Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Сергеев, Д. Д. Проектирование крупнопанельных зданий для сложных геологических условий

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.10.2023

Размер:

6.55 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1714 15 16 17 > Следующая >>>

Стена / — / ' находится под действием вертикальной силы

и горизонтальной

нагрузки

Р'

. па мгновение уравновешенной

противодействием

Ni.

П о

аналогии

с рассмотренным

примером

(рис. 26, а)

р '

Л ' і е г

п р

5 . + А ф

Стена 2—2'

находится

под действием вертикальной

силы

іѴ2 =

/Ѵа — № , ; Н -

Win

и горизонтальной

нагрузки

Р п

и ,

па мгновение уравновешенной

противодействием ІѴ2.

П о

аналогии

с рассмотренным

примером

(рис. 26, г)

р-

"Г

Л'ае а

~пр

—

X T

Si) + »ф

П р е д е л ь н а я

горизонтальная нагрузка на систему равна сумме

предельных

горизонтальных

нагрузок

на

выделенные

системы

~Р — Р1

2P2

пр

пр •

П о аналогии с рассмотренным примером (рис. 26, г)

		,	1 /		2 Л;і
	f	b2arc
A $	= A f t -	A&v> =	p f t		(Sft -		WY,) -		Ai\|I 2V ) .
					\^А,ф		W 1;2;\|		-
									(11.27)
		^ « ; 2 =			MTKvJ
^Решение	системы	уравнений			(11.27)		дает		величины	W\-2
и Wi;2 в зависимости от величины					с, характеризующей деформа -
тивность грунтового основания и величины угла									аг . При 0і =	Ощ>
величину а г	м о ж н о приближенно				определить на основании ра
венств (ІІ . 26а), если вместо неизвестной Ni								принять достаточно
близкую ей известную		величину		Ni.
Неточность компенсируем			коэффициентом					0,7
		а г «	0 ,	7	- ^	- .			(II.27a)
					2/Ѵі	с

130

Д л я системы	поперечных стен, аналогичных	и з о б р а ж е н н ы м
на рис. 27 и 28, но находящихся на упругом грунтовом			основании,
Рпр определяется	решением уравнений (11.21) — (11.24)		с	соответ
ствующим изменением величин А по (ІІ.26в).
И з л о ж е н н ы е	способы определения Р П р могут	быть		развиты

д л я более сложных систем, п р и б л и ж а ю щ и х с я к принимаемым реально.

Методы расчета конструкций панельных зданий, основанные на определении предельной горизонтальной нагрузки, вызываю щей разрушение здания, целесообразно применять при проекти ровании сейсмостойких зданий, так как во время землетрясений здания получают повреждения и разрушения главным образом от действия горизонтальных сейсмических сил. Этот метод дает возможность определять наиболее уязвимые места в конструкци ях зданий, близких к разрушению, и принимать необходимые ме ры дл я получения равнопрочных конструкций.


Г Л А В А	III. ХАРАКТЕРНЫЕ		ЧЕРТЫ Р А Б О Т Ы
К О Н С Т Р У К Ц И И К Р У П Н О П А Н Е Л Ь Н Ы Х З Д А Н И И
ПРИ Н Е Р А В Н О М Е Р Н Ы Х Д Е Ф О Р М А Ц И Я Х
Г Р У Н Т О В О Г О		О С Н О В А Н И Я	И ПРИ К О Л Е Б А Н И Я Х
ТЕМПЕРАТУРЫ		Н А Р У Ж Н О Г О	В О З Д У Х А
В практике строительства и эксплуатации зданий и сооруже
ний часто приходится сталкиваться				с неравномерными деформа
циями грунтовых		оснований. Ввиду		различного	происхождения
проявляются	они	по-разному. Н о во всех случаях			неравномерные

вертикальные деформации грунтового основания в ы з ы в а ю т ло кальный изгиб здания или распространенный по всей длине зда ния, а т а к ж е его кручение. В зависимости от направления гори зонтальные перемещения грунтового основания вызывают либо внецентренное сжатие, либо внецентренное р а с т я ж е н и е коробки здания, а т а к ж е перекос.

Неравномерные вертикальные деформации грунтового осно вания бывают вследствие неоднородной структуры грунта по длине здания (обычные условия строительства) . К р о м е того, они могут вызываться замачиванием просадочных грунтов, оттаива нием вечномерзлых грунтов, замерзанием и оттаиванием пучинистых грунтов, а т а к ж е искривлением земной поверхности при подземных выработках . Горизонтальные перемещения грунтовое

го основания очень	ярко проявляются на п о д р а б а т ы в а е м ы х пло
щ а д к а х угленосных	бассейнов.
НЕРАВНОМЕРНО СЖИМАЕМЫЕ		ГРУНТЫ
Чтобы иметь представление		о характере работы конструкций

панельного дома, построенного на неравномерно с ж и м а е м о м


грунтовом	основании,		рассмотрим работу		панельной			стены
с проемами	(рис. 31), стоящей на			грунтовом	основании,		неравно
мерно с ж и м а е м о м		по ее длине. Изменчивость жесткости					грунто
вого основания п о д л и н е стены приближенно					можно выразить ли
бо переменным коэффициентом постели, либо переменным								моду
лем деформации .		Н а	рис. 31,6	показана	одна из	возможных
схем изменчивости жесткости грунтового основания,						выраженной
через переменный коэффициент постели с.

Чтобы определить усилия в связях м е ж д у вертикальными по лосами, рассекаем стену по осям /, / / , III, IV на основные кон сольные системы: А, Б, В, Г, Д и прикладываем в местах сечений перемычек неизвестные (искомые) силы У (рис. 31, а ) . Эти силы определяются решением системы уравнений, составленной как

132

для многоэтажной многопролетиой р а м ы с шарнирами в ригелях

по

осям

// , / / / ,

IV:

2 У , 0 „

4 - ^

(III . 1)

(

= 0,1,2,..., 2п;

/ = 0, 1,2,..., 4л);

/ / —

(t =

2л. +

0, 2л + 1 + . . . + 4л; / =

0, 1,2

6п);

///— (і =

4л + 0,

4« + 1 +

... 4- 6«; / =

2я +

0,2л +

1 + . . . + 8л);

IV—(i = 6« - I -

6/i 4- 1 4 - ... 4 - 8я;

/ =

4/г +

0,4/г +

l +

... +8/г) .

Д л я

упрощения

операций

по определению перемещений ос

новных консольных систем, вызванных д е ф о р м а ц и я м и

грунтово

го основания условно считаем, что жесткость опорных

шарниров

фундаментных

перемычек

(рис.

19, в)

равна

бесконечности

(у=

С Ю ) . Тогда

выделенные

сечениями

перемычек

консольные

полосы стены и приложенные к ним силы

У имеют

перемещения,

показанные на рис. 31, е. Характер этих перемещений вызван де формациями грунтового основания под действием внешней р а в номерно распределенной вертикальной нагрузки (собственный вес конструкций плюс полезная нагрузка) при заданном в этом примере изменении коэффициента постели вдоль стены по пораболе. Поэтому величины осадок и углов поворота вертикальных полос стены находятся в обратной зависимости от величины ко

эффициента	постели по длине стены. П о этим перемещениям гео
метрически	определяются	величины ДІ дл я системы уравнений
( I I I . 1 ) .
Д л я системы уравнений		( I I I . 1 ) перемещения S,-j от действия

единичных сил в сечениях перемычек складываются из переме щений, вызванных упругими д е ф о р м а ц и я м и основных консоль ных систем, заделанных в жесткое основание, и дополнительных перемещений, вызванных упругими д е ф о р м а ц и я м и грунтовых ос нований под этими консольными системами. Н а рис. 32 показаны схемы перемещений элементов основной консольной системы Б (рис. 32, а), которыми м о ж н о руководствоваться дл я определе ния главных и побочных перемещений сил У, приложенных к по лосе Б.

На рис. 32, б д а н а схема перемещений элементов системы,		ког
да полоса	Б з а д е л а н а в жесткое основание и изгибается верти
кальной единичной силой, приложенной в сечении 1/і.
Н а рис. 32, в и з о б р а ж е н а схема дополнительных перемещений
элементов	системы от поворота фундамента полосы Б на	угол

а.і. Этот угол поворота вызван действием момента от вертикаль

ной единичной силы,	приложенной в	сечении	1/і:
t	g a < - = v f r	+ ^ ) -	( І І І Л а )

На рис. 32, г приведена схема дополнительных перемещений, вызванных вертикальной единичной силой, перенесенной в центр

134

полосы Б. Перемещения подошвы фундамента могут быть выра жены вертикальным поступательным перемещением

Рис. 32

135

и углом		поворота
			t g ß , =				(Ш.ів)

Н а	рис.		32, д дана	схема	перемещений		элементов системы,
когда	полоса		Б з а д е л а н а в жесткое			основание и изгибается гори
зонтальной единичной силой, приложенной в сечении
Схема дополнительных перемещений элементов системы от
поворота		фундамента		полосы	Б	на угол	ап+х приведена на

рис. 32, е. Этот угол поворота вызван действием момента от гори

зонтальной единичной силы, приложенной в сечении						1/і:
							(Ш.іг)
Н а	рис.	32,ж	дана	схема перемещений	элементов		системы,
когда	полоса	Б з а д е л а н а		в жесткое основание и имеет			сдвиговые
деформации		от	горизонтальной единичной		силы,	приложенной

всечении

На рис. 3 2 , з показана схема дополнительных перемещений элементов системы от сдвиговых деформаций в грунтовом осно вании


где	Yn+i — единичная		горизонтальная сила, приложенная в			точ
ке і;	ЬБ	— ширина фундамента под полосой Б;		I Б	— д л и н а	от
сеченного фундамента под полосой Б; сх—средняя					величина
коэффициента сдвига			грунта.
Аналогично определяются перемещения фундаментов осталь
ных	полос стены.
Д о л и		побочного перемещения ô;j и главного		перемещения		о,,,
вызванные упругими д е ф о р м а ц и я м и полос стены				(рис. 32, б, д,		ж),
определяются методами строительной механики				упругих систем.
Д о л и		побочного перемещения бц и главного		перемещения		б«,

вызванные д е ф о р м а ц и я м и грунтового основания, определяются

геометрически на основании схем, показанных	на рис. 32, в,	г, е, з.
П р и определении главного перемещения 8ц	учитывается	соб

ственная	д е ф о р м а ц и я	перемычки связи (і), вызванная непосред
ственным	действием	единичной силы, приложенной к этой пере

мычке.

В неравномерно оседаемых стенах горизонтальные силы вы з ы в а ю т в вертикальных полосах большие горизонтальные напря


ж е н и я с ж а т и я	и р а с т я ж е н и я .		Характер	распределения таких		на
пряжений еще	недостаточно		раскрыт . П р и б л и ж е н н о распределе
ние напряжений с ж а т и я или р а с т я ж е н и я				показано	штриховкой	на
рис. 31, е. В этой		схеме нормальные н а п р я ж е н и я			от действия	си
лы Y1 в ы з ы в а ю т		деформации	в полосе	Б в пределах от сечения

136

1/і до оси	полосы Б,	а от действия силы	У 1 1 — в пределах от се
чения Uli	до полосы	Б.
Д о л ю	главного перемещения, вызванного нормальными гори
зонтальными н а п р я ж е н и я м и от действия			горизонтальной единич

ной силы, можно приближенно определять, руководствуясь рас


пределением	горизонтальных нормальных напряжений		в поло
се Б (рис. 31, в) . К а ж д у ю		полосу стены удобно считать	абсолют
но жесткой на действие		горизонтального с ж а т и я и растяжения,
сосредоточив все деформации полосы в примыкающих			консолях
(перемычках)	соответствующим повышением их податливости на

действие единичных горизонтальных сил. Если к стене жестко

примыкают диски перекрытий, то они т а к ж е включаются в	рабо
ту на действие горизонтальных единичных сил, что д о л ж н о	учи

тываться соответствующим уменьшением податливости связейперемычек на действие этих сил. •

Побочные и главные перемещения сил У в сечениях фунда ментных перемычек от упругих деформаций полос стены равны нулю. Побочные и главные перемещения вертикальных сил У в се чениях фундаментных перемычек от деформаций грунтового ос нования могут быть приближенно определены по схемам, пока занным на рис. 20 и 21, принимая д л я к а ж д о й полосы стены со ответствующее среднее значение коэффициента постели с. Так, д л я полосы Б

г	с і	+ с п
СБ	—	2
Р а с с м а т р и в а е м а я стена	при	равномерной вертикальной на

грузке имеет прогиб краев по отношению к середине, что объяс няется уменьшением жесткости грунтового основания от середины

стены к ее к р а я м .	П р и таком		искривлении вверху		стены	горизон
тальные силы У	имеют	з н а к	+	( р а с т я ж е н и е ) , а	внизу	з н а к —
( с ж а т и е ) . Вертикальные		силы		У можно рассматривать		к а к вер

тикальные поперечные силы изгибаемой балки . От них зависит степень перераспределения вертикального реактивного отпора грунтового основания. П р и выгибе стены направление верти кальных сил У совпадает с направлением, показанным в левой

части рис.	31, а, т. е. силы имеют з н а к -f-. От действия			этих сил
реактивный	отпор грунта	по к р а я м	стены уменьшается,	а в сред
ней части увеличивается.		К а ж д а я	вертикальная полоса	изгиба

ется под действием вертикальных и горизонтальных сил У отно< сительно своей вертикальной оси. Кроме того, вертикальные си л ы У, перенесенные на ось полосы, в ы з ы в а ю т в ней либо сжатие, либо растяжение, в зависимости от их направления .

Если жесткость грунтового основания увеличивается от сере
дины стены к ее к р а я м , то стена	имеет прогиб середины	по отно
шению к к р а я м . В этом случае	горизонтальные силы	У вверху

стены имеют	з н а к	—, а внизу знак	+ . Т а к ж е меняется	знак
вертикальных	сил	У. Соответственно	меняются направления	из-

137

гиба вертикальных полос и направление действия на полосы центрально приложенных вертикальных сил Y. Реактивный от

пор грунтового основания возрастает		от	середины	к	к р а я м
стены.
Интенсивность искривления стены находится в прямой					зави
симости	от степени неоднородности грунтового основания' и в
обратной	зависимости от его жесткости	и	собственной	жесткос

ти стены. При одинаковых искривлениях двух стен усилия в их

элементах находятся в прямой		зависимости от жесткости		стен.
П р и интенсивном изгибе панельных стен можно о ж и д а т ь				рас
крытия горизонтальных стыков от изгиба полос стены силами Y
относительно	их вертикальных	осей. В верхней,	мало прпгру-
женпой части	панельной стены	при интенсивном	ее изгибе	воз

можен сдвиг панелей по горизонтальным стыкам. Этими явлени


ями в значительной мере объясняется весьма заметное							падение
жесткости панельных		зданий	при	увеличении	их	искривления.
Вертикальное	армирование		по	к р а я м полос		стены	предот
в р а щ а е т недопустимое раскрытие				горизонтальных стыков. Уст
ройство специальных		связей в горизонтальных			стыках		может
быть эффективной	мерой д л я		предотвращения		сдвига		панелей
по горизонтальным стыкам.
Т а к а я схема расчета панельной				стелы с проемами на действие

неравномерных деформаций грунтового основания достаточно


полно о т р а ж а е т фактические		условия	ее	работы.			Она	может
быть использована д л я расчета		н а р у ж н ы х		стен,	но с		некоторыми
дополнениями, учитывающими		наличие	балконов			и	лоджий,		а
т а к ж е для расчета	пространственной		системы,			состоящей			из
продольных и поперечных стен.
Д л я количественной оценки		работы	конструкций				конкретное
здание д о л ж н о рассчитываться		по индивидуальной				модели осно
вания, о т р а ж а ю щ е й	фактическую изменчивость				грунта.			Однако,
учитывая унификацию армирования панелей, а					т а к ж е			неизбеж
ность пластического	перераспределения		усилий		в элементах зда

ния, приходится довольствоваться приближенной количествен ной оценкой работы элементов зданий по унифицированным мо д е л я м основания. Погрешности в этом случае приводят только к некоторому увеличению количества трещин, полная ликвидация которых на данном уровне крупнопанельного домостроения пока невозможна (она реальна при полном переходе на предваритель но н а п р я ж е н н ы е конструкции) .

Развитие крупнопанельного домостроения послужило толч ком д л я р а з р а б о т к и методов расчета крупнопанельных зданий на различные действия неравномерных д е ф о р м а ц и й грунтовых ос

нований. В р а б о т а х кандидатов техн. наук Косицина			Б. А., Л и -
ш а к а	В . И . , - Муллера Р . А., Ю ш и н а	А. И . и в других	исследова
ниях	достаточно глубоко освещены	вопросы расчета крупно

панельных зданий на различные проявления неравномерных де формаций грунтовых оснований. Это позволяет внедрять методы

138

расчета крупнопанельных зданий на неравномерные деформации грунтовых оснований.

В применяемых методах расчета панельных зданий на нерав номерные деформации грунтовое основание принимается нерав

номерно д е ф о р м и р у е м ы м только		вдоль здания, т . е . сохраняется
неизменность жесткостных характеристик грунтового				основания
в к а ж д о м поперечнике	здания .	П р и	таких моделях	основания
взаимодействие между	продольными		неравномерно	оседающи

ми стенами через поперечные стены в о з м о ж н о только при разли чии в их конструктивных схемах, жесткостях и вертикальных на грузках. В действительности пространственное взаимодействие м е ж д у неравномерно оседающими продольными и поперечными стенами имеет более сложный и неопределенный характер вви ду фактической асимметричной неоднородности грунтового осно вания вдоль и поперек здания, асимметричности конструкций здания, резкого проявления нелинейных деформаций, весьма су щественного влияния деформаций грунта и конструкций в период возведения здания, скорости стабилизации осадок и т. п.


М о ж н о построить много моделей грунтовых оснований с						от
ражением	неоднородности грунта вдоль и поперек здания, а					так
ж е много	моделей работы	конструкций,	усложнив	этим	расчет
панельного дома на действие		неравномерных осадок. Если ж е				от
носиться к расчету на неравномерные деформации основания						к а к
к практическому приему выявления х а р а к т е р а работы конструк
ций при неравномерных осадках здания,			а т а к ж е	для	весьма

приближенной количественной оценки работы элементов здания, то для типового проектирования достаточно ограничиться тремя моделями, характеризующими изменчивость грунтового основа ния только вдоль здания, в ы з ы в а ю щ у ю выгиб, прогиб и перегиб

здания . Расчет здания по этим моделям позволяет				приближенно
определять величины усилий в элементах здания				лишь	от	его
изгиба. Усилия в элементах здания от его закручивания, к а к						пра
вило, не учитываются . Д л я		типовых проектов панельных			зданий
потребовалась	р а з р а б о т к а	специальной	методики	расчета	на	не
равномерные	осадки, а т а к ж е методики		привязки	зданий	на	ме

сте, учитывающей возможное многообразие грунтовых оснований. Совершенствование этой методики продолжается . М о ж н о пола гать, что при достаточном обобщении результатов наблюдения за неравномерными о с а д к а м и крупнопанельных зданий будут значительно упрощены методы их расчета и привязки, учитываю щие влияние неравномерных осадок основания.

Архитектурно-планировочное решение панельного дома силь но влияет на характер работы ее конструкций при неравномер ных осадках основания. Панельное здание в зависимости от его архитектурно-планировочного решения может быть очень жест ким, п р и б л и ж а ю щ и м с я к ш т а м п у (рис. 33, а ) . П р и соответствую щем конструировании такое здание, возведенное на сильно и не равномерно с ж и м а е м ы х грунтах, может обладать высокой

139

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1714 15 16 17 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ