Эксплуатация зданий и сооружений сложных грунтовых условиях

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ОСНОВАНИЙ И НАДЕЖНОСТИ СООРУЖЕНИЙ

 

Реферат на тему:

«Эксплуатация зданий и сооружений

 сложных грунтовых  условиях»

 

 

 

 

 

                                                                                    Выполнил ст. гр. ЭУН-2-08

                                                                 Шапошников М.И.

                                                   Проверил:

                                                           Курамшин Р.Х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волгоград 2013

Содержание

1. Основные положения методики определения эксплуатационной пригодности зданий на просадочных грунтах…………………………………………………………………………….3

2. Эксплуатация зданий и сооружений в условиях вечной мерзлоты………………………10

3. Эксплуатация зданий и сооружений на подрабатываемых грунтах……………………...12

4.Особенности эксплуатации  зданий и сооружений расположенных  на карстовых территориях……………………………………………………………………………………..14

  Список используемой литературы………………………………………………….……...……17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Основные положения методики определения эксплуатационной пригодности зданий на просадочных грунтах

 

Жилые и гражданские здания

1.1. Критерии эксплуатационной пригодности  зданий, деформированных в результате  просадок оснований, рекомендуется  разделять на две группы в  соответствии с принятым в  настоящее время делением предельных  состояний в строительных нормах  и правилах на проектирование  конструкций.

1.2. Соблюдение критериев I группы  обеспечивает прочность и устойчивость  формы или положения несущих  конструкций здания при совместном  воздействии нагрузок и дополнительных  усилий от неравномерных деформаций  оснований.

1.3. Соблюдение критериев II группы  обеспечивает возможность длительной  эксплуатации отдельных конструкций  и зданий в целом и не  допускает чрезмерных деформаций  несущих конструкций (длительного  раскрытия трещин, прогибов, углов  поворота), которые могут в дальнейшем  вызвать потерю несущей способности,  а также нарушение условий  нормальной эксплуатации помещений.

1.4. Основными критериями I группы  для бескаркасных жилых и гражданских  зданий рекомендуется принимать:

прочность сжатых элементов (столбов, простенков);

прочность элементов, работающих, в  основном, на изгиб или изгиб со сдвигом (перемычки, пояса, перекрытия);

длину опирания перекрытий или покрытий;

прочность на смятие площадки их опирания;

устойчивость формы сжатых элементов;

устойчивость, жесткость и взаимосвязь  несущих стен.

Значения прочностных и жесткостных  характеристик несущих элементов  рекомендуется принимать по действующим  инструктивно-нормативным документам на железобетонные или каменные конструкции  по ГОСТу или проекту.

1.5. Проверку прочности элементов  конструкций следует выполнять  в соответствии с требованиями  действующих инструктивно-нормативных  документов. Для определения действующего  в конструкции усилия следует  выполнить расчет здания совместно  с основанием на сочетание  нагрузок и деформационных воздействий  проседающего основания.

1.6. При определении расчетных  дополнительных усилий в конструкциях  эксплуатируемых зданий от неравномерной  просадки оснований рекомендуется  учитывать прочностные и жесткостные  характеристики материалов конструкций  в их реальном состоянии, т.е.  следует учитывать трещинообразование  в железобетонных конструкциях, длительные процессы в бетоне.

1.7. Изменение изгибных и сдвиговых  жесткостей железобетонных элементов  следует принимать с учетом  фактического расположения и  раскрытия трещин.

1.8. Ползучесть сжатого бетона  учитывается при определении  фактического модуля деформаций. В соответствии со СНиП 2.03.01-84 значение модуля деформаций бетона в зависимости от влажности воздуха окружающей среды (в период эксплуатации) следует уменьшить в два раза при влажности выше 40 % и в три раза при влажности ниже 40 %.

1.9. Проверку устойчивости сжатых  элементов рекомендуется выполнять  при обследовании зданий с  высокими узкими простенками  или отдельными кирпичными колоннами.

1.10. Опирание перекрытий (покрытий) рекомендуется проверять из условий  обеспечения необходимой длины  анкеровки рабочей арматуры и  прочности на смятие площади  опирания.

1.11. В зданиях, построенных с  применением конструктивных и  водозащитных противопросадочных  мероприятий (специальная подготовка  основания, разрезка здания на отдельные отсеки, установка поэтажных арматурных поясов и т.п.), для эксплуатационной пригодности следует обеспечивать равномерную жесткость основания по длине здания. Несоблюдение этого требования может привести к сверхнормативным кренам отсеков, нарушению работы лифтов, местному разрушению конструкций в зонах контактов смежных отсеков.

1.12. В зданиях, построенных без  противопросадочной защиты, аварийное  состояние можно предупредить  устранением: перегрузки сжатых  простенков; сдвига о опор лестничных  площадок, маршей, а иногда и плит  перекрытий; смятия опорных площадок; потери несущей способности надпроемных  перемычек; вертикального разрыва  стен, нарушающего связь продольных  и поперечных стен.

1.13. Критерии II группы для бескаркасных  жилых и гражданских зданий:

ширина раскрытия трещин железобетонных изгибаемых элементов (перемычек, перекрытий, лестничных площадок и маршей);

прогибы изгибаемых элементов;

степень поражения коррозией материалов несущих конструкций (бетона, кирпича), вызывающая снижение несущей способности;

ширина раскрытия трещин или  швов в ограждающих конструкциях, связанная с возможным нарушением условий жилищного комфорта из-за продувания, промокания и т.п.

Параметры трещинообразования и раскрытия  стыков крупнопанельных зданий рекомендуется  принимать по действующим нормативным  документам на сборные железобетонные или же каменные конструкции (СНиП 2.03.01-84, СНиП II-22-81).

Производственные и гражданские (каркасные) здания

1.14. Оценку эксплуатационной пригодности  производственных зданий рекомендуется  давать по результатам сравнения  их технического состояния и  отдельных элементов с критериями  эксплуатационной пригодности.

1.15; Техническое состояние зданий, их отдельных элементов:

авария - произошло обрушение элемента, участка или в целом здания;

аварийное состояние - деформации основания  в сочетании с постоянными  и временными нагрузками на здание обусловили развитие внутренних усилий, достигающих несущей способности  конструкций и узлов; деформации и повреждения конструкций накапливаются  и имеют тенденцию к развитию, авария может наступить непредвиденно  в любое время;

предаварийное состояние - внутренние усилия от перечисленных факторов, по оценке экспертов не превышают 80 % несущей способности конструкций  и узлов; деформации и повреждения  конструкций накапливаются и  развиваются;

удовлетворительное - крупных повреждений  нет, деформации конструкций и узлов  не превышают регламентированных нормами; деформации и повреждения конструкций  не развиваются и не накапливаются.

1.16. Строительные конструкций, узлы  сопряжения после аварии, в аварийном  или предаварийном состоянии  требуют восстановления эксплуатационной  пригодности.

1.17. Критерии эксплуатационной  пригодности для производственных  зданий рекомендуется определять  по таким группам предельных  состоянии строительных конструкций  и узлов: по прочности, деформативности,  а также условиям нормальной  эксплуатации технологического  оборудования.

1.18. По I группе предельных состояний  критерии эксплуатационной пригодности  отдельных конструкций и узлов  следует определять согласноСНиП 2.03.01-84, СНиП II-22-81, СНиП II-23-81. По II группе критерии определяются по действующим инструктивно-нормативным документам, а также на основе данных натурных и экспериментальных исследований.

Критерии I группы, как правило, устанавливаются  для несущих конструкций каркаса  и ограждающих конструкций - для  плит покрытия, стеновых ограждений.

1.19. Критерии II группы включают  предельные значения совместных  деформаций основания, здания, а  также деформации подкрановых  путей, несущих и ограждающих  конструкций.

1.20. Предельные значения совместных  деформаций основания и здания  рекомендуется устанавливать исходя  из необходимости соблюдения  технологических (по обеспечению  нормальной эксплуатации оборудования) или архитектурных (из условия  недопустимости "впечатления"  опрокидывания, провисания, проваливания, а также обеспечения нормальных  эксплуатационно-бытовых условий  для людей) и требований к  прочности, устойчивости, трещиностойкости  конструкций, включая общую устойчивость  здания.

1.21. Для одноэтажных производственных  зданий с шарнирным соединением  ригелей со стойками без мостовых  кранов, подвалов и встроенных  помещений предельные деформации  рекомендуется определять как  для зданий с податливыми конструктивными  схемами по приложению СНиП 2.02.01-83: S_u.max = 15 см,  (табл. 3). Для подвальной части, а также для зданий с внутренними стенами и встроенными помещениями, связанными с несущими конструкциями, предельные деформации в зависимости от типа каркаса в 3-й раз меньше (см. табл. 3). При наличии пристроек к зданию рекомендуется принимать предельные крены не более 0,005.

Таблица 3

Критерии эксплуатационной пригодности  зданий	Значения предельных деформаций для  зданий
	каркасных				неполнокаркасных			бескаркасных со стенами из крупных  блоков или кирпичной кладки
	с гибкой схемой	с пристройками торцов здания без  устройства деформационных швов	с внутренними стенами и встроенными  помещениями		для каркасной части	для бескаркасной части с наружными  стенами из крупных блоков и кирпичной  кладки
			из железобетона	из стали				без армирования	с армированием или железобетонными  поясами
						без армирования	с армированием или железобетонными  поясами
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Предельные деформации оснований:
относительная разность осадок соседних фундаментов (∆Ssl/z)u для здания без мостовых кранов - по [1]	0,006	-	-	-	0,006	-	-	-	-
по данным обследований	0,012	-	-	-	0,012	-	-	-	-
относительная разность осадок в месте расположения внутренних стен и встроенных помещений	-	-	0,001	0,002	-	-	-	-	-
крен пристройки в поперечном направлении	-	0,005	-	-	-	-	-	-	-
относительный прогиб-выгиб	-	-	-	-	-	0,001	0,0012	0,001	0,0012
максимальная абсолютная осадкаSsl,max,u, см	15	-	8	12	15	-	-	-	-
средняя осадка  см	-	-	-	-	-	10	15	10	15
Предельно допустимые прогибы конструкций, см, fu(z - пролет балок, стеновых панелей, H- высота колонны):
подкрановые балки при кранах - ручных	z 500	z 500	z 500	z 500	z 500	-	-	-	-
электрических	z 600	z 600	z 600	z 600	z 600	-	-	-	-
балки, фермы (общее требование, если нет специальных указаний)	z 150	z 150	z 150	z 150	z 150	z 150	z 150	z 150	z 150
навесные стеновые панели (при расчете  из плоскости): z < 6 м	z 200	z 200	z 200	-	-	-	-	-	-
6 ≤ z ≤ 7,5 м	3	3	3	-	-	-	-	-	-
z > 7,5 м	z 250	z 250	z 250	-	-	-	-	-	-
колонны с шарнирным верхним  узлом	2H 75	2H 75	2H 75	2H 75	-	-	-	-	-
Предельный угол закручивания диска  покрытия при шаге колонн (экспериментальные  данные), град/мм:
6 м	5·10-7	5·10-7	5·10-7	5·10-7	5·10-7	5·10-7	5·10-7	5·10-7	-
12 м	3·10-7	3·10-7	3·10-7	-	-	-	-	-	-
в поперечном направлении	20	20	20	20	-	-	-	-	-
в продольном направлении при расстоянии между соседними колоннами -
z ≤ 10 м	15	15	15	15	-	-	-	-	-
z > 10 м	20	20	20	20	-	-	-	-	-
Предельно допускаемая разность отметок (подвесные краны), мм:
нижних ездовых поясов соседних балок в одном поперечном сечении	15	15	15	15	-	-	-	-	-
нижнего ездового пояса на смежных  опорах (вдоль пути) при шаге колонн -
6 м	36	36	36	-	-	-	-	-	-
12 м	72	72	72	-	-	-	-	-	-

1.22. Для зданий, оборудованных мостовыми  или подвесными кранами, требования  к совместным деформациям оснований  и подкрановых конструкций выше  в 2 и более раз [5], табл. 3.

В период ремонтов, реконструкции  или восстановления эксплуатационной пригодности здания допускается  эксплуатировать краны с уклонами, превышающими предельно допускаемые  в поперечном направлении - 0,004, в  продольном - 0,006 [6].

1.23. Предельные прогибы для строительных  конструкций одноэтажных производственных  зданий установлены СНиП 2.03.01-84 (см. табл. 3).

Предельная длина или площадь  опирания железобетонных конструкций  установлена СНиП 2.03.01-84 и руководством [7].

1.24. Предельный угол закручивания  диска покрытия одноэтажных производственных  зданий рекомендуется принимать  по данным экспериментальных  исследований [8] и обследований (см. табл. 3). При допущенном браке строительно-монтажных работ (смещение плит покрытия от проектного положения) и неправильном опирании на стропильные фермы (балки), некачественном выполнении узлов "ригель - плита" предельный угол закручивания снижается в 2 и более раз.

1.25. В зданиях с податливыми  конструктивными схемами без  кранового или другого оборудования  с повышенными требованиями к  неравномерности деформаций оснований  и конструкций при удовлетворительном  качестве строительно-монтажных  работ допускается принимать S_u,max = 30 см и

Предварительную оценку условий эксплуатации производственных зданий рекомендуется  давать по параметрам просадочной воронки S_sl,max,r,R(рис. 4) [3, 9]. Тяжелые и особо тяжелые условия эксплуатации на отдельных участках здания могут определить необходимость обследования конструкций и узлов.

Рис. 4. График для определения условий  эксплуатации конструкций деформированных  производственных зданий

1.26. Для многоэтажных каркасных  зданий связевых систем предельные  деформации следует определять  как для зданий с гибкими  конструктивными схемами S_u,max = 15 см,  а для зданий рамных и рамно-связевых систем эти деформации следует принимать: S_u,max = 8 см,  (СНиП 2.02.01-83).

5.27. Необходимость обследования  многоэтажных каркасных зданий  возникает при кренах более  0,001, а также следующих повреждениях  основных элементов и узлов  каркаса:

образование трещин в колоннах, ригелях  и узлах их сопряжения с раскрытием более 0,2 мм;