W artykule przedstawiono metodę szacowania wytrzymałości murów w budynkach istniejących na podstawie badań próbek cegieł i zapraw pobranych z konstrukcji. Metoda ta polega na adaptacji zależności potęgowej podanej w normie Eurokod 6. Dzięki zaproponowanym rozwiązaniom możliwe jest określenie wytrzymałości na ściskanie również murów na zaprawie o małej wytrzymałości. Opracowana metoda uwzględnia wpływ na szacowaną wytrzymałość muru takich czynników, jak rozrzut wytrzymałości cegieł i zapraw oraz liczba próbek, która została użyta do oceny cech wytrzymałościowych materiałów murowych.
EN
In the article a method for estimating the masonry strength in existing buildings based on tests of brick and mortar samples taken from the structure is presented. This method adapts the power function given in Eurocode 6. Thanks to the proposed solutions, it is possible to also determine the compressive strength for masonry with low-strength mortars. The developed method takes into account the influence on the estimated masonry strength of such factors as the dispersions of the strength of bricks and mortars and the number of samples used to assess the strength characteristics of masonry materials.
Rozwój metod produkcji elementów murowych przyczynił się do powstania nowych technik murowania, początkowo na cienkie spoiny i obecnie scalanych klejem murarskim poliuretanowym. W artykule porównano parametry wytrzymałościowe murów wznoszonych w tych technikach.
EN
The development of methods for the production of masonry unites has contributed to the creation of new masonry techniques, initially to thin layer mortar and now scaled with polyurethane masonry glue. The article compares the strength parameters of walls erected in these techniques.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Na podstawie badań własnych i dostępnych w literaturze przeanalizowano wytrzymałość muru na ściskanie pod kątem do płaszczyzny spoin wspornych. Z przeprowadzonych badań własnych wynika, że największy wzrost wytrzymałości obserwuje się przy miejscowym ściskaniu równolegle do płaszczyzny spoin wspornych, a najmniejszy pod kątem 45° - 65° do ich płaszczyzny.
EN
Compressive bearing capacity at angle to horizontal joints was investigated on bases on own and other research. Own research showed that biggest bearing capacity is connected with local compression parallel to horizontal joints and the lowest for angle of 45°- 65° to horizontal joints.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań zbrojonych ścian murowych wykonanych z autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK). Zasadnicze badania przeprowadzono na 12 elementach ściennych. We wszystkich ścianach zastosowano zbrojenie w postaci stalowych kratowniczek oraz siatek z włókien szklanych. W sześciu modelach wykonano tzw. spoinę jednostronną (zbrojenie zagłębiano w zaprawie), a w kolejnych sześciu spoinę dwustronną (zbrojenie układano w warstwie zaprawy i przykrywano kolejną warstwą). Modele zbadano na ukośne ściskanie zgodnie z normą ASTM E519-81. Wyniki porównano z rezultatami badań ścian niezbrojonych. Wykazano, że stosując spoinę jednostronną, wyraźnie zmniejszono wartości naprężeń rysujących i niszczących w porównaniu ze ścianą bez zbrojenia.
EN
The paper presents the results of tests of reinforced masonry walls made of autoclaved aerated concrete (AAC). The main research was carried out on 12 models. All models were reinforced with truss type steel reinforcement or fiberglass geogrid. In 6 models, a so-called one-sided bed joints was used (reinforcement was embedded in the mortar), and the next in 6 models a two-sided bed joints was used (reinforcement was laid on the mortar joint and covered with another layer of mortar). The models were tested under oblique compression in accordance with ASTM E519-81. The results were compared with the results of tests of unreinforced walls. It was shown that using a one-sided bed joints a clear reduction in the value of crack and destructive stresses in relation to walls without reinforcement.
Rozpoznanie cech mechanicznych muru jako materiału dwuskładnikowego (elementy murowy i zaprawa) jest zagadnieniem najważniejszym i najtrudniejszym przy określeniu jego rzeczywistej nośności i trwałości. Problem polega na zróżnicowaniu wytrzymałości i odkształcalności zapraw i różnorodności elementów murowych stosowanych w różnych okresach wznoszenia budynków. Stare budynki wykonywano głównie z cegły ceramicznej na zaprawach wapiennych, a nawet glinianych. Jak na razie brak jest uniwersalnych i precyzyjnych metod, w celu określenia ich cech fizycznych i mechanicznych.
EN
Identification of the mechanical features of a wall as a material with two components (the wall elements and the mortar) is the most important and difficult problem when determining its actual load capacity and durability. The problem requires differentiation of the strength and deformability of mortars and of the variety of brick elements used in buildings in different periods. Old buildings were built mainly of ceramic bricks with calciferous or even clay mortars. To date there are no universal and precise methods for determining their physical and mechanical properties.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienie określania wytrzymałości murów ceglanych na podstawie badań odwiertów rdzeniowych wyciętych z istniejących konstrukcji murowych. Badania prowadzone przez autorów obejmowały określenie wytrzymałości cegieł oraz wytrzymałości muru na próbkach rdzeniowych o różnych średnicach, wyciętych z konstrukcji pochodzących z XIX w. i I poł. XX w.. W badaniach analizowano wpływ różnych czynników: efekt skali, anizotropię materiałową, niejednorodność struktury, sposób pobierania i badania próbek. W efekcie przeprowadzonych badań wskazano na ograniczenia metody i konieczność prowadzenia równolegle z badaniami wytrzymałości rdzeni wyciętych z konstrukcji badań dodatkowych przy wykorzystaniu technik nie-niszczących lub częściowo niszczących.
EN
In the paper there is presented the question of estimation of masonry walls strength on the base of cores drilled from the existing masonry structures. Tests carried out by authors included determination of bricks strength and masonry walls strength on core samples with different diameters drilled from structures dating back to 19th century and the first part of the 20th century. There was analyzed the influence of various factors onto tests results: scale effect, material anisotropy, structure heterogeneity, way of taking and testing the samples. There was pointed out the limitations of method and necessity to conduct parallel with strength tests on drilled cores supplementary and comparative in-situ tests for walls with the application of nondestructive or half-destructive methods.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zilustrowano analizę niezawodności na przykładzie wzmocnienia murowej ściany trójwarstwowej za pomocą iniekcji. Na podstawie modelu analitycznego, przewidującego wytrzymałość zainiektowanej ściany, wyznaczono prawdopodobieństwo awarii i wskaźnik niezawodności przed wzmocnieniem i po wzmocnieniu. Zademonstrowano sposób szacowania wytrzymałości muru na ściskanie jako zmiennej losowej, wykorzystując normowy wzór potęgowy.
EN
The structural reliability analysis is illustrated for the case of consolidation of three-leaf masonry walls using a grout injection. Based on an analytical model able to predict the compressive strength of injected wall, failure probability and reliability index are calculated before and after consolidation. In addition, the estimating of the compressive strength of unreinforced brick masonry as a random variable is demonstrated on the numerical exponential relation provided by the masonry standards.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Masonry is a complex composite material with non-linear material properties, which make the numerical investigation of its structural behaviour a difficult task. In this paper, a micro non-linear model created using a general purpose finite element code, is discussed with respect to its ability to simulate the in-plane behaviour of unreinforced masonry walls. That is, the capability of model in predicting the cracking, crushing, and sliding phenomena, as well as the global-orthotropic behaviour of previously tested masonry walls are examined. The model is then used within a parametric study to investigate the effect of different aspect ratios, vertical and horizontal post-tensioning as well as the effect of head joints on the capacity of the masonry walls. It will be shown that, while enhancing the lateral in-plane strength of the masonry walls, vertical post-tensioning can also reduce their ductility. On the contrary, horizontal post-tensioning can cause a small reduction in the initial stiffness and yielding shear force of the masonry walls, but increases their integrity, thereby preventing them from sliding and shear failure. Furthermore, it will be shown that, in spite of having a significant influence on local behaviour, head joints do not influence the global behaviour of the masonry walls.
PL
Mur jest złożonym materiałem kompozytowym o nieliniowych właściwościach, które powodują to, że ich analiza numeryczna jest złożonym i trudnym zadaniem. W artykule przedstawiono nieliniowy mikro-model stworzony przy użyciu uniwersalnego kodu elementów skończonych służący symulacji zachowania się niewzmocnionego muru w jego płaszczyźnie. Zbadano zdolność modelu do przewidywania występowania takich zjawisk jak pękanie, kruszenie, poślizg, tak jak we wcześniejszych badaniach ortotropowego zachowania się murów. Następnie model użyty został do badań parametrycznych wpływu pionowego i poziomego sprężania oraz wpływu kotew czołowych na nośność murów.
W referacie zaprezentowano wyniki badań ośmiu murów wykonanych z cegły pełnej ceramicznej, podanych zginaniu cyklicznemu. Obserwowano wpływ powtarzających się cykli obciążenie-odciążenie na zachowanie się badanych elementów próbnych. Przedstawiono wyniki badań oraz sposób i obraz zniszczenia.
Praca jest próbą syntezy badań doświadczalnych oraz rozważań teoretycznych (prowadzonych od końca lat 80.) dotyczących zachowania się niezbrojonych ścian murowych poddanych ścinaniu oraz jednoczesnemu ścinaniu ze ściskaniem w kierunku prostopadłym do spoin wspornych, występującemu w sytuacji, gdy budynek narażony jest na nierównomierne pionowe przemieszczenia podłoża. W pierwszej części pracy podano podstawy teoretyczne analizy tak obciążonych ścian oraz scharakteryzowano obciążenia. Druga część pracy (rozdział 3) dotyczy przeprowadzonych badań doświadczalnych modeli wykonanych z różnych typów murów. Przedstawiono zakres wykonanych badań, stanowisko badawcze i technikę prowadzenia badań oraz zaprezentowano i omówiono uzyskane wyniki. Trzecią część pracy (rozdział 4) poświęcono zagadnieniu tzw. kryterium odkształceniowego, tzn. metody oceny stanu naprężenia pionowo ścinanej ściany usztywniającej poprzez analizę jej stanu odkształcenia. Omówiono, zaproponowane już wcześniej na podstawie prowadzonych prac badawczych oraz analiz teoretycznych - i przyjęte w nowej normie projektowania niezbrojonych konstrukcji murowych - kryterium oceny polegające na sprawdzaniu stanu granicznego użytkowalności w oparciu o analizę kątów odkształcenia postaciowego. Podano sposób określania miarodajnych wartości kąta odkształcenia postaciowego. Wprowadzono i zdefiniowano między innymi dwa nowe pojęcia: kąta odcinkowego oraz globalnego. Przedstawiono weryfikację proponowanego kryterium z wynikami badań doświadczalnych. Ponadto zaproponowano redukcję przyjmowanych do obliczeń wartości modułu odkształcenia postaciowego, co również zostało przyjęte i wprowadzone do normy projektowania murowych konstrukcji niezbrojonych. Dodatkowo podano szczegółowe uwarunkowania dla budynków poddanych nierównomiernym oraz - oddzielnie - dla obiektów sytuowanych na terenach górniczych. Czwarta część pracy, obejmująca rozdział 5, dotyczy kryterium naprężeniowego oceny stanu granicznego nośności pionowo ścinanej ściany murowanej. Opracowano i zaproponowano postać zależności zmiany wartości naprężeń ścinających w funkcji poziomu naprężeń ściskających. Sformułowano kryterium pozwalające analizować stan wytężenia muru poddanego pionowym naprężeniom stycznym oraz normalnym, które zweryfikowano z wynikami badań. Ostatnia część niniejszej pracy obejmuje przykład obliczeniowy, na podstawie którego pokazano praktyczny sposób zastosowania proponowanych kryteriów oceny stanów granicznych, w typowych obliczeniach inżynierskich.
EN
The study is a trial of synthesis of the experimental and theoretical investigations (carried out since end of 80-ties), concerning behaviour of unreinforced masonry walls subjected to shearing or shearing with precompression in direction perpendicular to bed joints. It takes place in case of situation when building is running a risk of irregular vertical ground displacements. In first part of these work the theoretically basis of analysis such loaded walls was described. Additionally, the state of loading was characterised. Second part of the work (Chapter 3) contains carried out investigations of models made of several types of masonry. The range of tests, description of the test stand and tests' technique was presented. The results obtained in presented investigations were presented and discussed. In third part of the work (Chapter 4) was given attention to problem of strain criterion, e.g. method's of stress analysis of vertically sheared masonry wall through analysis of their state of strain. On the basis of carried out experimental and theoretical investigations, the earlier proposed - and accepted in new Polish Masonry Code - criterion of assessment depended on Serviceability Limit State satisfying based on non-dilatational strain angle, was discussed. The method of competent of non-dilatational strain angle values was given. Two new notions: segmental and global value of non-dilatational strain angle, was given and defined. The comparison of proposed criterion with test's data was presented. Moreover, the reduction of the shear modulus, also accepted in Polish code, was proposed. Additionally, the detailed conditions for buildings subjected to excessive settlements as a result of influence of other than connected with mining activities and - separately - for buildings on coal mining terrain's was defined accurately. Fourth part of this study, included Chapter 5, is regard to elaborating of the stress criterion for Ultimate Limit State analysis of vertically sheared stiffening masonry wall. On the basis of wide own experimental investigations was elaborated and proposed the relationship of shear stresses in correlation of compressive stresses level. On the basis of this relationship the criterion for stress analysis of wall vertically sheared with precompression. This criterion was verified by test's results. Last part of the work concerns a design example. On the basis of them the practically method of using of proposed criterions in typically design practice, was shown.