Применимость неразрушающих методов для оценки прочности каменной кладки существующих конструкций

Введение. Прочность каменной кладки на сжатие является важнейшей механической характеристикой, оцениваемой при обследовании зданий, которая определяется на основании прямых испытаний отобранного из стен кирпича и раствора. Однако действующие нормативные документы также рекомендуют использовать неразрушающие методы контроля, особенно при обследовании объектов культурного наследия. Но неразрушающие методы не учитывают различия в прочности кирпича и растворных швов в поверхностных слоях и их основном объеме, взаимодействие кирпича и кладочного раствора, а также анизотропию механических характеристик кладки. В статье приведены результаты исследования анизотропии прочности на сжатие керамического кирпича и анализ ее влияния на результаты оценки прочности каменной кладки косвенными методами.

Материалы и методы. Объектом исследований является два типа кирпича: исторический кирпич из стен здания казармы Брестской крепости, построенного в 1933 г., и современный кирпич, произведенный в Республике Беларусь. Прочность кирпича определялась при действии сжимающей нагрузки в направлении лицевой, опорной и торцевой поверхностей на кубах с размером ребра, равным высоте кирпича.

Результаты исследования. Приведены графики отношения полученных значений прочности опытных образцов-кубов при сжатии перпендикулярно лицевой и торцевой поверхностям кирпича к прочности на сжатие перпендикулярно его опорной поверхности. Проведен анализ подобных исследований других авторов, в том числе на керамических образцах-цилиндрах. Установлено, что прочность исторического кирпича при сжатии перпендикулярно его лицевой и торцевой поверхностям оказалась выше прочности при сжатии перпендикулярно опорной поверхности. Для современного кирпича наблюдалась обратная закономерность. Однако из-за высокого разброса полученных результатов невозможно установить корреляционную зависимость прочности на сжатие от направления сжимающего усилия.

Обсуждение и заключение. Приведены результаты исследований, которые показали, что керамический кирпич является анизотропным материалом. Выполнена оценка возможности применения неразрушающих методов контроля прочности кирпича, а также возможность построения градуировочной зависимости, связывающей прочность на сжатие кирпича с результатами косвенного испытания лицевой поверхности. 

1. Орлович Р.Б., Деркач В.Н. Оценка прочности кладочных растворов при обследовании каменных зданий. Инженерно-строительный журнал. 2011;7(25):3–10. URL: https://engstroy.spbstu.ru/userfiles/files/2011/7(25)/derkach_rastvor.pdf (дата обращения: 10.04.2026).

2. Деркач В.Н., Жерносек Н.М. Методы оценки прочности каменной кладки в отечественной и зарубежной практике обследования зданий и сооружений. Вестник Белорусско-Российского университета. 2010;3(28):135–143. URL: http://e.biblio.bru.by/handle/1212121212/1873 (дата обращения: 10.04.2026).

3. Белов В.В., Деркач В.Н. Экспертиза и технология усиления каменных конструкций. Инженерно-строительный журнал. 2010;7:14–20. URL: https://engstroy.spbstu.ru/userfiles/files/2010/7(17)/derkach_kamen.pdf (дата обращения: 10.04.2026).

4. Желдаков Д.Ю. Сегментный метод определения прочности ограждающей конструкции. Строительство и реконструкция. 2016;3(65):10ؘ–17. URL: https://oreluniver.ru/public/file/archive/Stroitelstvo_i_rekonstruktsiya_3(65)_2016.pdf (дата обращения: 10.04.2026).

5. Matysek P. Identyfikacja wytrzymałości na ściskanie i odkształcalności murów ceglanych w obiektach istniejących. Kraków: Politechnika Krakowska; 2014. 167 p.

6. Tkacz P., Orlowicz R. Wybrane sposoby określania wytrzymałości muru w budynkach istniejących. In: Materiały Konferencyjne «XXXIV Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta WPPK». Gliwice; 2019. Pp. 227–242.

7. Улыбин А.В., Зубков С.В. О методах контроля прочности керамического кирпича при обследовании зданий и сооружений. Инженерно-строительный журнал. 2013;3:29–34. https://www.doi.org/10.5862/MCE.29.3

8. Улыбин А.В., Зубков С.В., Сударь О.Ю., Лаптев Е.А. Стандартная и альтернативная методики определения прочности кирпича при обследовании зданий и сооружений. Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014;3(18):9–24. URL: https://unistroy.spbstu.ru/article/2014.18.2/ (дата обращения: 10.04.2026).

9. Krawtschuk A., Zeman O., Schellander J., Zimmermann T., Strauss A., Bergmeister K. Einfluss der Belastungsrichtung auf die einaxiale Druckfestigkeit von Proben aus Vollziegeln. Mauerwerk. 2014;2:98–104. https://doi.org/10.1002/dama.201400615

10. Niedostatkiewicz M., Majewski T. Badania wytrzymałości historycznych murów ceglanych. In: XXXVIII Ogolnoposkie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji. Wisla; 2024. Pp. 1–40. URL: https://mostwiedzy.pl/pl/publication/download/1/badnia-wytrzymalosci-historycznych-murow-ceglanych_93750.pdf (дата обращения: 10.04.2026).

11. Деркач В.Н. Каменные и армокаменные конструкции. Оценка технического состояния, ремонт и усиление. Минск: СтройМедиа Проект; 2021. 256 с.

12. Орлович Р.Б., Зимин С.С. Оценка технического состояния исторических каменных зданий. СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС; 2024. 209 с.

13. Галалюк А.В., Деркач В.Н. Оценка механических характеристик каменной кладки существующих зданий. Строительство и реконструкция. 2023;6(110):5–14. URL: https://oreluniver.ru/public/file/archive/sir_Stroitelstvo_i_rekonstruktsiya_6(110)_2023.pdf (дата обращения: 10.04.2026).

14. Gaber K., Kupper R. Vorschlag für ein neues Verfahren zur Prüfung der Druckfestigkeit von bestehendem Mauerwerk. Mauerwerk. 2012;16(6):297–300. https://doi.org/10.1002/dama.201202102