Главная  Свойства 

 

Конфликт без свидетелей

 

Как уже отмечалось выше, задача проектирования и устройства оснований и фундаментов дополнительно осложняется необходимостью учета различных факторов, которые могут оказать решающее влияние при возведении и эксплуатации фундаментных конструкций зданий и сооружений в современном градостроительстве.

 

Это требует комплексного подхода к оценке характера работы грунтов основания и выбора рационального типа фундамента на базе совместного рассмотрения следующих условий:

 

характера возводимого здания и сооружения и чувствительности его конструкций к неравномерным осадкам;

 

особенностей инженерно-геологических, гидрогеологических и климатических условий строительной площадки;

 

способа вьшолнения работ по устройству оснований и фундаментов с целью сохранения природной структуры грунтов.

 

При проектировании оснований и фундаментов возможно несколько решений, поэтому выбор окончательного рационального конструктивного варианта осуществляется на основании технико-экономического сравнения нескольких вариантов фундаментов. Такое сравнение обычно осуществляют для нескольких фундаментов здания, находящихся в наиболее сложных условиях (наибольшее загружение, неблагоприятные условия работы основания и др.). Далее производят расчет отдельных фундаментов с назначением таких оптимальных размеров, которые могли бы обеспечить осадки, не превышающие предельно допустимых, установленных для данного типа здания, а грунты оснований обладали бы необходимой устойчивостью, а сам фундамент — требуемой прочностью.

 

После получения возможных неравномерных осадок необходимо оценить их влияние на эксплуатацию возводимого сооружения, а также воздействие конструктивной схемы здания на развитие осадок в результате перераспределения усилий, т. е. учесть совместную работу здания с грунтовым основанием. Кроме того, следует учитывать, что неравномерности осадок зависят не только от инженерно-геологических условий строительной площадки и характера нагрузки на фундаменты, определяемого конструктивной схемой здания, но и способов разработки котлована и выполнения других строительных работ при устройстве фундаментов. Неправильное выполнение этих работ может вызвать нарушение природной структуры грунтов и привести к дополнительным осадкам расетруктурирования.

 

Следовательно, при проектировании фундаментов необходимо обоснованно решать вопрос о способах их устройства, обусловливающих сохранение природной структуры грунтов в процессе строительства. Однако в некоторых случаях при возведении сооружений, малочувствительных к неравномерным осадкам, можно не прибегать к специальным мероприятиям, обеспечивающим сохранение структуры, так как неравномерные осадки не окажут существенного влияния на эксплуатационную пригодность таких зданий, что может существенно удешевить строительство.

 

Комплексный подход с учетом трех вышеперечисленных факторов существенно усложнил бы изложение материала отдельных разделов курса, поэтому в последующих главах вопросы проектирования и устройства оснований и фундаментов рассматриваются в большинстве случаев раздельно, без учета комплексности задачи, и только в отдельных параграфах обращается внимание на взаимную зависимость определенных факторов.

 

При проектировании оснований и фундаментов комплексность решения задачи, учитываемая действующими Строительными нормами и правилами, требует выполнения нескольких, подчас не связанных друг с другом расчетов. Если окажется, что хотя бы одно из условий СНиП 2.02,01 — 83 не выполнено, приходится прибегать к иному конструктивному решению, варьируя, как правило, глубину заложения или размеры подошвы фундамента, и проводить повтор

 

ные расчеты, причем для этой цели часто используют современные ЭВМ.

 

Последовательность проектирования оснований и фундаментов можно представить с помощью следующего алгоритма, который может быть реализован на ЭВМ.

 

Ввод информации о грунтовых условиях строительной площадки и характеристика возводимого сооружения.

 

Определение постоянных и временных нагрузок (F, q), действующих на фундамент.

 

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки и выбор рационального типа фундамента.

 

Определение исходных расчетных характеристик грунтов основания, необходимых для проектирования оснований по первой и второй группам предельных состояний (qv Блок-схема алгоритма показана на 4.1 Следует также заметить, что расчет оснований и фундаментов с помощью ЭВМ требует предварительной организации необходимых банков данных (массивов информации), хранящихся на магнитных носителях (лентах или дисках), о классификационных характеристиках грунтов оснований, требуемой нормативной информации, включенной в действующие СНиПы, а также справочной информации о конструктивных решениях, применяемых в современном фундаментостроении, включая и основные типоразмеры используемых элементов сборных конструкций.

 

4.10

 

Стихийные бедствия и различные аварийные ситуации возникают редко, в некоторых счастливых случаях их может не быть в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения. Подобная безмятежная биография далеко не означает, что конструкция отдыхает. Напротив, ежедневно, ежечастно, в течение всей своей жизни она подвергается дежурным нагрузкам, которые являются для нее неизбежными.

 

Разумеется, мышца-конструкция чаще всего не является максимально напряженной. И это логично, так как она должна беречь силы для экстренных, особенно тяжелых состояний. При нормальных эксплуатационных условиях основной воздействующей силой оказывается масса самой конструкции, внутренних перегородок, покрытий пола, оборудования и находящихся в здании людей. Напряжения в этом случае значительно ниже предельных прочностных возможностей материала. Своеобразными приливами и отливами напряжений в отдельных своих элементах несущая система реагирует на усиление и ослабление нагрузок. В определенный момент, когда по неизвестной причине все помещения здания целиком заполняются людьми (гипотетическое обстоятельство, которое проектировщик все же должен принимать во внимание), напряжения резко возрастают. Снег, ветер, дождь, лед вот все те нагрузки, которые в это время могут перегрузить и без того сильно напряженную мышцу конструкции.

 

В середине 60-х годов газеты сообщили, что в Анкаре (Турция) обрушилась трибуна городского стадиона, переполненная зрителями. В 1972 г. такая же участь постигла другую трибуну, только на этот раз в Саламанке (Северная Испания). Во время сильного ветра 15-метровый козырек не выдержал дополнительной нагрузки и рухнул сверху на места для зрителей, которые, к счастью, были пустыми. В это же время тоже в Испании, в одном из старых кварталов Барселоны, неожиданно рухнуло старое четырехэтажное здание. Подобное тотальное разрушение здания от крыши до основания может произойти по исключительным причинам, но ничего особенного в этот день и час в данном районе не было. Погибли 52 человека, а несколько десятков были ранены.

 

Итак, нагрузки. Стены, мебель, люди, снег, ветры, землетрясения -все это в крайних обстоятельствах является нагрузкой. В сущности, этот список должен быть значительно длиннее. Может быть, это звучит странно, но нагрузкой могут быть и солнечные лучи, и птичьи стаи. С этой необычной точки зрения все вещественное утрачивает свой материальный облик и функциональный смысл и превращается в тысячи и тысячи тонн, которые конструкция здания или сооружения должна принять на себя и передать на основание. Это почти абсурдная, но необходимая трансформация известного и обычного в нечто столь же известное, но абстрактное — нагрузку.

 

Например, кровля из марсельской черепицы на одноэтажном одноквартирном доме по существу оказывается внушительным 15-тонным грузом, покоящимся на стенах. Человек, живущий на первом этаже семиэтажного здания, едва ли подозревает, что спит под потенциальным прессом в несколько тысяч тонн. Едва ли он подозревает также и о естественном стремлении этой тяжести двинуться вниз по наиболее прямому пути — вертикали, которое в переводе на обычный язык означает обрушение, катастрофу. Только рациональная и целесообразная конструкция здания сдерживает это катастрофическое движение вниз, и подобная борьба конструкции с нагрузками продолжается без устали дни, годы, а иногда и века. Вполне можно сказать, что конструкция балки, колонны, фундаменты это единая денно и нощно напряженная мышца, которая должна быть неутомимой. Ибо нетрудно себе представить, что случится, если эта мышца, удерживающая тысячи тонн над нашей головой, устанет и расслабится.

 

Все это сравнительно полно регламентируется во всех развитых странах мира различными техническими условиями и нормативными документами. Например, в принятых в НРБ нормах нагрузки делятся на две основные группы постоянные и временные. Постоянными называются нагрузки, которые в силу своей природы действуют в течение всего срока эксплуатации сооружения. Очевидно, что таковыми являются нагрузки, обусловленные собственной массой самой конструкции, всех наружных и внутренних стен, облицовки, перекрытий и покрытий, остекления, элементов архитектурного декора, ограждений лестниц, балконов и т.п. Постоянные нагрузки создаются также внутренним оборудованием и инженерными сетями, а кроме того, за счет давления грунта на стены подвала.

 

Но вот в некий день, час и минуту возникает экстремальная ситуация, обстоятельства складываются самым неблагоприятным образом и напряжения достигают максимальной величины. В этот момент мышца напряжена до крайности, материал работает на пределе своих возможностей. Сумел ли конструктор предусмотреть*столь тяжелую, но все же достаточно реальную ситуацию, которая может оказаться критической для данного элемента или узла несущей системы? Он должен был ... Он должен предвидеть все.

 

Другой подгруппой являются кратковременные нагрузки. К ним относятся движущиеся подъемные и транспортные машины (краны, тельферы, автомобили), снег, ветер, а также человеческие нагрузки в критических размерах. К этому можно добавить еще нагрузки на сборные конструкции во время их транспортировки и монтажа, при кратковременных испытаниях машин, а также от климатических (т.е. температурных) воздействий.

 

Но важно одно нагрузки агрессивны по своей природе. Они коварно изыскивают малейшее упущение, малейшее несовершенство в конструкции, чтобы тотчас же обнаружить свою разрушительную силу. Об этом свидетельствуют тысячи примеров аварий и катастроф, происходивших в недалеком прошлом и происходящих в наши дни. Разумеется, тщательный анализ позволяет выявить причины подобных трагических событий: чаще всего это погрешность проекта, некачественное исполнение, нарушение условий эксплуатации или стихийное бедствие. Однако во всех случаях в основе лежат нагрузки. Предусмотренные или непредусмотренные, ощутимые или нет, но именно они становятся причиной всякой аварии в строительстве. Поэтому специалист должен предвидеть не только все возможные воздействия на будущее здание или сооружение, но и все возможные неблагоприятные комбинации отдельных воздействий. И не просто предвидеть, а дать им как можно более точную количественную оценку.

 

Нагрузки второй группы временные весьма разнообразны как по характеру, так и по длительности воздействия, в связи с чем они дополнительно поделены на подгруппы. Длительными нагрузками считаются масса машин и оборудования в промышленных зданиях, содержимого библиотек, архивов, книгохранилищ, человеческие нагрузки на конструкции кинотеатров, театров, фойе, выставочных залов и трибун стадионов. К длительным временным нагрузкам относятся также нагрузки от 1 массы газов и жидкостей в резервуарах, постепенно скапливающаяся 1 промышленная пыль, какие-либо особые температурные воздействия.

 

И вот, наконец, мы дошли до последней подгруппы, которая носит многозначительное название особые нагрузки . Уже само название говорит о том, что они могут возникать в особых, чрезвычайных, исключительных обстоятельствах. Или, иначе говоря, они могут не возникать вообще, но инженер обязательно должен иметь их в виду при соответствующих условиях строительства и эксплуатации. Такого рода нагрузками являются, например, неожиданное оседание или даже провалива-ние грунтового основания, взрывы, разрывы канатов на канатной дороге и т.д. Но, несомненно, наиболее страшной из особых нагрузок является нагрузка от землетрясения. По масштабам и степени воздействия она несравнима ни с какой другой.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0077