|
55 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 [313, 324] в условиях плоского напряженного состояния. Нелинейное поведение кладки, по мнению авторов этих работ, обусловливается, с одной стороны, нелинейными деформационными характеристиками растворного шва, а с другой прогрессирующим разрушением швов с последующим перераспределением усилий в них. Расчеты проводились с учетом разрушения растворных швов. Окончательное разрушение, которое происходит после значительного разрушения или проскальзывания в швах, при этом не определялось. Для уточнения оценки предельной нагрузки требовалось включить в предложенную модель критерий разрушения кирпича. Авторы рассматриваемых работ считали, что такого критерия пока нет и трудность его разработки связана со сложностью моделирования трехосного напряженного состояния, вызываемого взаимодействием кирпича и раствора и местными эффектами. 1.7.2. Бетон и железобетон Фундаменты современных зданий и сооружений обычно выполняются из бетона или железобетона, правда в старых зданиях, построенных до 1917 года, иногда встречается кирпичная кладка или бутовый камень на известковом растворе. Кроме того, междуэтажные перекрытия, перемычки в проемах окон и дверей также делаются из железобетона. Железобетон это композиционный материал, в котором бетон и стальная арматура, соединенные взаимным сцеплением, работают как единое монолитное целое. Основные прочностные и деформативные характеристики бетона при сжатии получают на стандартных образцах-кубах, призмах или цилиндрах сравнительно небольших размеров, испытываемых в условиях равномерного распределения деформаций и напряжений в их поперечном сечении, т.е. при однородном сжатии. И меха |
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 плоского напряженного состояния. Нелинейное поведение кладки, по мнению авторов этих работ, обусловливается, с одной стороны, нелинейными деформационными характеристиками растворного шва, а с другой прогрессирующим разрушением швов с последующим перераспределением усилий в них. Расчеты проводились с учетом разрушения растворных швов. Окончательное разрушение, которое происходит после значительного разрушения или проскальзывания в швах, при этом не определялось. Для уточнения оценки предельной нагрузки требовалось включить в предложенную модель критерий разрушения кирпича. Авторы рассматриваемых работ считали, что такого критерия пока нет и трудность его разработки связана со сложностью моделирования трехосного напряженного состояния, вызываемого взаимодействием кирпича и раствора и местными эффектами. 1.5.2. Бетон и железобетон Фундаменты современных зданий и сооружений обычно выполняются из и бетона или железобетона, правда в старых зданиях, построенных до 1917 года, иногда встречается кирпичная кладка или бутовый камень на известковом растворе. Кроме того, междуэтажные перекрытия, перемычки в проемах окон и дверей также делаются из железобетона. Железобетон это композиционный материал, в котором бетон и стальная арматура, соединенные взаимным сцеплением, работают как единое монолитное целое. Основные прочностные и деформативные характеристики бетона при сжатии получают на стандартных образцах-кубах, призмах или цилиндрах сравнительно небольших размеров, испытываемых в условиях равномерного распределения деформаций и напряжений в их поперечном сечении, т.е. при однородном сжатии. И механические характеристики бетона, реализуемые в образцах, полностью отождествляются с конструкционными, реализуемыми в железобетонных конструкциях. Вместе с тем в подавляющем большинстве железобетонных конструкций различного назначения (в том числе и в плитах перекрытий, фундаментах, перемычках) бетон работает в условиях 50 |