vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Buildingvestniktgasu-305Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONИсследование методом компьютерного моделирования прочности фрагментов кирпичной кладки на удар падающего грузаComputer Modeling of Masonry Impact ResistanceБеловНиколай НиколаевичBelovNikolai N.n.n.belov@mail.ruЮговНиколай ТихоновичYugovNikolai T.n.t.yugov@mail.ruКопаницаДмитрий ГеоргиевичKopanicaDmitriy G.kopanitsa@mail.ruЮговАлексей АлександровичYugovAleksei A.yugalex@mail.ruРышковАртем ВикторовичRyshkovArtem V.rav.tomsk@mail.ruУсеиновЭмиль СейрановичUseinovEmil S.useinov_em@mail.ruАрхиповИлья НиколаевичArkhipovIlya N.i.n.arkhipov@gmail.comТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian FederationИнженерно-строительный институт Сибирского федерального университетаРоссияCivil Engineering Institute, SibFURussian Federation201721022018035568Copyright © Белов Н.Н., Югов Н.Т., Копаница Д.Г., Югов А.А., Рышков А.В., Усеинов Э.С., Архипов И.Н., 20182018Белов Н.Н., Югов Н.Т., Копаница Д.Г., Югов А.А., Рышков А.В., Усеинов Э.С., Архипов И.Н.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., Yugov A.A., Ryshkov A.V., Useinov E.S., Arkhipov I.N.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/305

В настоящей работе в рамках механики сплошной среды методом компьютерного моделирования проведено исследование прочности фрагмента кирпичной кладки на удар падающего на копровой установке стального груза массой 1000 кг с высоты 2 м. Фрагмент кладки состоит из трех слоев кирпича, разделенного цементно-песчаным раствором толщиной 1 см. Первый и третий слои кладки выполнены из двух целых кирпичей, средний - из целого кирпича и двух его половинок.

The paper presents a computer simulation of masonry strength studied in the framework of continuum mechanics under impact load. The weight of 1000 kg was dropped from the height of 2 m using the impact drop machine. The masonry fragment consists of three layers of bricks separated with sand and cement mortar 1 cm thick. Two layers are made of two full bricks, whereas one layer is made of a full brick and two halves of a brick.

ударно-волновое нагружениекирпичная кладкадинамическое разрушениематематическое моделированиеimpact-wave loadingmasonrydynamic fracturemathematical modelingReferencesРазрушение деформируемых сред при импульсных нагрузках / Б.Л. Глушак, С.А. Новиков, А.И. Рузанов, А.И. Садырин. - Н. Новгород : Изд-во ННГУ, 1992. - 193 с.Glushak B.L., Novikov S.A., Ruzanov A.I., Sadyrin A.I. Razrushenie deformiruemyh sred pri impul'snyh nagruzkah [Destruction of deformable media under impulse loads]. N. Novgorod: NNGU Publ., 1992. 193 p. (rus)Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов / под ред. М.А. Майераса, Л.Е. Мурр. - М. : Металлургия, 1984. - 512 с.Majerasa M.A., Murr L.E. Udarnye volny i javlenija vysokoskorostnoj deformacii metallov [Shock waves and high-speed deformation of metals]. Moscow: Metallurgiya Publ., 1984. 512 p. (rus).Никифоровский, В.С. Динамическое разрушение твердых тел / В.С. Никифоровский, Е.И. Шемякин. - Новосибирск : Наука, 1979. - 272 с.Nikiforovskii V.S., Shemjakin E.I. Dinamicheskoe razrushenie tverdyh tel [Dynamic destruction of solids]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1979. 272 p. (rus)Качанов, Л.М. Основы механики разрушения / Л.М. Качанов. - М. : Наука, 1974. - 312 с.Kachanov L.M. Osnovy mehaniki razrusheniya [Fundamentals of fracture mechanics]. Moscow: Nauka Publ., 1974. 312 p. (rus)Курран, Д.Р. Динамическое разрушение / Д.Р. Курран // Динамика удара. - М. : Мир, 1985. - С. 257-293.Kurran D.R. Dinamicheskoe razrushenie [Dynamic fracture]. Dinamika udara. Moscow: Mir Publ., 1985. Pp. 257–293. (rus)Курран, Д.Р. Микроструктура и динамика разрушения / Д.Р. Курран, Л. Симэн, Д.А. Шоки // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. - М. : Металлургия, 1984. - С. 387-412.Kurran D.R., Simjen L., Shoki D.A. Mikrostruktura i dinamika razrushenija. Udarnye volny i javlenija vysokoskorostnoj deformacii metallov [Shock waves and high-speed metal deformation]. Moscow: Metallurgiya Publ., 1984. Pp. 387–412. (rus)Екобари, Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел / Т. Екобари. - М. : Металлургия,1971. - 264 с.Ekobari T. Fizika i mehanika razrushenija i prochnosti tverdyh tel [Physics and mechanics of fracture and strength of solids]. Moscow: Metallurgiya Publ., 1971. 264 p. (rus)Ударно-волновые явления в конденсированных средах / Г.И. Канель, С.В. Разоренов, А.В. Уткин, В.Е. Фортов. - М. : Янус-К, 1996. - 408 с.Kanel' G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Udarno-volnovye javlenija v kondensirovannyh sredah [Shock-wave phenomena in condensed media]. Moscow: Janus-K Publ., 1996. 408 p. (rus)Динамика высокоскоростного удара и сопутствующие физические явления / Н.Н. Белов, Н.Т. Югов, Д.Г. Копаница, А.А. Югов. - Northampton; Томск : SST, 2005. - 356 с.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanitsa D.G., Yugov A.A. Dinamika vysokoskorostnogo udara i soputstvujushhie fizicheskie javlenija [Dynamics of high-speed impact and related physical phenomena]. Northampton; Tomsk: SST Publ., 2005. 356 p. (rus)Расчетно-экспериментальный метод анализа динамической прочности элементов железобетонных конструкций / Н.Н. Белов, О.В. Кабанцев,. Д. Г. Копаница, Н.Т. Югов. - Томск : SST, 2008. - 292 с.Belov N.N., Kabantsev O.V., Kopanitsa. D.G., Yugov N.T. Raschetno-jeksperimental'nyj metod analiza dinamicheskoj prochnosti jelementov zhelezobetonnyh konstrukcij [Design experimental analysis of dynamic strength of elements of reinforced concrete structures. Tomsk: SST Publ., 2008. 292 p. (rus).Модель динамического разрушения мелкозернистого бетона / Н.Н. Белов, Н.Т. Югов, Д.Г. Копаница, А.А. Югов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного универститета. - 2005. - № 1. - С. 14-21.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., Yugov A.A. Model' dinamicheskogo razrushenija melkozernistogo betona [Model of dynamic destruction of fine-grained concrete]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2005. No. 1. Pp. 14–21. (rus)Расчет прочности конструкций из бетонных и железобетонных плит при высокоскоростном ударе / Н.Н. Белов, Н.Т. Югов, Д.Г. Копаница, А.А. Югов // ПМТФ. - 2005. - Т. 46. - № 3. - С. 165-173.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., Yugov A.A. Raschet prochnosti konstrukcij iz betonnyh i zhelezobetonnyh plit pri vysokoskorostnom udare [Strength analysis of concrete and reinforced concrete slabs under impact load]. PMTF. 2005. V. 46. No. 3. Pp. 165–173. (rus)Разрушение бетонных и железобетонных плит при высокоскоростном ударе / С.А. Афанасьева, Н.Н. Белов, Д.Г. Копаница, Н.Т. Югов [и др.] // Доклады Академии наук. - 2005. - Т. 401. - № 2. - С. 185-188.Afanas'eva S.A., Belov N.N., Kopanica D.G., Yugov N.T., et al. Razrushenie betonnyh i zhelezobetonnyh plit pri vysokoskorostnom udare [Destruction of concrete and reinforced concrete slabs at high-speed impact]. Doklady Akademii nauk [Proceedings of the USSR Academy of Sciences]. 2005. V. 401. No. 2. Pp. 185–188; No. 3. Pp. 165–173. (rus)Разрушение хрупких материалов в условиях неоднократного ударного нагружения / Н.Н. Белов, Н.Т. Югов, Д.Г. Копаница [и др.] // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2007. - Т. 13. - № 1. - С. 57, 70.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., et al. Razrushenie hrupkih materialov v uslovijah neodnokratnogo udarnogo nagruzhenija [Destruction of brittle materials under impact loading]. Mekhanika kompozitsionnykh materialov i konstruktsii. 2007. V. 13. No. 1. Pp. 57, 70. (rus)Белов, Н.Н. Математическое моделирование динамической прочности конструкционных материалов/ Н.Н. Белов, Д.Г. Копаница, Н.Т. Югов. - М. : Изд-во АСВ, 2013. - 562 с.Belov N.N., Kopanica D.G., Yugov N.T. Matematicheskoe modelirovanie dinamicheskoj prochnosti konstrukcionnyh materialov [Mathematical modeling of dynamic strength of structural materials]. Moscow: ASV Publ., 2013. 562 p. (rus)Исследование прочности моделей стальных трубобетонных и железобетонных колонн на неоднократный торцевой удар падающего груза расчетно-экспериментальным методом / Н.Н. Белов, Н.Т. Югов, Д.Г. Копаница, С.Л. Капарулин, А.А. Югов // Механика композиционных материалов и конструкций. - Т. 16. - № 2. - С. 181-190.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., Kaparulin S.L., Yugov A.A. Issledovanie prochnosti modelei stal'nyh trubobetonnyh i zhelezobetonnyh kolonn na neodnokratnyj torcevoj udar padajushhego gruza raschetno-jeksperimental'nym metodom [Strength analysis of models of steel pipe-concrete and reinforced concrete columns under impact load]. Mekhanika kompozitsionnykh materialov i konstruktsii. V. 16. No. 2. Pp. 181–190. (rus)Расчет прочности сталефибробетонных плит на высокоскоростной удар модельным снарядом / Н.Н. Белов, Н.Т. Югов, Д.Г. Копаница, А.А. Югов, Е.В. Черникова, А.М. Устинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2014. - № 2. - С. 60-71.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., Yugov A.A., Chernikova E.V., Ustinov A.M. Raschet prochnosti stalefibrobetonnyh plit na vysokoskorostnoj udar model'nym snarjadom [Strength analysis of steel-fiber-concrete plates under impact load]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2014. No. 2. Pp. 60–71. (rus)Модель динамического разрушения фибробетона / Н.Н. Белов, Н.Т. Югов, Д.Г. Копаница, В.С. Плевков, А.А. Югов, В.В. Шашков, К.Л. Кудяков, А.М. Устинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2014. - № 5. - С. 63-76.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., Plevkov V.S., Yugov A.A., Shashkov V.V., Kudjakov K.L., Ustinov A.M. Model' dinamicheskogo razrushenija fibrobetona [Dynamic fracture model of fiber reinforced concrete]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building.- 2014. No. 5. Pp. 63–76. (rus)Модель динамического разрушения обыкновенного глиняного кирпича / Н.Н. Белов, А.А. Югов, Д.Г. Копаница, А.Л. Стуканов, Э.С. Усеинов, А.В. Рышков // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2016. - № 4 (57). - С. 81-94.Belov N.N., Yugov A.A., Kopanica D.G., Stukanov A.L., Useinov Je.S., Ryshkov A.V. Model' dinamicheskogo razrushenija obyknovennogo glinjanogo kirpicha [Model of dynamic fracture of ordinary loam brick]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2016. No. 4. Pp. 81–94. (rus)Модель динамического разрушения кладки из обыкновенного глиняного кирпича / Н.Н. Белов, А.А. Югов, Э.С. Усеинов, А.В. Рышков // Строительство и реконструкция. - 2016. - № 4 (66). - С. 3-12.Belov N.N., Yugov A.A., Useinov E.S., Ryshkov A.V. Model' dinamicheskogo razrusheniya kladki iz obyknovennogo glinyanogo kirpicha [Model of dynamic destruction of masonry from ordinary clay bricks]. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2016. No. 4 (66). Pp. 3–12. (rus)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 (37). - С. 157-178.Kopanica D.G., Kabancev O.V., Useinov Je.S. Jeksperimental'nye issledovanija fragmentov kirpichnoj kladki na dejstvie staticheskoj i dinamicheskoj nagruzki [Experimental studies of masonry fragments under static and dynamic loads]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2012. No. 4. Pp. 157–178. (rus)Экспериментальное исследование облегченной кирпичной кладки на центральное и внецентренное нагружение / Ж.С. Нугужинов, Д.Г. Копаница, Ю.Е. Кошарнова, А.М. Устинов, Э.С. Усеинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2016. - № 2 (55). - С. 107-116.Nuguzhinov Zh.S., Kopanitsa D.G., Kosharnova Yu.E., Ustinov A.M., Useinov E.S. Eksperimental'noe issledovanie oblegchennoj kirpichnoj kladki na central'noe i vnecentrennoe nagruzhenie [Experimental research of hollow masonry under centric and eccentric loads]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2016. No. 2. Pp. 107–116. (rus)Югов, Н.Т. Расчет адиабатических нестационарных течений в трехмерной постановке РАНЕТ-3 / Н.Т. Югов, Н.Н. Белов, А.А. Югов // Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 201061 1042. - М., 2010.Yugov N.T., Belov N.N., Yugov A.A. Raschet adiabaticheskih nestacionarnyh techenij v trehmernoj postanovke RANET-3 [Calculation of adiabatic nonstationary flows using RANET-3 software package]. RF Certificate of State Registration of Software N 201061 1042, Moscow, 2010. (rus)

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