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

78586. Комахи в нашому житті 330 KB
  Мета: уточнити уявлення учнів про комах, поширити знання про цих тварин, учити називати істотні ознаки комах, їх будову; розвивати мовленнєві навички, мислення, увагу, спостережливість; виховувати бережливе ставлення до тварин, любов до природи.
78587. Як доглядати за кімнатними рослинами? 52.5 KB
  Мета: формувати уявлення про кімнатні рослини, про залежність від їх потреб в освітленні, поливі, освітленні, пересадці. Розвивати практичні уміння і навички доглядати за кімнатними рослинами (розташування в приміщенні, поливі, розпушуванні ґрунту, пересадка, розмноження).
78588. Осінь. Рослини восени. Як тварини готуються до зими 72.5 KB
  Обладнання: таблиці ілюстрації осінь у парку у лісі на городі осінні листочки костюми Осені білочки їжачка корони місяців овочі та фрукти дари осені малюнки дітей. Під слова вчителя виходить дівчина Осінь розтрушує листочки Осінь хазяйнує скрізь куди не поглянь.
78589. Тварини взимку. Як зимують птахи? 121 KB
  Мета: формувати уявлення про світ птахів; вчити дітей здійснювати проектну діяльність на основі колективно вироблених завдань; розвивати творчий підхід до розвязання поставленої проблеми усне мовлення громадську та соціальну компетентності; виховувати любов до птахів прагнення не тільки спостерігати...
78590. ВОДОЁМЫ. РОДНИК 55 KB
  Формировать первичные знания, развивать стремление больше знать; ознакомив с литературой, вызвать желание больше читать, Заранее планируя свой выбор; учить умение высказывать свою точку зрения, опираясь на знания и опыт; воспитывать бережное отношение к водоемам, экономное использование пресной воды.
78591. Рідний край, де ми живемо, Україною зовемо 78 KB
  Обладнання: карта України державні символи України картки для роботи в парах зошит Я і Україна кросворд ілюстрації з краєвидами Києва різнокольорові паперові квітки недомальовані смайлики. Люби шануй оберігай Усе що зветься Україна.
78592. Зовнішня будова рослин. Рослини - живі організми. Рослини - джерело поживних речовин і кисню на Землі 97.5 KB
  Поглибити поняття органів рослин; сформувати уявлення про значення кожного органу (кореня, стебла, листків, квіток, плодів з насінням) для рослини, про особливості живлення і дихання рослин; уміння розрізняти органи рослин, називати їх; розвиток пізнавальних інтересів учнів...
78593. Кругообіг води в природі. Вода має бути чистою 155 KB
  Продовжити формувати поняття вода уявлення про умови перетворення води з одного стану в інший про кругообіг води в природі про необхідність бережного використання її. Обладнання: склянки з водою кусочки льоду скляна пляшка з замороженою водою; таблиця Кругообіг води в природі...
78594. ПІДСУМКОВИЙ УРОК ПО ТЕМІ «ТВАРИНИ» 44 KB
  Мета: Узагальнити і систематизувати знання учнів про найбільші групи тварин, розвивати вміння порівнювати варини,класифікувати їх за суттєвими ознаками, встановлювати взаємозв’язки з неживою природою; розвивати спостережливість,вміння аналізувати, робити висновки; виховувати шанобливе ставлення до тварин.