Конструктивные мероприятияЭксплуатационная надежность зданий и сооружений при возможных неравномерных просадках лессовых грунтов оснований обеспечивается конструктивными мероприятиями. Состав их определяется в зависимости от конструктивного решения здания или сооружения, возможного значения просадочной деформации и ее неравномерности, технологического режима эксплуатируемого объекта и других факторов. По чувствительности к неравномерным деформациям и конструктивным особенностям здания и сооружения подразделяются на жесткие, жестко-пластичные и пластичные. Как правило, высокой степенью жесткости характеризуются монолитные сооружения. К жестко-пластичным относятся объемно-блочные, крупноблочные, крупнопанельные. К пластичным сооружениям относятся каркасные, кирпичные, деревянные. Обычно жесткими считаются здания, которые малочувствительны к неравномерным деформациям грунтов основания и оседают как одно пространственное целое равномерно или с креном. Усилия, возникающие при неравномерных деформациях, полностью воспринимаются конструкциями. Жестко-пластичные здания и сооружения чувствительны к неравномерным деформациям. При их появлении во взаимно связанных жестких конструктивных элементах возникают дополнительные усилия, которые здание или сооружение не может воспринять. При неравномерных деформациях грунтов основания в пластичных зданиях и сооружениях происходит взаимное перемещение конструктивных элементов без возникновения в них дополнительных усилий. Для снижения чувствительности зданий и сооружений, достаточно развитых в плане, рекомендуется производить их разрезку на отдельные секции или отсеки с помощью осадочных швов (рис. 13). Разрезая здание в плане на отдельные секции, снижают вероятность неравномерного замачивания под отдельными секциями по сравнению со всем зданием. При длине здания L больше возможностей для проявления неравномерных деформаций, чем при длине l i- ой секции. Каждая секция претерпевает деформации как одно пространственное целое. Поэтому одновременно с разрезкой целесообразно повышать жесткость секции. При сравнительно небольшой длине l можно полностью исключить неравномерные деформации в пределах каждой секции. Однако такое решение бывает экономически необоснованным, ибо в местах устройства осадочных швов выполняют парные стены или колонны (рис. 14). Наличие осадочного шва не гарантирует от разрушения конструктивные элементы взаимопримыкающих смежных секций. Например, в ряде многоэтажных кирпичных домов г. Волгодонска наблюдались разрушения кладки в карнизной части стен, вызванное поворотом отдельных секций и касанием стен в местах устройства осадочного шва. В последующем было принято решение об увеличении ширины осадочного шва, при которой исключается касание стен в карнизной части. а) б)
Рис. 13. Схемы разрезки в плане осадочными швами (ош) многоэтажного дома (а) и одноэтажного промышленного здания (б)
Рис. 14.Схемы устройства осадочного шва для ленточного (а) и отдельно стоящего (б) фундаментов
В настоящее время имеются определенные рекомендации по расчету осадочного шва с учетом возможного горизонтального перемещения и наклонов отдельных секций (отсеков). Расчетные формулы ширины осадочного шва основываются на использовании сведений о длине и высоте секций, размерах криволинейного участка поверхности грунта при просадке от собственного веса и других параметрах. В пределах отдельной секции или всего здания прочность и жесткость повышается в случае применения замкнутых железобетонных поясов или армированных швов. особенно эффективны железобетонные пояса в жестко-пластичных зданиях. Изгиб зданий может происходить как с прогибом, так и с выгибом, поэтому железобетонные пояса следует располагать в верхней и нижней частях здания (рис. 15).
Рис. 15. Схема размещения железобетонных поясов в: 1 – надземной части; 2 – цокольной; 3 – фундаментной ленте
Обычно пояса устраивают с учетом конструктивного решения здания. В крупноблочных зданиях в качестве поясов усиления используются поясные и перемычные блоки, в которых предусматривается специальная арматура. Выпуски арматурных стержней между собой соединяются сваркой и затем стык замоноличивают бетоном. В крупнопанельных зданиях поэтажные пояса также устраиваются путем стыкования выпусков арматурных стержней, заложенных в стеновых панелях при их изготовлении. В кирпичных зданиях железобетонные пояса выполняются на уровне междуэтажных перекрытий или совмещаются с перемычками над дверными и оконными проемами. Пояса в наружных стенах обычно проектируются на всю толщину стены, чтобы исключить ее промерзание в зоне расположения пояса. На пояс укладываются плиты перекрытий. Согласно опыту строительства ширина пояса обычно равняется 0,2-0,4, высота – 0,15-0,3 м. Пояса армируются стальными стержнями, площадь сечения которых принимается по расчету. Ориентировочная площадь сечения продольной арматуры пояса As составляет 10-20 см2. Пояса выполняются непрерывными по всем несущим стенам в пределах здания и секции (отсека). Не рекомендуется устройство поясов на уровне карниза здания, так как в условиях проявления деформаций при прогибе здания возможна потеря устойчивости пояса. При расположении пояса на уровне верхнего междуэтажного перекрытия и одновременной пригрузке его кладкой высотой в один этаж потеря устойчивости исключается. Довольно ответственным является усиление фундаментно-подвальной части здания. Еще 40-50 лет назад при строительстве на лессовых грунтах в основном применялись монолитные ленточные фундаменты под стены здания. В конце 50-х годов прошлого столетия стали возводиться сборно-монолитные ленточные фундаменты (рис. 16).
Рис. 16. Схемы усиления фундамента здания с помощью монолитной ленты (а) и армированного шва 9 б) 1 – цокольный пояс; 2 – стеновые блоки; 3 – монолитная подушка; 4 – армированный шов; 5 – сборная подушка
Фундаментная подушка выполняется монолитной, поверх нее укладываются сборные бетонные блоки, по которым устраивается цокольный железобетонный пояс усиления (рис. 16 б). Усилия, возникающие при неравномерных деформациях основания, и прогибы стен воспринимаются армированным швом и цокольным поясом. Обычно высота армированного шва, выполняемого непрерывным по всему контуру фундаментных подушек, составляет примерно 5-10 см. Эксплуатационная надежность зданий и сооружений повышается, если осуществляется усиление отдельных конструктивных элементов. Так рекомендуется местное усиление кирпичных простенков путем прокладки нескольких рядов арматурных сеток. Во избежание разрушения кладки сборные железобетонные перемычки над проемами необходимо опирать на простенки не менее чем на 24 см по длине опорной площадки. Плиты, прогоны, балки, фермы и др. элементы должны иметь такую длину опорной площадки, чтобы при появлении горизонтальных и вертикальных перемещений конструктивные элементы здания или сооружения сохранили прочное и устойчивое положение. На многих строительных объектах удачно используется анкеровка плит междуэтажных перекрытий в кладке стен. При возведении промышленных зданий положительно зарекомендовала перевязка между собой железобетонных плит покрытия через монтажные петли при помощи стальной проволоки. Конструктивные мероприятия играют большую роль в зданиях и сооружениях, оборудованных технологическими устройствами, лифтами и мостовыми кранами, влияющими на нормальную эксплуатацию объекта. Известны отдельные случаи, когда из-за невозможности задействовать лифты отдельные многоэтажные дома не могли быть сданы в эксплуатацию. Во избежание подобных ситуаций нормальная эксплуатация лифтов обеспечивается за счет увеличения при строительстве здания габаритов лифтовых шахт и возможной рихтовки лифтовых колонн на 1/6 расчетной просадки грунтов основания. В случае просадки оснований фундаментов, в результате чего произошли горизонтальные и вертикальные перемещения отдельных конструктивных элементов, что приводит к снижению эксплуатационной надежности зданий и сооружений. В такой ситуации применяются различные методы восстановления геометрии сооружений. Мероприятия, связанные с восстановлением технологического режима и нормальной работы оборудования, должны выполняться достаточно быстро и по возможности без остановки производственного процесса.
|
