Типовой пятиэтажный дом с продольными несущими стенами, подвалом и магазином в первом этаже, возведенный на 90% до плит совмещенной кровли, обрушился в одной из секций на высоту всех пяти этажей (рис. 2, а). Обследование аварийного здания и изучение проектной документации показало следующее.
Сборные железобетонные прерывистые фундаменты, заложенные относительно пола подвала на 20 см, просели в середине здания по наружной оси В
до 54 см и сместились внутрь подвала до 70 см. Бетонная подготовка пола подвала отсутствовала. По длине здания смещения и осадки фундаментов были неравными. Указанные деформации привели к образованию в подвале валов выпирания грунта шириной 1,2…1,5 м и высотой 0,6…1,0 м. По средней оси Б
максимальные осадки фундаментов составили 54 см со смещением в сторону оси А до 20 см (рис. 2, б, в, г). Валы выпирания располагались здесь по обе стороны стены подвала. По оси А
осадок и смещений фундаментов отмечено не было.
Все размеры приведены в метрах
Рис. 1.1. Аварийные деформации жилого дома в г. Туле
а – развитие деформаций в фасадной стене; б – смещение несущих стен в плане; в-поперечный разрез здания; г – смещение фундаментов. 1 – обрушившаяся часть; 2 – отклонение стены;
3 – выпор грунта; 4 – деформация пола подвала.
Вследствие неравномерной деформации фундаментов под продольными стенами жесткая коробка здания повернулась в поперечном направлении вокруг линии, проходящей по оси фундаментов В
. При этом отклонение верхней части стены здания от линии цоколя составило 55…60 см. В наружных стенах здания отмечались большие трещины. Основной причиной аварийных деформаций дома явилась неправильная оценка изыскателями свойств грунтов основания. Воспользовавшись значениями прочностных характеристик грунта, приведенными в СНиПе на проектирование оснований, изыскатели не учли, что эти таблицы распространяются только на четвертичные отложения. В основании же аварийного дома находились глинистые грунты нижнекаменноугольных отложений, обладающие резко выраженной способностью к снижению прочностных и увеличению деформационных свойств при обнажении и увлажнении.
К ошибкам изыскателей и проектировщиков добавились ошибки во время строительства. Плохая планировка грунта вокруг здания и наличие уклона поверхности к нему привели к прониканию в подвал дождевой воды через недостаточно уплотненную обратную засыпку и к переувлажнению основания. Стена подвала при отсутствии бетонной подготовки пола стала работать по схеме подпорной стенки с небольшим заглублением передней грани и повышенным горизонтальным давлением увлажненного грунта обратной засыпки на ее заднюю грань. Проектировщики не учли возможности изменения расчетной схемы работы подвала во время строительства, как этого требуют нормы. В связи со значительными повреждениями конструкций здание пришлось разобрать.
Наряду с неправильной оценкой свойств грунтов при изысканиях нередки случаи, когда оказываются невыявленными сильносжимаемые слои глинистых грунтов и особенно погребенных торфов или заторфованных грунтов. Оказавшись в основании зданий и сооружений, даже за пределами границы сжимаемой толщи, они могут вызвать длительные по времени и значительные по величине неравномерные осадки.
Определение напряжений в грунте от собственного веса и дополнительно от
здания
(43)
Определяем напряжения от собственного веса грунта, действующие в уровне подошвы фундамента.
дополнительное давление в уровне подошвы фундамента от сооружения
(44)
Расчётная толщина элементарного слоя
, м (45)
hi = 0,4*3,2 = 1,28 м
Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя
(46)
Отно ...
Расчет и конструирование колонны. Определение внутренних
усилий
N=N+Nk+Np,
Np=n*Vp*1,1*25,
Nk=hэ*n*h2k*1,1*25,
где hэ – высота этажа;
n – количество этажей;
1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;
hk – высота сечения колонны.
Nk=3*4,2*0,09*1,1*25=31,185 кН;
Np=3*0,76*1,1*25=62,7 кН;
N=1189,84+31,185+62,7=1283,73 кН.
Nl=Nl+Nk+Np,
Nl=Aгр*((n-1)*P1,l+ P2,l),
...
Подбор сечений и проверка напряжений
1) Верхний пояс:
N = 534,55 кН (сжатие)
Панели верхнего пояса рассчитываются как сжато-изгибаемые.
Предварительное сечение b x h.
Принимаем сечение верхнего пояса в виде клееного пакета, состоящего из черновых заготовок по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов второго сорта сечением 50х200 мм.
Ширин ...