Рассмотрим характер образования и развития трещин, а также схемы разрушения поочередно для каждого фрагмента стены [1].

СКА-2-1, N = 0, армирование сеткой через два ряда. При нагрузке Q = 0,5Q_u отмечалось образование серии прерывистых горизонтальных трещин вдоль верхней и нижней грани образца стены. Начало каждой трещины соответствовало центрам передачи горизонтальной нагрузки. При увеличении горизонтальной нагрузки наблюдался быстрый и плавный рост серии горизонтальных трещин, ширина раскрытия 0,5 мм, которые в момент разрушения при Q = 237 кН сливались в единую горизонтальную трещину среза по близлежащему постельному шву, рис. 1 и 2. Характерным является отсутствие трещинообразования по всей поверхности стены.

Рис. 1. Схемы образования характерных трещин в образцах

СКА-2-1 – СКА-2-5. Виды разрушения.

Т-О – основные трещины; Т-Г – граничные трещины;

Т-С – трещины в сжатой зоне

СКА-2-2, N = 0,25N_u, армирование сеткой через два ряда. Схема образования и развития трещин показана на рис. 1. Характер образования трещин резко отличается от образца СКА-2-1. При нагрузке Q = 0,65-0,92Q_u в средней части поверхности стены одна за другой образовывались серии наклонных трещин Т-Гв, Т-Гн, Т-С и Т-О параллельно расположенных на расстоянии 0,3-0,5L. Эти трещины с увеличением нагрузки росли по длине в сторону верхней и нижней грани, одновременно образовывались серии промежуточных наклонных трещин, которые являются признаком раздавливания (сжатия) кирпичной кладки. Начальная ширина раскрытия главной трещины составляла 0,5 мм. При Q = 0,97Q_u, ширина раскрытия этой трещины становилась зияющей. Характерно, что траектории трещин изменялись при увеличении их угла наклона. При развитии трещины в сторону нижней грани, наклонные трещины сливались, образовывали зоны абсолютного разрушения бетона. Траектории трещин при этом ориентировалась на вершину опорного угла. По мере приближения к вершине угла, то есть к моменту разрушения при Q = 550 кН, трещины разветвлялись и охватывали клинообразную опорную зону, рис. 1 и 2.

Рис. 2. Общий вид разрушения образцов серии СКА-2-1… СКА-2-5

СКА-2-3, N = 0,5N_u, армирование сеткой через два ряда. Общая картина образования трещины в этом образце не имеет принципиальных отличий. Особенностью является увеличение количества магистральных трещин с Х-образными траекториями. К моменту разрушения, при Q = 500 кН, эти трещины раздваивались, приближаясь к верхней и особенно к нижней грани стены, рис. 1 и 2.

СКА-2-5, N = N_u, армирование сеткой через два ряда. В средней части по длине и высоте стены образуется серия вертикальных, прерывистых трещин Т-С при нагрузке Q = 0,67Q_u. С дальнейшим увеличением нагрузки до Q = 0,92Q_u количество прерывистых трещин увеличивалось в сторону боковых граней, то есть зона разрушения разрасталась в сторону боковых граней. Разрушение происходило в результате развития первых трещин Т-С, величина разрушающей силы N = 3404 кН, рис. 1 и 2.

СКА-3-1, N = 0, армирование сеткой через четыре ряда. При нагрузке Q = 0,6-0,9Q_u образовывались наклонные трещины типа Т-Г, Т-С, Т-О в двух зонах близко расположенных друг к другу. Первая зона находилась в средней части поверхности стены, имела небольшое смещение в сторону опорной вертикальной грани. Вторая зона имеет меньшую интенсивность развития трещин, как по их количеству, так и по их ширине. Эта зона располагается ближе к вершине верхнего угла стены. В момент разрушения Q = 212,5 кН, ширина трещин равнялась – 0,3 мм. Участок стены, условно именуемый первой зоной, превращается в раздробленную, испещренную трещинами зону, рис. 3 и 4.

Рис. 3. Схемы образования характерных трещин в образцах

СКА-3-1 – СКА-3-5. Виды разрушения.

Т-О – основные трещины; Т-Г – граничные трещины;

Т-С – трещины в сжатой зоне

СКА-3-2, N = 0,25N_u, армирование сеткой через четыре ряда. Трещинообразование можно описать следующим образом. При нагрузке Q = 0,55-0,62Q_u поочередно образуются наклонные трещины Т-Гн, выделяющие сжатую полосу с внешней стороны и трещины Т-Гв, выделяющие сжатую зону с внутренней стороны. При нагрузке Q = 0,7-0,85Q_u происходит активное образование трещин Т-С, Т-О в диагональном направлении. Активное образование этих трещин начинается в средней части стены. Далее с увеличением нагрузки увеличивается ширина и длина этих трещин. К моменту разрушения, Q = 420 кН, ширина трещин составляла – 0,55 мм, наклонные трещины Т-С, Т-О сливаются в две и три параллельные наклонные трещины, которые раздваиваются с приближением к верхней и особенно к нижней грани стены.

Рис. 4. Общий вид разрушения образцов серии СКА-3-1… СКА-3-5

СКА-3-3, N = 0,5N_u, армирование сеткой через четыре ряда. Характер образования трещин несколько отличается от предыдущего образца. Очевидно, с ростом вертикальной нагрузки траектории наклонных трещин выпрямляются при переходе к верхней грани и раздваиваются – в сторону опорного угла. Количество магистральных наклонных трещин уменьшается, одновременно увеличивается серия наклонных трещин, имеющих незначительную ширину раскрытия.

СКА-3-5, N = N_u, армирование сеткой через четыре ряда. Характер образования трещин является аналогичным образцу СКА-2-5. Траектория трещин приближается к вертикалям, начало образования трещин соответствует нагрузке Q = 0,4-0,5Q_u. При Q = 0,6-0,9Q_u увеличивается количество однотипных трещин Т-С. Отличительной особенностью трещинообразования образца СКА-3-5 является резкое увеличение длины и ширины раскрытия трещин по сравнению с образцом СКА-2-5. Разрушение кладки происходило по всей поверхности стены с N = 2980 кН, ширина трещин составляла – 1,5 мм.

1. Туманов А.В. Прочность армированных стен из кирпичной кладки при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил: дис…канд. техн. наук/А.В. Туманов. – Пенза, 2000. – 180 с.

Все статьи автора «Туманов Антон Вячеславович»