vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2023-25-4-176-188vestniktgasu-1560Research ArticleОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯBASES, FOUNDATIONS AND SUBSTRUCTURESВлияние неравномерных перемещений бутового фундамента на несущую способность кирпичных стен здания исторической застройкиThe influence of nonuniform movement of rubble foundation on bearing capacity of brick walls of a historic buildingЮщубеС. В.YushchubeS. V.

Ющубе Сергей Васильевич, кандидат технических наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Sergei V. Yushchube, PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

sv@tsuab.ruПодшиваловИ. И.PodshivalovI. I.

Подшивалов Иван Иванович, кандидат технических наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Ivan I. Podshivalov, PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

ivanpodchivalov@list.ruТарасовА. А.TarasovA. A.

Тарасов Александр Александрович, кандидат технических наук

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Aleksandr A. Tarasov, PhD

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

tar.a.a@mail.ruБурминА. В.BurminA. V.

Бурмин Алексей Валерьевич, инженер

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Aleksei V. Burmin, Engineer

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

aburmin@bk.ruУстюжанинВ. Л.UstyuzhaninV. I.

Устюжанин Владимир Леонидович, инженер

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Vladimir l. Ustyuzhanin, Engineer

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

uvl77@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202324082023254176188Copyright © Ющубе С.В., Подшивалов И.И., Тарасов А.А., Бурмин А.В., Устюжанин В.Л., 20232023Ющубе С.В., Подшивалов И.И., Тарасов А.А., Бурмин А.В., Устюжанин В.Л.Yushchube S.V., Podshivalov I.I., Tarasov A.A., Burmin A.V., Ustyuzhanin V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1560

Объектом исследования является двухэтажное кирпичное здание постройки 1854 г., длительное время (в течение 168 лет) бывшее в эксплуатации и получившее значительные деформации стен и столбов.

Целью работы стало определение несущей способности стен и столбов здания в условиях значительных перемещений бутового фундамента, расположенного на нестабильном грунтовом основании.

Вследствие негативного воздействия многократного промораживания и оттаивания грунтов, сил морозного пучения на бутовый фундамент и геотехнического влияния со стороны р. Томи, выражающегося в значительном колебании уровня воды в меженный и паводковый периоды и его гидравлической связи с поземными водами в основании здания, фундаменты получили существенные и неравномерные осадки. В результате воздействий пространственная жесткость здания исторической застройки оказалась нарушена с образованием трещин в кирпичных стенах и столбах.

По материалам обследования было выполнено моделирование напряженно-деформированного состояния здания в программном комплексе Ing+2021 MicroFe с разработкой конечно-элементной расчетной модели.

Полученные результаты позволили разработать рекомендации по обеспечению необходимой пространственной жесткости кирпичного здания путем усиления с внешней стороны наружных стен напрягаемыми стальными тяжами, расположенными в уровне междуэтажного и чердачного перекрытий.

Purpose

Purpose: The aim of the work is to determine the bearing capacity of walls and columns of the building during significant movement of its natural-stone foundation on unstable soil.

Methodology

Methodology: The finite-element model of stress-strain state is developed by using Ing+2021 MicroFe software package.

Research findings

Research findings: During 168 years of the long-term service since 1854, the negative effect from soil frost-thawing, frost heave of the rubble foundation, and geotechnical influence of the Tom river, provided a significant fluctuation of the water level during low-water and flood periods. The foundation was considerably settled, that disturbed the spatial rigidity of the historic building.

Practical implications

Practical implications: The obtained results can be used to develop recommendations for ensuring necessary spatial rigidity of the brick building via the reinforcement of exterior walls with tensioned steel ties on inter-floor and attic ceilings.

кирпичное зданиестеныстолбыбутовый фундаментнеравномерные перемещениядеформациирасчетная модельпространственная жесткостьусилениеbrick buildingwallscolumnrubble foundationnonuniform movementdeformationtheoretical modelspatial rigidityreinforcementReferencesНевзоров А.Л., Никитин А.В., Аксенов С.Е., Заручевных А.В. Конструктивные особенности исторических зданий в Архангельске // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 10. С. 35–37.Nevzorov A.L., Nikitin A.V., Aksenov S.E., Zaruchevnykh A.V. Historical buildings in Arkhangelsk. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2012; (10): 35–37. (In Russian)Монастырский А.Е., Филиппов Б.П. Влияние состояния бутовых фундаментов на появление трещин в кирпичных стенах зданий // Вестник МГСУ. 2006. № 1. С. 188–190.Monastyrsky A.E., Filippov B.P. Rubble foundation influence on crack formation in brick buildings. Vestnik MGSU. 2006; (1): 188–190. (In Russian)Грановский А.В. Почему нормы по каменным конструкциям не способствуют развитию отрасли // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 12. С. 23–27.Granovsky A.V. Why norms for stone structures do not contribute to the industrial development. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2015; (12): 23–27. (In Russian)Копаница Д.Г., Усеинов Э.С., Устинов А.М. Деформации и разрушение фрагмента каменной кладки при кратковременном действии сжимающей статической нагрузки // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6. С. 90–97.Kopanitsa D.G., Useinov E.S., Ustinov A.M. Deformation and fracture of masonry under compressive load. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015; (6): 90–97. (In Russian)Деркач В.Н., Белов В.В. Прочность каменной кладки на растяжение под углом к горизонтальным растворным швам // Вестник гражданских инженеров. 2012. № 2. С. 65–70.Derkach V.N., Belov V.V. Tensile strength of masonry at an angle to horizontal mortar joints. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2012; (2): 65–70. (In Russian)Грановский А.В., Джамуев Б.К., Осипов П.В., Симаков О.А. Сейсмостойкость кирпичных зданий, усиленных композитными материалами // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 4. С. 44–49.Granovsky A.V., Djamuev B.K., Osipov P.V., Simakov O.A. Seismic resistance of brick buildings reinforced with composite materials. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2017; (4): 44–49. (In Russian)Бедов А.И. Несущая способность элементов из каменной кладки, усиленных сталефибробетонными обоймами // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 7. С. 45–50.Bedov A.I. Bearing capacity of masonry elements of steel fiber reinforced concrete. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2016; (7): 45–50. (In Russian)Ищук М.К., Ищук Е.М., Фролова И.Г. Совместная работа старой и новой кладок на участках с вычинкой // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 1. С. 28–30.Ishchuk M.K., Ishchuk E.M., Frolova I.G. Joint work of old and new masonry in curing areas. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2014; (1): 28–30. (In Russian)Тонких Г.П., Кабанцев О.В., Грановский А.В. и др. Экспериментальные исследования сейсмоусиления каменной кладки системой внешнего армирования на основе углеволокна // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 6 (47). С. 57–59.Tonkikh G.P., Kabantsev O.V., Granovsky A.V., et al. Experimental study of seismic retrofitting using externally bonded fiber reinforced polymers. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2014; 6 (47): 57–59. (In Russian)Курланов Д.В., Куваев А.С., Родионов А.В., Валеев Р.М. Инъектирование как метод усиления каменных конструкций // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 3. С. 17–21.Kurlanov D.V., Kuvaev A.S., Rodionov A.V., Valeev R.M. Injection as a method of strengthening stone structures. Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2009; (3): 17–21. (In Russian)Грановский А.В., Сайфулина Н.Ю., Гасиев А.А. К оценке достоверности экспериментальных методов испытаний каменных конструкций на перекос // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 3. С. 31–35.Granovsky A.V., Sayfullina N.Yu., Gassiev A.A. Reliability assessment of test methods of stone structures for warping. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2018; (3): 31–35. (In Russian)Ищук М.К., Ищук В.Л. Расчет каменных стен при сдвиге и растяжении // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 8. С. 31–39.Ishchuk M.K., Ishchuk V.L. Shear and stretching analysis of stone walls. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2020; (8): 31–39. (In Russian)Соколов Б.С., Антаков А.Б. Результаты исследований каменных и армокаменных кладок // Вестник МГСУ. 2014. № 3. С. 99–106.Sokolov B.S., Antakov A.B. Masonry and reinforced masonry. Vestnik MGSU. 2014; (3): 99–106. (In Russian)Кабанцев О.В. Дискретная модель каменной кладки в условиях двухосного напряженного состояния // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 4. С. 113–133.Kabantsev O.V. Discrete model of masonry under biaxial stresses. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015; (4): 113–133. (In Russian)Пономарев А.Б., Захаров А.В., Сазонова С.А., Калюшина С.В., Безгодов М.А., Шенкман Р.И., Золотозубов Д.Г. Геотехнический мониторинг жилого дома // Жилищное строительство. 2015. № 9. С.41–45.Ponomarev A.B., Zakharov A.V., Sazonova S.A., Kalyushina S.V., Bezgodov M.A., Shenkman R.I., Zolotozubov D.G. Geotechnical monitoring of residential building. Zhilishchnoe stroitel'stvo. 2015; (9): 41–45. (In Russian)Ющубе С.В., Подшивалов И.И, Тарасов А.А., Лобанов А.А., Лазарев В.М. Оценка надежности кирпичного здания на свайном фундаменте в условиях развития неравномерных осадок // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. Т. 24. № 1. С. 202–215.Yushube S.V., Podshivalov I.I., Tarasov A.A., Lobanov A.A., Lazarev V.M. Reliability of brick building on pile foundation in relative settlement conditions. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2022; 24 (1): 202–215. (In Russian)Семенов Д.А. Прочность железобетонных элементов при косом внецентренном сжатии // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 5. С. 76–84.Semenov D.A. Strength of reinforced concrete elements under oblique eccentric compression. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2015; (5): 76–84. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.