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

ф у н д а м е н т а х . С в а я м и прорезается вся просадочная толща, н на­ грузка передается на непросадочные грунты. Эта мера особо эффективна, когда небольшую т о л щ у просадочных грунтов подстилают крупнозернистые пески или другие породы, воспри­ нимающие большие вертикальные нагрузки, передаваемые через острие свай. Сравнительно малый вес панельных зданий способ­ ствует снижению количества свай, необходимых для кирпичных домов.

Тщательное механизированное поверхностное уплотнение тя­ желыми т р а м б о в к а м и деформируемой зоны является проверен­ ной мерой з а щ и т ы зданий, возводимых на просадочных грунтах первого типа. Оно предупреждает целиком или в большой степе­ ни просадки деформируемой зоны под фундаменты при поверх­ ностном замачивании основания из-за утечек из водопроводной

Существует несколько методов устранения просадочности грун­ тов второго типа. К ним относятся:

а) прорезаиие железобетонными сваями всей просадочной толщи д л я передачи нагрузки иа непросадочные грунты. Эконо­

собственного веса грунта больше начального давления . Грунты

а) комплекс мероприятий, направленных иа защиту грунто­ вых оснований под зданиями от замачивания;

151

б) разрезка зданий на короткие (20—30 м) самостоятельно работающие отсеки;

в) усиление конструкций самостоятельных отсеков специаль­ ным армированием и другими мерами для восприятия допол­ нительных усилий, возникающих при изгибе этих отсеков.

П о к а мы не располагаем достаточными данными о проявле­ нии просадок под зданиями, чтобы дать точные расчетные моде­ ли просадочных грунтов. Поэтому для определения статической надежности потребовались уникальные эксперименты по глубин­ ному замачиванию просадочных грунтов под крупнопанельными д о м а м и .

Экспериментальные искусственные з а м а ч и в а н и я просадочных грунтов под панельными домами позволили установить, что раз ­ резка панельных зданий на отсеки длиной 20 м о к а з а л а с ь основ­

отдельных элементах отсеков здания, трудно оцениваемые расче­ тами ввиду хаотичности проявления неравномерных осадок при замачивании просадочных грунтов. Тем не менее д л я правильно ­ го конструирования отсеков панельных зданий, возводимых на просадочных грунтах, целесообразно использовать расчетные мо­ дели оснований, применяемые для расчета зданий на неравно­ мерно с ж и м а е м ы х грунтах или над горными выработками, так как во всех случаях мы имеем искривления зданий в виде выги­ ба, прогиба, перегиба, кручения.

Д л я приближенных оценок работы конструкций здания при замачивании под ним просадочного грунта отсеки здания могут рассчитываться по моделям неравномерно деформируемых грун­ тов, но со значительным повышением (в два - три р а з а и более) изменчивости жесткостных характеристик на длине отсека по

задачей научно-исследовательских организаций, работающих в этой области.

ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ (ОТТАИВАЮЩИЕ) ГРУНТЫ

Неравномерные осадки основания резко проявляются при от­ таивании под зданием вечиомерзльіх грунтов (второй принцип строительства на вечномерзлых грунтах) . Оттаивание грунта от тепла, выделяемого отапливаемым зданием, происходит нерав­ номерно (больше в средней части здания и меньше по его пери­ метру) . Поэтому и осадка грунтового основания под зданием приобретает чашеобразную форму (рис. 36,а, б). Этой чашеоб­ разной форме искривления основания сопутствуют неравномер­ ные вертикальные деформации, вызываемые неоднородной структурой оттаивающего грунта и включением в него ледяных

152

линз. Ч а ш е о б р а з н а я форма искривления основания вызывает изгиб протяженного здания преимущественно в поперечном на­

определенных суждений и рекомендаций. Тем не менее представ­ ляется целесообразным развитие крупнопанельного домостро­ ения д л я этих сложных, весьма специфических условий строи­ тельства по следующему пути. Внутренние поперечные панель­ ные стены здания достаточно легко могут быть превращены в балки-стенки, опирающиеся иа фундаменты наружных продоль­

быть использована д л я восприятия проявляющегося вдоль здания влияния неоднородной структуры оттаивающего грунта. Д л я ос­ лабления этого влияния представляется рациональной разрезка панельных зданий на короткие отсеки при соответствующем уте­ плении деформационных швов. Р а з р е з к а здания па короткие от­ секи уменьшает вредное влияние колебаний температуры возду­ ха. Весьма эффективно строительство панельных домов башенного типа (рис. 36,6, е ) , имеющих фундаменты только по периметру с неосвещаемой лестничной клеткой, находящейся в центре здания . Короткие внутренние панельные стены такого до­

грунта и колебаний температуры наружного воздуха.

КОЛЕБАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА

Колебания температуры наружного воздуха — одна из основ­ ных причин развития большого количества трещин в конструкци­ ях панельных зданий, особенно в сопряжениях панелей.

П а н е л ь н ы е конструкции периодически нагреваются и остыва­

действия, оказываемого развитию температурных деформаций в конструкциях со стороны их внешних и внутренних связей. По ­ этому необходимо при помощи конструктивных мер сокращать противодействие внешних и внутренних связей панельных конст­

154

подвергаются непосредственному действию колебаний темпера­ туры наружного воздуха; 2) температурные деформации, прояв­ ляющиеся во всех конструкциях здания в период его возведения, когда отопление не действует и возможно относительно равно­ мерное остывание или нагревание всех конструкций.

А. Температурные деформации во внешних ограждениях . Периодические (сезонные и суточные) изменения температуры наружного воздуха являются причиной температурного перепада по толщине н а р у ж н ы х стен и покрытий, приводящего к линей­

рукциям д о м а очень гибкими связями, не противодействующими развитию температурных деформаций, и если эти панели не име­ ют связей между собой, то температурные деформации в них, по­

стью температурные н а п р я ж е н и я не могут быть устранены ввиду наличия в панелях различных материалов, неоднородности этих

свободных температурных д е ф о р м а ц и й однослойных панелей наружной стены. Такие деформации, р а з в и в а ю щ и е с я без темпе­ ратурных напряжений, приводят к наибольшему раскрытию вер­ тикальных стыков, которое слагается из поступательных переме­ щений ô( торцов панелей и углов поворота yt тех ж е торцов пане­ лей (рис. 36, з ) .

Впанельных домах такие панели достаточно жестко связаны

ме ж д у собой и с внутренними конструкциями . Это приводит к некоторому уменьшению температурных деформаций в панелях наружной стены и соответственно к появлению температурных '

температуры, и потому при необходимости он может жестко при­ крепляться к внутренним конструкциям. Температурные дефор ­ мации наружных оболочек трехслойных стен испытывают ничто­ ж н о е противодействие со стороны гибких связей, и поэтому

155

н а р у ж н ы е оболочки почти не имеют температурных напряжений . Температурные деформации наружных оболочек трехслойных панелей р а с к р ы в а ю т вертикальный стык извне больше, чем тем­ пературные деформации однослойных панелей, жестко прикреп­ ленных к внутренним конструкциям. Это д о л ж н о учитываться при конструировании стыков трехслойных панелей с гибкими связями, особенно тех, которые подвержены действию низких

ивысоких температур .

Впринципе возможно применение трехслойных панелей с гибкими связями и д л я совмещенных крыш . При соответствую­ щем присоединении таких панелей к стенам из трехслойных па­ нелей с гибкими связями м о ж н о почти полностью ликвидировать вредное влияние колебаний температуры воздуха в верхний час­ ти панельных домов .

Пр и устройстве чердачных крыш возможны различные вари­ анты конструктивных решений, уменьшающих вредное влияние колебаний температуры воздуха на верхнюю часть конструкций

дома . Н а п р и м е р (рис. 36, а ) , кровельный железобетонный диск 3 может быть установлен на гибкие стойки 4. При этом предусмат­ ривается специальный температурный шов м е ж д у карнизными стенами и кровельным диском. Температурные перемещения та­ кого диска не могут вызвать вредных деформаций в конструк­ циях верхней части дома .

Известные конструктивные возможности смягчения вредного влияния колебаний температуры воздуха д о л ж н ы быть исполь­ зованы при проектировании сейсмостойких панельных здании для предупреждения разрушения стыков в этих зданиях .

дом при наступлении холодов остается некоторое время без ото­

горизонтальных температурных деформаций стен и перекрытий.

наступлением весны нагревается . В этом случае получившееся расширение внутренних стен и дисков перекрытий сохраняется на весь срок эксплуатации дома .

Характер противодействия основания температурным дефор ­ мациям вдоль остывающего или нагреваемого здания зависит от расположения внутренних продольных стен, жесткости наруж ­ ных продольных стен, дисков перекрытий, присоединения дисков перекрытий к продольным стенам, ослабления этих дисков лест­ ничными клетками и пр.

Температурные н а п р я ж е н и я в конструкциях остывающего

156

или нагреваемого дома зависят главным образом от величины температурного перепада, а т а к ж е от жесткости и расположения внутренних продольных стен. Грунтовое основание не может сильно противодействовать температурным удлинениям и укоро­ чениям здания через н а р у ж н ы е продольные стены ввиду силь­ ного их ослабления проемами .

При расположении жестких внутренних стен по всей длине здания пли у его торцов создается большое противодействие ос­ нования температурным д е ф о р м а ц и я м вдоль здания . Это про­ тиводействие остается почти неизменным при разной длине зда­ ния (см. рпс. 36, к, слева, р я д кривых противодействия основания

П р и расположении жестких продольных стен в средней части дома или при расположении нежестких продольных стен по тор­

противодействие со стороны основания под н а р у ж н ы м и продоль ­

длины дома приводит к большому перекосу крайних нижних па­ нелей н а р у ж н ы х стен и появлению в них температурных трещин .

При расположении внутренних продольных стен в средней части дома с поперечными несущими стенами и устройстве на­ ружных продольных стен из навесных панелей с упругими про­ к л а д к а м и в стыках температурные удлинения и укорочения дома испытывают ничтожное противодействие со стороны грунтового основания и потому температурные напряжения в конструкциях практически отсутствуют.

Три эти схемы архитектурно-планировочных решений нагляд­

вызванные температурными д е ф о р м а ц и я м и основных систем. Влияние вертикальных температурных деформаций стены в

этой з а д а ч е не учитывается.

157