздействиями являются неравномерные осадки основания, то есть, происходит так называемое «жесткое» нагружение [26] здания, при котором равновесное 48 протекание процесса накопления повреждений находит свое отражение на диаграмме деформирования в виде ниспадающей ветви. Экспериментальное построение полной диаграммы для образцов кладки связано с определенными трудностями, так как требует создания достаточной жесткости нагружающей системы элемента материала. Усовершенствование математических моделей материала, учитывающих накопление и развитие трещин в кирпичной кладке и влияние нагружающих систем, является важной задачей механики разрушения. Моделирование реальных трещин, возникающих в несущих стенах здания, является весьма проблематичным. Поэтому чаще всего используется феноменологический подход к моделированию повреждаемости материала, который состоит в описании внутренних разрывов при помощи некоторых функций состояния материала. Эта идея нашла отражение в известных работах Л.М. Качанова [57], А.А. Ильюшина [50], В.В. Болотина [17], В.П. Тамужа и А.Ж. Лагздиньжа [160]. Она получила развитие в работах Ю.В. Соколкина, А.А. Ташкинова, В.Э. Вильдемана. [26, 27] и явилась основой создания механики поврежденной сплошной среды, в рамках которой повреждение материала определяется как любое микроструктурное изменение, приводящее к какому-либо изменению механических свойств [112]. Уже в ранних работах отечественных [23] и зарубежных [214] исследователей предлагалась методика расчета каменных стен с применением современных численных методов, в частности, метода конечных элементов (МКЭ). Сама конструкция каменной кладки своей регулярностью подсказывает применение этого метода. Материал кладки при этом считался упругим, а учет неоднородности достигался разбивкой кладки на два типа конечных элементов: кирпича и раствора, причем и кирпич, и раствор имели различные модули упругости. Следующим шагом вперед в области исследования каменной кладки с применением МКЭ явились работы специалистов из Австралии, в которых учитывалась физическая нелинейность кладки [196, 206, 207] в условиях 49 |