Кабанцев О.В.

УДК 624.042.1:539.3+693.157

КАБАНЦЕВ ОЛЕГ ВАСИЛЬЕВИЧ, канд. техн. наук, профессор,

ovk531@gmail.com

Московский государственный строительный университет,

129337, г. Москва, Ярославское ш., 26

УСЕИНОВ Эмиль Сейранович, аспирант,

useinov_em@mai.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ НОРМАЛЬНОГО СЦЕПЛЕНИЯ НА ПРОЦЕСС ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ В УСЛОВИЯХ ДВУХОСНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

Выполнен анализ процесса разрушения структурных элементов каменной кладки при различном уровне адгезионной прочности взаимодействия кирпича и раствора. Рассчитаны и обоснованы значения характеристик пластических свойств каменной кладки при различной величине нормального сцепления. Результаты численных исследований позволили установить ключевую роль уровня адгезионной прочности на протекание процессов пластического деформирования и характеристику пластичности кладки.

Результаты исследований могут быть использованы для формирования критериев предельных состояний каменной кладки для условий работы при действии горизонтальных нагрузок на здание, включая сейсмические воздействия.

Ключевые слова: моделирование; численные методы; расчетная модель; напряженно-деформированное состояние; каменная кладка; кирпич; раствор.

Библиографический список

  1. Онищик, Л.И. Каменные конструкции промышленных и гражданских зданий /Л.И. Онищик. – М. ; Л. : Стройиздат, 1939. – 208с.
  2. Копаница, Д.Г. Экспериментальные исследования фрагментов кирпичной кладки на действие статической и динамической нагрузки /Д.Г. Копаница, О.В. Кабанцев, Э.С. Усеинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2012. – №4. – С. 157–178.
  3. Бураго, Н.Г. Моделирование разрушения упругопластических тел / Н.Г. Бураго // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т. 1. – № 4. – С. 5–20.
  4. Трусов, П.В. Некоторые вопросы нелинейной механики деформируемого твердого тела (в порядке обсуждения) / П.В. Трусов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2009. – 17. – С. 85–95.
  5. Kabantsev, O. Modeling Nonlinear Deformation and Destruction Masonry under Biaxial Stresses. Part 1. Masonry as Simulation Object // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Р. 681–696.
  6. Kabantsev, O. Modeling Nonlinear Deformation and Destruction Masonry under Biaxial Stresses. Part 2. Strength Criteria and Numerical Experiment // Applied Mechanics and Materials. – 2015. –Р. 808–819.
  7. Кабанцев, О.В. Дискретная модель каменной кладки в условиях двухосного напряженного состояния / О.В. Кабанцев // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2015. – №4. – С.113–134.
  8. Кабанцев, О.В. Моделирование упругопластического деформирования каменной кладки в условиях двухосного напряженного состояния / О.В. Кабанцев, А.Г. Тамразян // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2015. – Is. 3. – V. 11. – P. 87–100.
  9. Перельмутер, А.В. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа / А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. – М. : СКАД СОФТ; Изд-во АСВ; ДМК Пресс, 2011. – 709 с.
  10. Кабанцев, О.В. Учет изменений расчетной схемы при анализе работы конструкции / О.В. Кабанцев, А.Г. Тамразян // Инженерно-строительный журнал. – 2014. – №5. – С. 15–26.
  11. Кабанцев, О.В. Учет изменения жесткостей элементов в процессе монтажа и эксплуатации / О.В. Кабанцев, А.В. Перельмутер // Инженерно-строительный журнал. – 2015. – № 5. – С. 6–14.
  12. Экспериментальные исследования сейсмоусиления каменной кладки наружными бетонными аппликациями / Г.П. Тонких, О.В. Кабанцев, О.А. Симаков, А.Б. Симаков, С.М. Баев, П.С. Панфилов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. – 2011. – №2. – С. 35–42.
  13. SCAD Office. Версия 21. Вычислительный комплекс SCAD++ / В.С. Карпиловский, Э.З. Криксунов, А.А. Маляренко, М.А. Микитаренко, А.В. Перельмутер, М.А. Перель­мутер. – М. : Изд-во СКАД СОФТ, 2015. – 808 с.
  14. Попов, Н.Н. Динамический расчет железобетонных конструкций / Н.Н. Попов, Б.С. Расторгуев. – М. : СИ, 1974. – 207 с.
  15. Veletsos, A.S. Effect of inelastic behavior on the response of simple systems to earthquake motion / A.S. Veletsos // Proc. Second World Conf. Eathq. Engrg. – Tokio and Kioto, Japan. – Р. 895–912.
  16. Schubert, P. Schubfestigkeit von Mauerwerk aus Leichtbetonsteinen /P. Schubert, D. Bohene // Das Mauerwerk Heft 3, Ernst & John. – 2002. – P. 98–102.
  17. Capozucca, R. Shear behaviour of historic masonry made of clay dricks / R. Capozucca // The Open Construction and Building Technology Journal. – 2011. – 5. (Suppl 1-M6). – P. 89–96.
  18. Sousa, R. Diagonal compressive strength of masonry samples – experimental and numerical approach / R. Sousa, H. Sousa, J. Guedes // Materials and Structures. – 2013. – 46. – P. 765–786.

______________________________

OLEG V. KABANTSEV, PhD, Professor,

ovk531@gmail.com

Moscow State University of Civil Engineering,

26, Yaroslavskoe Road, 129337, Moscow, Russia,

EMIL S. USEINOV, Research Assistant,

useinov_em@mai.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

PLASTIC DEFORMATION OF MASONRY UNDER BIAXIAL STRESS AFFECTED BY ADHESIVE STRENGTH BETWEEN BRICK AND MORTAR

The paper presents the fracture analysis of masonry structural elements at different levels of adhesive strength between brick and mortar. A method of phase boundary definition between elastic and plastic masonry deformation is suggested under in-creasing load. The calculation of and rationale for masonry plastic properties are de-scribed for different levels of normal adhesion. The results of numerical analysis al-low detecting the influence of adhesive strength on processes of plastic deformation and properties of masonry. Research results can be used to formulate criteria of limit states of masonry exposed to lateral and seismic loads.

Keywords: modeling; numerical methods; design model; stress-strain state; masonry; brick; mortar.

References

  1. Onishchik L.I. Kamennye konstruktsii promyshlennykh i grazhdanskikh zdanii [Stone structures of industrial and civil buildings]. Moscow: Gosizdat Publ., 1939. 208 p. (rus)
  2. Kopanitsa D.G., Kabantsev O.V., Useinov E.S. Eksperimentalnye issledovaniia fragmentov kirpichnoi kladki na deistvie staticheskoi i dinamicheskoi nagruzki [Experimental research of masonry fragments under static and dynamic loads]. Vestnik TSUAB. 2012. No 4. Pp. 157–178. (rus)
  3. Burago N.G. Modelirovanie razrusheniia uprugoplasticheskikh tel [Modelling of elastoplastic body failure]. Computational Continuum Mechanics. 2008. V. 1. No 4. Pp. 5–20. (rus)
  4. Trusov P.V. Nekotorye voprosy nelineinoi mekhaniki deformiruemogo tverdogo tela (v poriadke obsuzhdeniia). [Problems of nonlinear mechanics of deformed solids]. PNRPU Mechanics Bulletin. 2009. No. 9. Pp. 85–95. (rus)
  5. Kabantsev O.V. Modeling nonlinear deformation and destruction masonry under biaxial stresses. Part 1. Masonry as simulation object. Applied Mechanics and Materials. 2015. Pp. 681–696.
  6. Kabantsev O.V. Modeling Nonlinear deformation and destruction masonry under biaxial stresses. Part 2. Strength criteria and numerical experiment. Applied Mechanics and Materials. 2015. Pp. 808–819.
  7. Kabantsev O.V. Diskretnaya model' kamennoi kladki v usloviyakh dvukhosnogo napryazhennogo sostoyaniya [Discrete model of masonry under biaxial stress]. Vestnik TSUAB. 2015. No 4. Pp. 113–134. (rus)
  8. Kabantsev O.V., Tamrazyan A.G. Modelirovanie uprugo-plasticheskogo deformirovaniya kamennoi kladki v usloviyakh dvukhosnogo napryazhennogo sostoyaniya [Modeling of elastoplastic deformation of masonry under biaxial stress]. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2015. V. 11. No. 3, Pp. 87–100. (rus)
  9. Perelmuter A.V., Slivker V.I. Raschetnyie modeli sooruzheniy i vozmozhnost ih analiza [Design building models and their analysis]. Moscow : SKAD SOFT Publ., ASV Publ., DMK Press. 2011. 709 p. (rus)
  10. Kabantsev O.V., Tamrazyan A.G. Uchet izmeneniy raschetnoy skhemy pri analize raboty konstruktsii [Structural behavior analysis]. Magazine of Civil Engineering. 2014. No 5. Pp. 15-26. (rus).
  11. Kabantsev O.V., Perelmuter A.V. Uchet izmeneniya zhestkostei elementov v protsesse montazha i ekspluatatsii [Stiffness changes in elements during mounting and operation]. Magazine of Civil Engineering. 2015. No 1. Pp. 6–14. (rus)
  12. Tonkikh G.P., Kabantcev O.V., Simako, O.A., Simakov A.B., Baev S.M., Panfilov P.S. Eksperimentalnye issledovaniia seismousileniia kamennoi kladki naruzhnymi betonnymi applikatciiami [Experimental research of seismic reinforcement of masonry with external concrete applications]. Seismostoikoe stroitelstvo. Bezopasnost sooruzhenii. 2011. No 2. Pp. 35–42. (rus)
  13. Karpilovskiy V.S., Kriksunov E.Z., Malyarenko A.A., Mikitarenko M.A., Perelmuter A.V., Perelmuter M.A. SCAD Office. Versiya 21. Vychislitelnyy kompleks SCAD++ [SCAD Office 21. SCAD++]. Moscow : SKAD SOFT Publ., 2015. 808 p. (rus)
  14. Popov N.N., Rastorguev B.S. Dinamicheskii raschet zhelezobetonnykh konstruktsii [Dynamic analysis of reinforced concrete structures] Moscow : Stroyizdat Publ., 1974. 207 p. (rus)
  15. Veletsos A.S. Effect of inelastic behavior on the response of simple systems to earthquake motion. Proc. 2nd World Conf. on Earthquake Engrg. Pp. 895-912.
  16. Schubert P.D. Bohene. Schubfestigkeit von Mauerwerk aus Leichtbetonsteinen. Das Mauerwerk Heft 3, Ernst & John, 2002. Pp. 98–102.
  17. Capozucca R. Shear behavior of historic masonry made of clay bricks. The Open Construction And Building Technology Journal. 2011. No. 5. (Suppl 1-M6). Pp. 89–96.
  18. Sousa R., Sousa H., Guedes J. Diagonal compressive strength of masonry samples – experimental and numerical approach. Materials and Structures. 2013. No. 46. Pp. 765–786.

Статья | (453 Кб)