МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИН В КЛАДКЕ ЛИЦЕВОГО СЛОЯ НАРУЖНЫХ СТЕН ПРИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

На основе проведенных экспериментальных и численных исследований установлен механизм образования трещин в кладке лицевого слоя с гибкими связями при температурных воздействиях. Экспериментальные исследования проводились в течение пяти лет на фрагменте здания высотой на этаж, образованном наружными трехслойными стенами, опирающимися на монолитную железобетонную плиту. Численные исследования проводились с использованием авторской специализированной программы расчета каменных конструкций, реализующей метод конечных элементов с учетом конструктивной нелинейности. Верификация программы выполнена сравнением результатов расчетов с данными экспериментов, а также на стадии до образования трещин с использованием программы ЛИРА-САПР. Показано, что в зависимости от соотношения прочности кладки на растяжение по вертикальному сечению и срез по горизонтальным растворным швам возможны различные варианты развития трещин. Вертикальные трещины подобно деформационным швам снижают уровень растягивающих и касательных напряжений. Срез кладки по горизонтальному растворному шву в основании стены приводит к сокращению длины участка влияния плиты перекрытия. Все вместе это приводит к снижению уровня растягивающих и касательных напряжений и затуханию процесса развития трещин. Вверху стены влияние плиты перекрытия на напряженно-деформированное состояние (НДС) кладки относительно невелико и температурные деформации там близки к свободным. Это позволило применить упрощенную методику для оценки ширины раскрытия трещин. Предложен метод расчета кладки лицевого слоя на температурные воздействия и назначения расстояний между вертикальными температурными швами.

трехслойные стены с гибкими связями, лицевой слой кладки, совместная работа кладки и плиты перекрытия, НДС кладки лицевого слоя, температурные деформации, методика оценки ширины раскрытия трещин

1. Деркач В.Н., Демчук И.Е., Орлович Р.Б. Механизм повреждаемости ненесущей облицовки многослойных каменных стен // Строительство уникальных зданий и сооружений. №3 (54). 2017. С. 63-70

2. Зимин С.С., Корсун В.И. Экспериментальные исследования температурных деформаций лицевого слоя многослойных наружных стен при одностороннем замораживании // Лолейтовские чтения-150. Современные методы расчета железобетонных и каменных конструкций по предельным состояниям. Под редакцией А.Г. Тамразяна. Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва). 2018

3. Орлова Н.С., Улыбин А.В. Проблемы расчета кирпичной облицовки облегченных стен на температурные воздействия // В сб.: Региональные аспекты развития науки и образования в области архитектуры, строительства, землеустройства и кадастров в начале III тысячелетия: материалы V Международной научно-практической конференции: Комсомольский-на-Амуре государственный университет. 2018. С. 230-234

4. Орлович Р.Б., Деркач В.Н., Зимин С.С. Повреждение каменного лицевого слоя в зоне сопряжения с железобетонными перекрытиями // Инженерно-строительный журнал. 2015. №8(60). С. 30-37

5. Орлович Р.Б., Деркач В.Н. Сопряжение лицевого слоя сплошных каменных стен с плитами перекрытий // Промышленное и гражданское строительство. 2011. №11. С. 60-63

6. Орлович Р.Б., Зимин С.С., Рубцов Н.М. О работе облицовочного каменного слоя наружных стен каркасно-монолитных зданий при силовых воздействиях // Строительство и реконструкция. 2014. № 4 (54). С. 26-30

7. Шапиро Г.И., Коровкин В.С. К вопросу о напряженно-деформированном состоянии жилых и общественных зданий при температурных воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2008. № 12. С. 5-8

8. Ищук М.К., Зуева А.В. Исследование напряженно-деформированного состояния лицевого слоя из кирпичной кладки при температурно-влажностных воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2007. № 3. С. 40-43

9. Ищук М. К. Анализ напряженно-деформированного состояния кладки лицевого слоя наружных стен // Жилищное строительство. 2008. № 4. С. 23-28

10. Ищук М.К. Отечественный опыт возведения зданий с наружными стенами из облегченной кладки // РиФ «Стройматериалы». М., 2009. 369 с

11. Ищук М.К. Исследование напряженно-деформированного состояния кладки лицевого слоя наружных стен с гибкими связями при температурно-влажностных воздействиях // Строительная механика и расчет сооружений. 2018. №1 С. 72-76

12. Ищук М.К. Экспериментальные исследования НДС кирпичной кладки лицевого слоя наружных стен с гибкими связями на температурно-влажностные воздействия // Вестник НИЦ Строительство. 2018. № 3(18). С. 61-78

13. Ищук М.К., Ищук В.Л. Численные исследования прочности и деформаций наружных стен с лицевым слоем из каменной кладки с гибкими связями при температурных воздействиях // Вестник НИЦ «Строительство». 2019. №2. С. 60-73

14. Ищук М.К., Ищук В.Л. Расчет каменных стен при сдвиге и растяжении // Промышленное и гражданское строительство. 2020. №8. С. 31-42

15. Schubert P. Rißfreie Wandlänge von tragenden, senkrecht zu den Lagerfugen belasteten Mauerwerkwänden aus Porenbetonsteinen. Aachen // Forschungsbericht : Institut für Bauforschung, 1999. № F. 595 p

16. Schubert P. Vermeiden von schädlichen Rissen in Mauerwerkbauteilen // Mauerwerk-Kalender. Berlin, 1996. P. 621-651

17. Brameshuber W., Schubert P., Schmidt U, Hannawald J. Rißfreie Wandlänge von Porenbeton-Mauerwerk // Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin Mauerwerk 10 (2006), Heft 4. S. 132-139

18. Martens D.R.W. New approach for spacing of movement joints in reinforced and unreinforced masonry veneer walls Part 1 (Neue Bemessungsmethode für die Abstände von Dehnungsfugen in bewehrten und unbewehrten Verblendmauerwerksschalen Teil 1: Unbewehrtes Mauerwerk): Unreinforced masonry / Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin, Mauerwerk 20 (2016). Heft 4

19. Martens D.R.W. New Method for determining spacing of movement joints in solid unreinforced veneer walls // Proceedings of the 16th IB2MaC. Padua, 2016. P. 255-262

20. Martens D. R.W. Typical masonry wall enclosures in Belgium and The Netherlands // Enclosure masonry wall systems worldwide // CIB W023 - Wall structures. Berlin, 2011. P. 13-14

21. Lourenco Paulo B. Two approaches for the analysis of masonry structures: Micro and macro modeling // Heron. 1995. Vol. 40. P. 313 - 340

22. Кабанцев О.В. Механика пластического деформирования и разрушения каменной кладки в условиях двухосного напряженного состояния в сб. Современные проблемы расчета железобетонных конструкций, зданий и сооружений на аварийные воздействия под редакцией А.Г. Тамразяна, Д.Г. Копаницы : МГСУ, 2016. С. 154-165

23. Блохина Н.С. Расчет конструкций из анизотропных материалов с применением физической нелинейности // Строительная механика и расчет сооружений. 2012. № 1. С. 3-5

24. Поляков С.В. Длительное сжатие каменной кладки. Научное сообщение. М.: Стройиздат, 1959. 183 с

25. Кашеварова Г.Г., Труфанов Н.А. Численное моделирование деформирования и разрушения системы «здание-фундамент». Екатеринбург-Пермь: УрО РАН, 2005. 225 с

26. Деркач В.Н. Деформационные характеристики каменной кладки в условиях плоского напряженного состояния // Строительство и реконструкция. 2012. №2(40). С. 3 - 10

27. Колчунов Вл.И., Мартыненко Д.В. Прочность и деформативность сборно-монолитных платформенных стыков панельных зданий // Строительство и реконструкция. 2019. №2 (82). С. 26-34

28. Кашеварова Г.Г. Программная реализация алгоритма учета статистического разброса механических свойств материалов // Вестник ПНИПУ, Строительство и архитектура. 2012. №1. С. 133-141