Основные типы зданий и сооружений по жесткости и формы их деформаций

Все здания и сооружения по жесткости и характеру деформации подразделяются на абсолютно жесткие, абсолютно гибкие и обладающие конечной.

Основные типы зданий и сооружений по жесткости и формы их деформаций

Абсолютно жесткие здания и сооружения характеризуются равномерной осадкой при симметричном загружении и сравнительно однородной сжимаемостью-грунтов основания. В случае развития неравномерных осадок основания в конструкциях возникают дополнительные напряжения, однако они не опасны для таких зданий и сооружений вследствие значительного запаса прочности на изгиб. Неравномерные деформации вызывают крен без изгиба конструкций (дымовые трубы, доменные печи и т.д.). Такие здания и сооружения взаимодействуют с грунтами основания следующим образом: в местах большой податливости основания давление по подошве фундаментов уменьшается и, наоборот, на участках с меньшей податливостью - увеличивается.

Абсолютно гибкие сооружения характеризуются тем, что во всех точках контакта с поверхностью грунта они следуют за перемещениями грунтов основания. В случае развития неравномерных деформаций в конструкциях абсолютно гибких сооружений не возникают дополнительные напряжения. Примером таких сооружений являются земляные насыпи. Во время строительства и эксплуатации неравномерная осадка насыпи устраняется путем подсыпки ее на величину ожидаемой осадки.

Здания и сооружения конечной жесткости имеют наибольшее распространение. Характеризуются они тем, что в процессе развития неравномерных деформаций получают искривления. Однако такие здания и сооружения частично уменьшают неравномерность осадок за счет некоторого перераспределения давления по подошве фундамента. Неравномерные осадки вызывают развитие дополнительных усилий, которые зачастую не учитываются в полной мере при проектировании конструкции и обусловливают появление трещин.

Поэтому для таких зданий и сооружений надо уделять особое внимание учету совместной работы грунтов основания и несущих конструкций (железобетонный каркас, несущие стены и т. д.).

В некоторых случаях здания и сооружения обладают незначительной жесткостью (невысокие одноэтажные здания с разрезными балками покрытия и др.) и их можно считать практически гибкими.

Деформации основания подразделяют на две основные группы: осадки и просадки. Осадки развиваются в результате уплотнения грунта или от собственного веса грунта под влиянием внешних нагрузок, при этом коренного изменения структуры не происходит. Просадки происходят в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта, сопровождаются коренным изменением структуры грунта. Просадки чаще всего происходят под влиянием дополнительных факторов, таких, как замачивание просадочного грунта, оттаивание мерзлого грунта и т. д.

В зависимости от причин возникновения деформации основания подразделяют на два вида:

  1. деформации от внешней нагрузки на основания — осадки, просадки, горизонтальные перемещения;
  2. деформации, проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания, не снизанные с внешней нагрузкой (просадки грунтов от собственного веса, оседания, подъемы и др.).

Формами деформаций и смещений оснований как характеризующими совместную деформацию основания и сооружения являются: абсолютная осадка отдельного фундамента, средняя осадка сооружения, относительная неравномерность осадок двух фундаментов, прогиб, выгиб, перекос, крен, кручение, горизонтальные смещения фундаментов. Они возникают в зависимости от характера развития неравномерной осадки и от жесткости сооружения.

Прогиб и выгиб, как правило, возникают в протяженных зданиях и сооружениях, не обладающих большой жесткостью.

Основные типы зданий и сооружений по жесткости и формы их деформаций

Формы деформаций зданий и сооружений (по Б. И. Далматову).

При развитии прогиба (рис. 1, а) наиболее опасная зона растяжения находится в нижней части здания или сооружения, при выгибе (рис. 1, ж) — в верхней. В зависимости от степени неравномерности деформирования грунтов основания и жесткости здания или сооружения в его конструкциях развиваются растягивающие усилия. При большей жесткости здания или сооружения на одних и тех же грунтах эти усилия больше. В зависимости от этих факторов уменьшается или увеличивается величина прогиба или выгиба.

Относительный прогиб или выгиб рассматривается как отношение стрелы прогиба или выгиба к длине однозначно изгибаемого участка здания или сооружения:

f/L=(2s2-s1-s3)/2L,

где s1 и s3 — осадки концов рассматриваемого участка однозначного искривления; s2 — наибольшая или наименьшая осадка на том же участке; L — расстояние между точками с осадками s1 и s3.
Перекос зданий и сооружений (рис. 1, б, е) характерен при резком проявлении неравномерности осадок на участке наибольшей протяженности при сохранении относительной вертикальности несущих конструкций (перекосы в каркасных зданиях и др.).

Крен фундамента здания или сооружения (рис. 1, в, д) представляет собою поворот относительно горизонтальной оси и проявляется при несимметричной загрузке основания или несимметричном напластовании грунтов относительно вертикальной оси. Крен фундаментов рассматривается как отношение разности осадок крайних точек фундамента к ширине или длине фундаментов. Он характерен для жестких фундаментов зданий и сооружений, при этом осадки основания в любом направлении изменяются по линейному закону.

Крен представляет наибольшую опасность для высоких сооружений — дымовых труб, узких зданий повышенной этажности и др. Для них крен приводит к появлению дополнительного момента, способствующего увеличению крена, и может привести к потере устойчивости.

Основные типы зданий и сооружений по жесткости и формы их деформаций

Схема осадок основания при кручении θ=(β12)/L

Основные типы зданий и сооружений по жесткости и формы их деформаций

Схема прогиба (выгиба) сооружения:

f1/L1 — относительный прогиб на участке L1,

f2/L2 — относительный выгиб на участке L2,

ρ=1/R — наибольшая кривизна.

Вследствие неравномерной осадки крен могут получать также колонны и стены, не связанные жестко с остальными конструкциями (рис. 1, д). Если исключено их перемещение в горизонтальном направлении, то в процессе развития неравномерной осадки под отдельными фундаментами в колоннах, перекрытиях возникают дополнительные усилия. Они определяются на основе рассмотрения совместной работы конструкций сооружения и грунтов основания.

Кручение имеет место при неодинаковом крене здания или сооружения по длине, при этом происходит развитие крена в двух сечениях сооружения в разные стороны (рис. г).

Пространственную работу здания или сооружения характеризует относительный угол закручивания (рис. 2). При кручении дополнительные усилия развиваются в элементах стен и конструкциях перекрытия, последние могут изгибаться в горизонтальном направлении.

Горизонтальные перемещения фундаментов зданий и сооружений имеют место при действии на основания горизонтальных нагрузок (например, у распорных конструкций). Они возможны также при выполнении подземных выработок и развитии оползней откосов.

Совместная деформация основания и сооружения характеризуется также кривизной изгибаемого участка сооружения (рис. 3). Она представляет собой величину, обратную радиусу искривления, и характеризует напряженно-деформированное состояние относительно жестких протяженных сооружений. Кривизна изгибаемого участка используется для установления предельных деформаций основания по прочности и трещиностойкости конструкций зданий и сооружений.


Новые материалы:
Предыдущие материалы:

 
на согласование перепланировки цена умеренная

Проектировщику ОВиК и ВК

Проектировщику ОВиК и ВК

В соответствии с постановлением 87 проектная документация на объекты капитального строительства должна состоять из 12 разделов.

 

Как защитить жилище от шума инженерных систем?

Как защитить жилище от шума инженерных систем?

Водопроводные трубы, смонтированные по стенам, можно изолировать коробом из гипсокартона - это позволит снизить уровень шума текущей воды.

 

9 этажный многоквартирный жилой дом раздел отопление и вентиляция

9 этажный многоквартирный жилой дом раздел отопление и вентиляция

Руководством для проектирования систем отопления и вентиляции является задание на проектирование. Настоящие чертежи разработаны на основании задания, строительных чертежей.