645

Совместная работа основания и сооружения

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Формы деформаций сооружений. Чувствительность конструкций к неравномерным осадкам. Меры по уменьшению чувствительности зданий к неравномерным осадкам. Комплексная взаимозависимость факторов для решения задачи по устройству фундаментов.

Русский

2013-01-06

155 KB

21 чел.

Лекция.

Совместная работа основания и сооружения

1. Формы деформаций сооружений.

1. Прогиб.

Этот вид деформаций встречается очень часто, но раскрытие трещин незначительно и очень редко, т.к. появлению трещин препятствует трение грунта по подошве.

Среди старинных домов, кладка которых возводилась на медленно твердеющем известковом растворе, можно найти много таких, стенки которых причудливо искривлены. В связи с искривлением стен перекошены оконные проёмы. Конечно, это явление не ошибка строителей, а проявление естественного свойства грунта. Стены медленно твердели и в первое время представляли гибкие конструкции, которые могли свободно искривляться применительно к деформациям грунта.

2. Выгиб (перегиб в СНиП).

Этот вид деформации встречается реже, но трещины раскрываются значительно.

Для шлюза max нагрузка возникает по краям (под воротами шлюза).

- характер деформации абсолютно гибкого сооружения (основания)

 - осадка абсолютно жесткого сооружения.

- при наложении эпюр наибольшее сопротивление грунта возникает в центральной части сооружения.

- характер эпюр контактных напряжений изгибает сооружение вверх – выгиб.

                                   Smin

                 Smax                        Smax

                           R           R

3. Крен.

                               

                            L   

В рамных конструкциях от этого появляются дополнительные усилия (мостовые краны перестают работать). Крен может быть и всего сооружения в целом (для жесткого здания) – неравномерность осадки.

Пример: завод «Пигмент».

Такие покосившиеся, накренившиеся здания можно видеть очень много.  В зданиях с креном даже  при  i=0,01 – уже чувствуется уклон для людей.

4. Перекос.

Фундаменты дают разную осадку на небольшом по длине участке стены.

В результате появляются косые трещины (особенно опасны косые трещины по простенкам  - возможен их выкал – укрепление Ме обоймами.)

несущая кирпичная стена

 5. Скручивание (кручение).

Один торец здания перемещается (крен) в одну сторону, а другой торец – в другую сторону. В этом случае в работу вступают перекрытия.

Часто одновременно в здании развиваются несколько видов деформаций.

2.Чувствительность конструкций к неравномерным осадкам.

              А                  В                   С

q

q

 

                   

                           l1                            l1

                                                  l2

Изгибающий момент на опоре В для 2х пролетной балки

Изгибающий момент на опоре В для 1 пролетной балки

Оказывается, что особенно чувствительны к  неравномерным осадкам статически неопределимые системы.

 

                                  прогиб балки

Следовательно, при относительной просадке опоры В на 3,3 см и больше, двухпролетная балка превращается в однопролетную - на двух опорах.

 

Самые незначительные осадки, будучи неравномерными, приводят по расчету к катастрофическому перераспределению напряжений. И, если не происходит моментального разрушения, то объясняется это некоторой пластичностью, свойственной бетону.

По чувствительности сооружений и неравномерным осадкам их можно разделить на 3 вида:

А) абсолютно гибкие (во всех точках следует за деформацией грунтов основания).

В этих конструкциях не возникает дополнительных напряжений. Примером такому сооружению может служить земляная насыпь. Стадион им. Кирова – проектировался на слабых грунтах, поэтому фундаменты пришлось бы закладывать очень глубоко. Было решено сделать насыпь по периметру стадиона.

Никаких видимых повреждений не было замечено, насыпь равномерно просела, за исключением тоннелей для входа на поле. Нужно было делать их со строительным подъемом.

Б) абсолютно жесткие (дымовые трубы, доменные печи, элеваторы, силосы, резервуары и т.д.)

          М                                  М

               R                         R

При симметричной нагрузке и согласованном напластовании – равномерная осадка. Будут ли здесь возникать усилия?

- деформация основания.

- осадка абсолютно жесткой плиты  Sсрconst. При этом плита встречает значительное сопротивление от грунта в краевых зонах, где Smin< Sconst, т.е. возникновение более интенсивного давления на этих участках.  

Поскольку такие сооружения достаточно прочны – жестки, то вследствие перераспределения контактных напряжений (давлений) по подошве фундамента и возникновения дополнительных усилий, возможны крены таких сооружений (не симметричное залегание грунтов, нагружение соседних площадей). Но в таких конструкциях возможны и деформации  - косые трещины в углах (в 30-х годах марка бетона была не велика 100-110 кг/см2 – отсюда деформации в угловых банках). В углах возникают колоссальные напряжения.

Сейчас тоже можно встретиться с подобным явлением:

В) сооружения с конечной жесткостью (для обычных сооружений).

Деформации абсолютно жесткого сооружения.

Деформация сооружения с конечной жесткостью.

Деформация грунта основания (или сооружения с абсолютной гибкостью).

Отсюда вывод:

Чем жестче сооружение, тем больше усилия в нем возникают.

3. Меры по уменьшению чувствительности зданий

к неравномерным осадкам.

  1.  Стремятся сделать сооружение максимально гибким (делать разрезные конструкции - мост на слабых грунтах – разрезные пролеты. На скальном основании  - не разрезная конструкция). В здании это делается путем деления его на осадочные швы.

Шов – это законная трещина, а возникновение трещин способствует перераспределению напряжений.

  

                                        а  

               

                  в

Раскрытие трещины – шва – нужно для того, чтобы при неравномерной осадке не произошло его закрытие. Поэтому и швам должно предъявляться особое значение.

При проектировании осадочного шва  необходимо учитывать расположение санитарно - технического оборудования

              о.ш.

Особое внимание необходимо уделять проектированию зданий с пристройками. Пример: гостиница «Россия» в СПб.

При развитии осадки шов закрылся и появились горизонтальные усилия, возникли трещины и уклон  i  0,02 Причины подобных деформаций  - влияние загруженных соседних площадей.

Устройство зданий на

консолях

          консоль

    

             6-9 м

  1.  

                        

2. Увеличение жесткости здания.

Арматура для восприятия растягивающих напряжений (ж/б пояса). При прогибе.

В плоскости пола верхнего этажа, т.к. на слабых грунтах мы не знаем будет прогиб или выгиб?

Часто делают так.

Это необходимо в период постройки здания, когда ж/б пояса могут включаться в работу по мере возникновения осадок (ставят их примерно через два этажа).

  1.  Увеличение прочности зданий с сохранением жесткости.

Для увеличения прочности зданий – их делают с поперечными несущими стенами (требование к конструктивным особенностям).

Для выравнивания неравномерной осадки устраивают сплошные ж/б фундаменты в виде плит.

4. Комплексная взаимозависимость факторов

для решения задачи по устройству фундаментов.

При проектировании фундаментов рассматриваются 3 основных фактора:

  1.  Что (мы строим)?
  2.  На чем (мы строим)?
  3.  Как (мы строим)?

  1.  Какие конструкции, и каковы нагрузки?
  2.  Инженерно-геологические условия (но учитывается и первый фактор). Возможен даже перенос проектируемого сооружения из-за грунтовых условий. Проектирование места с учетом экономии.
  3.  Способ производства работ (зависит от 1 и 2 фактора и также влияет на них). (Главное – не нарушать структуру грунта).

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55478. Свято сімейного вогнища 101.5 KB
  Виховувати: Здатність любити і поважати свою сімю родинуцінувати один одного; допомагати єднатися для досягнення спільної мети. Очікуваний результат: свято чудовий настрій учасників гостей радість від спілкування укріплення дружніх стосунків в сімї.
55479. Зустріч птахів 94.5 KB
  З далеких країв повертаються наші пернаті друзі птахи. Летять птахи Вже весна прийшла в оселі Розквітла земля рясний садок І летять веселі Зграї радісних пташок. Ведуча: Птахи дуже рано відчувають весну. Ведучий: Відчули весну і інші птахи.
55480. Розмноження і розвиток птахів 941 KB
  Мета: розкрити особливості розмноження і розвитку птахів розвивати цікавість учнів до звичаїв і обрядів наших предметів виконувати шанобливе ставлення до природи до братів наших менших.
55481. Птицы весной. Оригами 77.5 KB
  Расширить знания учащихся об изменениях в жизни птиц с приходом весны; формировать навыки наблюдения в природе; развивать навыки работы в группах логическое мышление память речь познавательные способности умение рассуждать делать выводы выделять главное творческие способности;...
55482. Птахи в взимку 37 KB
  Все пухнастим снігом вкрила: продовжуючи ходьбу плавно розводять руки в сторони І дерева і будинки струшують кистями піднятих вгору рук І поля й луги й стежинки ходьба гусячим кроком Сніг кружляє сніг іде діти підводяться і плавно обертаються навколо себе Він несеться він мете легкий біг із хаотичними махами рук. Вправа В лісі...
55483. Свято зимуючих птахів 72 KB
  Цілі: розширити і закріпити знання учнів про птахів, їхню поведінку і спосіб життя, про роль і місце у природі, про значення у житті людини й у природі; поглибити знання учнів про зимуючих птахів нашої місцевості...
55484. Різноманітність птахів 409.5 KB
  Мета: освітня: сформувати знання учнів про різноманітність птахів ознайомити з основними особливостями будови та життєдіяльності представників рядів...
55485. Загальна характеристика классу Птахи 34.5 KB
  Мета: ознайомитись з особливостями зовнішньої будови та способом життя птахів; вивчити зовнішню будову та покриви тіла птахів; визначити риси ускладнення у порівнянні з плазунами;...
55486. Птицы зимой 87 KB
  Воспитывать заботливое отношение к птицам. Птицы живут во всех уголках Земли: в лесах на полях болотах и водоемах. Одни птицы улетают в теплые края а другие остаются зимовать в наших местах.