Въз основа на проведения от авторите експеримент, касаещ работата на носещи тухлени зидове

ИЗСЛЕДВАНЕ НА НОСЕЩАТА СПОСОБНОСТ НА ТУХЛЕН ЗИД, УСИЛЕН С КОМПОЗИТНИ МАТЕРИАЛИ

РЕЗЮМЕ
Въз основа на проведения от авторите експеримент, касаещ работата на носещи тухлени зидове, са направени изчисления отнасящи се до определянето на носещата способност от действието на концентрирано вертикално натоварване.
Експерименталният модел е изпълнен от единични плътни тухли. По четирите ръбове на модела са отлети тънки стоманобетонни пояси за стабилизиране и изравняване на краищата му. Носещата способност на тухления зид е експериментално изследвана както преди така и след неговото усилване. Усилването е реализирано с композитни материали – карбонови нишки във вид на ленти, работещи в едно направление.


1. Въведение
В лабораторията по строителни конструкции на УАСГ беше изградена тухлена стена обрамчена с тънки 5–10 см стоманобетонови пояси от четирите и страни, осигуряващи завършващия й контур. Размерите на стената са съответно: височина 184 см, дължина 162 см и дебелина 25 см.
Използвани са единични плътни тухли с размери 250x120x65 mm и цименто-варов разтвор. Опитно бяха установени якостните характеристики както за тухлите, така и на разтвора.

Снимка 1

2. Стандартни изпитвания на плътни тухли на огъване и натиск
2.1. Якост на опън при огъване

Снимка2                                                                                     Снимка3

2.2. Якост на натиск

Снимка4                                                                                              Снимак 5

3. Стандартни изпитвания на разтвор за зидария
3.1. Якост на опън при огъване

Снимка6                                                                                     Снимка7

3.2. Якост на натиск

Снимка8                                                                  Снимка9

4. Определяне на работни характеристики на изпитаните материали

– якост на натиск на единична плътна тухла;

– якост на натиск на цименто-варов разтвор.

4.1. Определяне на изчислителното съпротивление на натиск на зидарията според “Норми за проектиране на зидани конструкции”
(табл. 2 от [1] ) при якост на натиск на тухлата – Rт= 12,5 МРа и якост на натиск на разтвора – Rр= 1.92 МРа следва:

– изчислително съпротивление на натиск на зидарията

4.2. Определяне на изчислителното съпротивление на натиск на зидарията според Еврокод 6

(4.2.1)

(4.2.2)

– изчислителната якост на натиск на зидарията;

– характеристичната якост на натиск на зидарията в N/mm2;

– константа зависеща от вида на зидарията и разтвора;

– нормализираната средна якост на натиск на блоковете за зидария в направлението на ефекта от приложеното въздействие, в N/mm2;

– якостта на натиск на разтвора, в N/mm2.

– частен коефициент за материали

5. Основни стадии на работа на зидарията
Характерни са четири стадия при зидарии подложени на натиск:
5.1, Първи стадий – фиг. 5.1
– характеризира нормалната експлоатация на зидарията, т.е наличното натоварване не предизвиква образуване на видими пукнатини и повреди

Фиг. 5.1

5.2. Втори стадий – фиг. 5.2
– характеризира се с поява на не големи пукнатини в отделни тухли, като силата която предизвиква образуването им е различна за отделните видове разтвори:
Fcrc=(0,8-0,6)Fu – за циментови разтвори;
Fcrc=(0,7-0,5)Fu – за смесени разтвори;
Fcrc=(0,8-0,6)Fu – за варови разтвори.
където Fu е силата, предизвикваща разрушение в зидарията.

Фиг. 5.2

5.3. Трети стадий – фиг. 5.3
– при увеличаване на натоварването се развиват нови пукнатини, които се съединяват по между си, пресичайки по височина значителна част от зидарията. При продължително действие на този товар поради развитие на пластични деформации се образуват нови пукнатини е се преминава към

Фиг. 5.3

5.4. Четвърти стадий – фиг. 5.4
– зидарията се разслоява на отделни тънки колони, които се разрушават поради загуба на устойчивост

Фиг. 5.4

При изчисляване на носещи тухлени зидове натоварени на натиск е залегнал Първи стадий на напрегнато състояние.

6. Експериментална работа

Снимка 10

Изпълнената тухлена стена беше подложена на концентрирано стъпалообразно вертикално натоварване, реализирано с помощта на маслен крик (максимален обхват – 50 t ).
В хода на реализираното натоварване се контролира както нарастването на товара, а така също и възникването на деформации в изпитвания модел.Уредите отчитащи деформациите и преместванията са разположени в характерни точки и сечения.

Снимка11                                                                         Снимка12

Снимка13

7. Изчисляване за поемане на вертикални товари
7.1. Според “Норми за проектиране на зидани конструкции”
7.1.1. Центричен натиск
Изчисляването се провежда съгласно предписанията на [1]

(7.1)

(7.2)

отчита влиянието на продължително действащия товар

– коефицент на зидарията (табл. 20 [4] )

е коефициент на изкълчване.
От табл. 15 [1] за керамични блокове и Rр= 1.92 МРа се отчита еластичната характеристика на зидарията

a oт табл. 18 [1] →

A – площта на сечението на елемента

– коефициент за условие на работа:

= 1 при площ А ≥ 0,30 m²;

R – изчислително съпротивление на натиск на зидарията,

7.1.2. На местен натиск (смачкване)

(7.3)

– коефициент на пълнота на натисковата диаграма на напреженията 

(7.4)

– изчислителното съпротивление на смачкване на зидарията

(7.5)

(7.6)

A – изчислителната площ на сечението
А = (b+2h)h=2250 cm²,

Тъй като силата предизвикваща поява на първа пукнатина получена при изчисляването на местен натиск е по-малка от тази получена при изчисляване на центричен натиск то меродавно за изпитвания елемент е изчисляването на местен натиск.


7.2. Според ЕВРОКОД 6

   (7.7)

  (7.8)

– коефициент за увеличаване на концентрираните товари;

– разстоянието от края на стената до най-близкия ръб на натоварената повърхност;

– височината на стената до нивото на прилагане на товара;

– ефективната площ на подпиране;

– натоварената площ.

Фиг. 7.1

8. Усилване на зидани конструкции
8.1. Материали за усилване на зидани конструкции
8.1.1. Грунд
– използва се разтвор на полимер: вода: цимент – 1:1:1, като с така получения разтвор се грундира зидарията. Необходимо е повърхността върху, която ще се нанася този разтвор да е суха и почистена от замърсители – прах, мазнини и др.
– вместо горе описания разтвор в практиката намира приложение и двукомпонентна епоксидна смола без разтворители – EPOMAX – EK.


8.1.2. Основа
Високоякостна фибрирана циментова смес
– използван е продукта MEGACRET – 40, които представлява високоякостна изравнителна замазка, армирана с фибри и обогатена с полимери.Осигурява много добра връзка с основата и е много лесен за приложение, т.к. може да се полага ръчно с мистрия. Дебелината на един слой не трябва да надвишава 4 см, като нанесения слой трябва да се пази от съсъхване за период от около 24 часа.


8.1.3. Лепило
Двукомпонентна епоксидна смола
– използван е продукт EPOMAX-LD представляващ двукомпонентна епоксидна система без разтворители, като осигурява силно сцепление с основата и е много подходящ за лепене на карбонови влакна.


8.1.4. Плат от еднопосочни карбонови влакна
– представлява еднопосочно изтъкан плат от непрекъснати карбонови нишки.
Карбоновият плат МEGAWRAP-200 се реже с ножица в необходимите размери и се фиксира внимателно върху намазаната предварително повърхност на елемента с епоксидната смола EPOMAX-LD. За конкретния случай бе подбрана широчина на лентите 15 см. Необходимо е след поставянето на лентите, същите да се притиснат добре с помощта на пластмасов валяк за да се получи добро сцепление с основата и за да се избегне образуването на въздушни мехури. Върху плата се намазва още един слой епоксидна смола, като незасъхналата повърхност се посипва с кварцов пясък, което позволява направата на замазка или мазилка.

Снимка14                                                                                          Снимка15

Снимка16                                                                                              Снимка17

9. Експериментална работа
След изпълнението на усилването подробно описано в т. 4 се извърши повторно натоварване на тухления зид. Вертикалното натоварване отново нараства стъпалообразно и се постига чрез прилагането на маслен крик (максимален обхват – 50 t ).
В хода на реализираното натоварване се контролира както нарастването на товара, а така също и възникването на деформации в усиления модел, с помощта на уреди разположени в предварително подбрани сечения.

Снимка18                                                                                       Снимка19

При достигане на максималното натоварване на този тип маслен крик – 50 t не се наблюдава появата на нови пукнатини или отварянето на стари.


10. Изводи от направения експеримент
10.1. Увеличава се носимоспособността на елемента без промяна на неговата геометрия
10.2. Този тип усилване позволява лесно и бързо изпълнение
10.3. Устойчивост във времето
10.4. Усилването реализирано чрез прилагането на карбонови ленти дава възможност в експлоатационни условия за поемане на по-големи деформации в зидовете преди настъпване на евентуално разрушение.
Авторите изказват благодарност на фирма “ИЗОМАТ ИНТЕРНЕШЪНЪЛ” ЕООД за оказаното съдействието и предоставянето на необходимите материали за реализирането на разгледаното в т. 8 усилване.

ЛИТЕРАТУРА
1. Бараков, Т. Зидани конструкции неармирани и армирани тухлостомано-бетонни конструкции. С., 2003.
2. Еврокод 6
3. Николова, Б. “Усилване на зидани конструкции, достигнали гранични състояния със съвременни полимерни и композитни материали”. 2007.
4. Норми за проектиране на зидани конструкции. БСА кн. 12, С., 1985.
5. Паничков, Д. Ръководство по изпитване на строителни конструкции и съоръжения.
6. Паничков, Д. “Теоретични и експериментални изследвания на стъклопластикови елементи”.
7. Паничков, Д. Обследване и изпитване на строителни конструкции и съоръжения.

  • Винербергер ЕООД

    Винербергер е разполага с над 220 производствени мощности в 27 държави. Дейността на Винер…
  • Пери България ЕООД

    Световен лидер в производство и доставка на високотехнологични системни решения за изграж…
  • ТОНДАХ ГЛАЙНЩЕТЕН АД

    ТОНДАХ Глайнщетен е пазарен лидер в производството на керамични керемиди в Средна и Източн…
Заредете още от Hobelix
Load More In Доклади

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Виж още

Винербергер ЕООД

Винербергер е разполага с над 220 производствени мощности в 27 държави. Дейността на Винер…