Воздействие деформаций земной поверхности на несущие конструкции зданий.

Несущие конструкции зданий, построенных на подрабатываемых территориях без осуществления защитных мероприятий, под воздействием смещений земной поверхности претерпевают деформации и повреждения в виде трещин, перекосов, расстройства сопряжений и т. д. Степень повреждения зданий зависит не только от величин деформаций земной поверхности, но и от габаритов здания — длины и высоты. Ожидаемая степень повреждения каменных зданий характеризуется показателем суммарной деформации, определяемым по формуле:

Δl_Σ = Δl_ε + Δl_k=(ε_h+H/R)Z, (14.1)

где Δl_ε и Δl_k — компоненты суммарных деформаций от воздействия соответственно относительных горизонтальных деформаций и искривления земной поверхности;

Z и Н — длина и высота здания.

При значениях Δl_Σ =120...160 мм условия нормальной эксплуатации зданий не нарушаются; при Δl_Σ =300...400 мм происходит частичное, а иногда полное разрушение зданий.

Неравномерные оседания земной поверхности вызывают изгиб здания, наклоны — его крен, а горизонтальные деформации (растяжения или сжатия грунта), воздействуя на заглубленную в основание часть здания,— продольные усилия в их конструкциях, изгибающие моменты и поперечные силы. Воздействия деформаций земной поверхности на подрабатываемых территориях относятся к числу особых.

Расчетные значения деформаций земной поверхности определяются умножением нормативных значений на коэффициенты перегрузки γ _f > 1 и условий работы γ _c ≤ 1, принимаемые по рекомендациям норм. Например, расчетные относительные горизонтальные деформации вычисляют по формуле:

ε_cr= ε_h γ_fγ_c, (14.2)

где ε_h — ожидаемая (нормативная) относительная горизонтальная деформация земной поверхности;

γ_f — коэффициент перегрузки, принимаемый при неизвестном взаимном расположении объекта и горных выработок равным 1,2;

γ_c — коэффициент условий работы, принимаемый при длине здания или отсека более 30 м равным 0,7, при длине 15...30 м — 0,85, при длине менее 15 м — 1,0.

В бескаркасных зданиях алгебраическое сложение дополнительных усилий в фундаментах от искривления основания и горизонтальных деформаций приводит к уменьшению расчетных усилий. В каркасных зданиях со статически неопределимыми несущими рамами и отдельными фундаментами, когда между ними не предусматриваются связи-распорки, дополнительные усилия от искривления основания, вызванные смещением фундаментов по вертикали на величину Δh и углом поворота фундамента Δφ, а также от горизонтальных деформаций земной поверхности, вызванных перемещением фундаментов на величину Δl (рисунок 14.2), однозначно суммируются. При этом из-за возникновения изгибающих моментов в уровне заделки колонн в фундаменты последние работают на внецентренную нагрузку.

Рисунок 14.2. Эпюры изгибающих моментов от воздействия искривления основания и горизонтальных деформаций растяжения на одноэтажное каркасное здание, имеющее различные степени статической неопределимости: а,б – при каркасе с жесткими узлами, в,г – при каркасе с шарнирными сопряжениями колонн с ригелями, д,е – при статически определимом каркасе

Нормативные величины перемещений Δh^н, Δφ^н, Δl^н определяют по формулам:

, , (14.3)

где и — расстояния до n-й и (n—1)-й колонн от центральной оси отсека, блока пространственной устойчивости или центральной колонны;

R и — прогнозируемые деформации земной поверхности на участке строительства.

Дата добавления: 2015-07-07