Влияние жесткостных параметров зданий на степень и распределение осадок. Исследование закономерностей совместной работы надземных конструкций здания и основания. Сравнение измеренных осадок реальных зданий с результатами численного моделирования.
Аннотация к работе
Учет жесткостных параметров зданий при расчетах оснований и фундаментовУчет жесткостных параметров зданий при расчетах оснований и фундаментов представляет собой выполнение совместного расчета здания и основания с целью определения величин неравномерных осадок. 2.5 СНИП 2.02.01-83* "нагрузки и воздействия на основание, передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания". В таких условиях незначительное увеличение напряжений за счет совместной работы здания и основания может приводить к появлению трещин и снижению общей надежности конструкции. Во многих случаях здания имеют сложную конфигурацию в плане и сложное распределение жесткостей, поэтому обычно довольно сложно оценить влияние различных факторов (жесткости различных элементов надземных конструкций и основания) на результаты расчета. В представленной диссертации выполнен анализ влияния жесткости надземных конструкций на результаты совместных расчетов и разработаны рекомендации по проектированию зданий и сооружений по условиям совместной работы с основанием.На основе накопленного материала в зависимости от чувствительности к деформациям все здания и сооружения делятся на абсолютно гибкие сооружения, абсолютно жесткие сооружения и сооружения конечной жесткости. До недавнего времени в связи с недостаточной мощностью вычислительных машин решались в основном плоские и осесимметричные задачи, которые достаточно редко можно было использовать для совместных расчетов здания и основания, поскольку в большинстве случаев конструктивную схему здания невозможно свести к плоской или осесимметричной. Шашкиным были выявлены основные эффекты взаимодействия здания и основания, которые заключаются в уменьшении неравномерностей осадок, в перераспределении нагрузок на основание с средней зоны на крайние и в возникновении концентраций напряжений в угловых зонах зданий. Схема совместной работы здания и основания приведены на рис.1. В рамках настоящей работы был выполнен анализ основных эффектов совместной работы здания и основания и были проведены исследования влияния жесткости надземных конструкций на степень уменьшения неравномерных деформаций, на величины перераспределения нагрузок на основание и на дополнительные усилия в надземных конструкциях.С увеличением жесткости конструкций разность осадок здания уменьшается, дополнительные усилия в конструкциях возрастают. Предельной величиной жесткости конструкции из условия совместной работы с основанием следует считать такое значение, при котором относительная разность осадок стремится к нулю, и при дальнейшем увеличении жесткости изменение перераспределения нагрузок и роста усилий практически не происходит. Разработана методика определения жесткости здания путем замены здания плоской плитой с приведенной жесткостью, при этом толщина плиты определяется путем сравнения прогибов здания и плоской плиты на угловых абсолютно жестких опорах без учета отпора грунта основания. На основе разработанной методики определения жесткости здания и вычисления предельной жесткости плоской плиты показано, что при жесткости здания больше предельной значения осадок точек здания и нагрузок на основание остаются постоянными. Для назначения оптимальной конструктивной схемы здания необходимо, чтобы дополнительные усилия в конструкции, вызванные совместной работой здания и основания, были минимальны, что достигается за счет максимального снижения жесткости конструкций при условии ограничения предельных неравномерных деформаций здания по эстетическим, технологическим и др. требованиям.