Файл: Сергеев, Д. Д. Проектирование крупнопанельных зданий для сложных геологических условий.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 91

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вания. Сближение теоретической и фактической картин работы конструкций может достигаться повышением жесткости фунда­ ментов или учетом деформаций фундаментов и грунтового осно­ вания .

Относительно жесткие фундаменты могут быть получены при­

вязкой

 

ленточных

фундаментов

к

грунтовому

основанию

анкер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ными связями

(рис. 16, а ) .

 

"

U

 

-Л.

 

Q —— г

 

а

 

.

При

действии

оольшой

 

 

О

 

 

 

 

 

 

горизонтальной

нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

такие фундаменты

 

пол­

Нтт-

 

П

 

 

 

п

1

П

1

I I 1

ностью

сохраняют

 

кон­

 

 

 

!

;

1

1

 

1 1 1

!

і

і

1

1

1

1

1 1 1

такт

с

основанием,

что,

11 11 » 1

 

 

 

J J

 

 

однако, не

исключает

дву­

Hi

!

1

! I i

 

 

 

 

i

! 1

J

1 1

J значных

 

вертикальных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деформаций

фундамен ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощные,

коробчатого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

типа,

железобетонные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фундаменты

(рис.

 

16,6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

действии

большой го­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ризонтальной

 

нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

не обеспечивают

контак­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

та с основанием в зоне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растяжения,

что

 

может

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сильно влиять на харак ­

 

 

 

 

Рис.

16

 

 

 

 

тер

работы

конструкций.

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет

таких

фундамен ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тов

как

самостоятельно

работающей системы (без учета влияния жесткости надземной части здания) приводит к большому их у д о р о ж а н и ю .

Поскольку жесткая заделка полос в основании весьма услов­ на, целесообразнее рассматривать вертикальные полосы панель­ ной стены с проемами не жестко заделанными в условно недеформируемое основание, а упруго з а д е л а н н ы м и в естественное податливое грунтовое основание. В последнем случае фундамен ­ ты рассматриваются не как самостоятельная конструкция, а как органическая часть единой системы «стена — фундамент — осно ­ вание». Такое объединение конструкций дома и грунтового осно­ вания правильнее о т р а ж а е т характер работы к а ж д о г о элемента такой системы. Усилия в фундаменте как в элементе единой си­ стемы значительно меньше, чем в фундаменте, который самостоя­ тельно должен обеспечивать положение низа полос в одной пло­ скости при действии горизонтальной нагрузки. Н о при этом в надземной части стены создаются несколько большие усилия, чем в стене, у которой вертикальные полосы з а д е л а н ы в жесткое основание.

Несколько изменяется характер отпора грунта по длине фун­ дамента, т а к как в совокупности панельная стена с проемами

64


и фундаментная балка по действию на грунт только п р и б л и ж а ­ ются к жесткому штампу, причем главным образом вследствие жесткости стены. Поэтому реактивный отпор грунта по длине стены приобретает более сложную форму, чем при абсолютно ж е ­ стких фундаментах .

Усилия в стене (с п р о е м а м и ) , объединенной с фундаментами и грунтовым основанием в единую упругую систему, могут опре­ деляться по методике, описанной в I главе. В этой системе поло­ сы стены рассматриваются к а к упругие вертикальные консоли, стоящие на упругом основании.

Перемычки н а д проемами сохраняют функции упругих связей м е ж д у полосами стенок при замене жесткого основания на упру­ гое. Фундаментная балка в местах дверных проемов т а к ж е вы­ полняет роль упругих связей, как и перемычки н а д проемами, но имеет иные жесткостные характеристики и несколько иные ус­ ловия работы .

На основании этих предпосылок для двухветвевой стены, стоя­ щей на упругом основании, составляется система уравнений, как

для многоэтажной однопролетной

рамы

с шарнирным соединени­

ем

ригелей по вертикальной

оси

проемов (см. рис.

1,а):

 

 

2 Y, 6 U

+

А,

 

(Н.4)

 

 

= 0,1,2

2«; /

=

0, 1,2,..., 2л).

 

 

П о форме система (II.4)

аналогична

системе уравнений (1.1),

но

имеет

дополнительные неизвестные

У0 и Yn+0,

являющиеся

усилиями

в связях м е ж д у

фундаментами .

 

 

Д л я многоветвевой стены, стоящей на упругом

основании, си­

стема уравнений составляется, как

для

многоэтажной многопро­

летной рамы, имеющей шарнирные соединения ригелей по верти­ кальным осям проемов стены.

Д л я системы уравнений (Н.4) главные и побочные перемеще­ ния неизвестных сил Y, приложенных в сечениях перемычек, сла­ гаются из перемещений, вычисленных при заделке полос в жест­

кое основание и соответствующих им

перемещений,

вызванных

упругими д е ф о р м а ц и я м и грунтового

основания от

тех ж е на­

грузок.

 

 

П е р в а я группа перемещений определяется обычными метода­ ми строительной механики. Главные и побочные перемещения не­ известных сил Уо и Уп+о, приложенных к фундаментной балке, равны нулю. Это следует из принятого условия заделки полос в жесткое основание. Поэтому остановимся на определении вто* рой группы перемещений.

От деформаций грунтового основания выделенные сечениями полосы стены могут иметь в своей плоскости в р а щ а т е л ь н ы е и по­ ступательные перемещения. При действии на панельную стену горизонтальной нагрузки будем учитывать только влияние вра-

5—107

65


щ а т е л ь н ых и вертикальных поступательных перемещений. Поэто­ му все перемещения Уп +о в (П.4) равны нулю.

На рис. 17 показаны типичные схемы перемещений полос сте­ ны от деформаций грунтового основания, которые возникли при действии различных сил.

Рис. 17

66

Н а рис. 17, а показаны углы поворота полос от внешней гори­ зонтальной нагрузки РА И РБ, приложенной к соответствующим полосам, на рис. 17,6 — углы поворота полос от горизонтальных единичных сил, приложенных к полосам в точке і, на рис. 17, в — вертикальные поступательные перемещения полос от вертикаль ­

ных

единичных сил, приложенных в центрах полос на

отметке і,

а на

рис. 17, а — углы поворота полос от вертикальных

единичных

сил, приложенных к полосам в точке і.

 

П о углам поворота и поступательным перемещениям полос стены от деформаций грунта, вызванных действием внешней на­

грузки и единичных сил, геометрически определяются

перемеще­

ниями неизвестных сил У.

 

Перемещения сил У при заделке полос в жесткое

основание

il соответствующие им дополнительные перемещения,

вызванные

деформациями грунта, имеют одинаковые направления . Поэтому

для определения суммарных перемещений абсолютные

величи­

ны долей перемещений принимаются с тем

ж е знаком, с

каким

приняты доли перемещении неизвестных сил

У от тех ж е

воздей­

ствий, вычисленные при условии жесткой заделки полос в осно­ вании.

При

определении перемещений

полос от

деформаций

грун­

тового

основания

будем исходить

из условия,

что контакт

фун­

даментной балки

с основанием не

нарушается, т . е . суммарная

нагрузка на стену не вызывает растягивающих н а п р я ж е н и й под подошвой фундаментов .

Фундаментная

балка, прочно соединенная с

полосами стены

и з а ж а т а я между

полосами и грунтом, способна

деформировать ­

ся только на коротких участках, расположенных по линиям

дверных проемов. Схема таких деформаций

фундаментной бал­

ки от деформации

грунтового

основания под действием горизон­

тальной

нагрузки

показана на

рис. 18, а.

Р а б о т у

деформируемых

участков фундаментной балки можно уподобить

работе

корот­

ких балочек, которые удобно рассматривать

как

фундаментные

перемычки,

з а д е л а н н ы е концами

в

полосы

стены.

Д л я

таких

перемычек

расчетный

пролет, назначаемый

из

предположения

жесткой

заделки

концов на

опорах,

должен

быть значительно

больше,

чем пролет

в свету,

д а ж е

при

специальной

привязке

фундаментной балки к полосам стены при помощи вертикальной

арматуры,

устанавливаемой

у

проемов и в

торцах

(рис.

18,6).

В первом

приближении

 

 

 

 

 

 

/ ф

= /0 + 2Аф >

 

 

(ІІ.5)

где /ф — расчетный пролет

фундаментной

перемычки; / 0

— рас­

стояние между полосами

в

свету; Лф — высота

фунда-меятной-

балки.

Чтобы упростить анализ панельной стены на упругом основа­ нии, удобно заменить реальные фундаментные перемычки дли­ ной /ф (рис. 18, б) на абсолютно жесткие фундаментные пере-

5*

67

 


мычки длиной /0 , присоединенные к

полосам стены

упругими

шарнирами (рис. 18,

ß), способными

упруго противодействовать

поворотам

балочек. Жесткость у упругих шарниров д о л ж н а под­

бираться

так,

чтобы

податливости

фундаментных

перемычек

(рис. 18, б

и в)

совпадали .

 

 

 

 

 

Рис.

18

 

 

 

 

 

П р и н и м а е м

податливость

первой

перемычки

(рис. 18,

б)

по

(1.20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

À, = — (I-\

 

\ ,

а

второй

перемычки (рис.

18, в)

 

i2

 

 

 

Х\

 

 

 

 

по формуле Х2

= y~

• П р и р а в н и в а я

и Яг, получаем.

 

 

 

 

 

 

3 6 ß d )

 

 

(II.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

I

/2

£

р

 

 

 

Р а с ч е т н а я

модель

фундаментной

перемычки

(рис. 18,

в,

д)

может быть применена д л я

упрощения

расчета

панельных

стен

с проемами, стоящих на упругом

грунтовом основании. Без

боль­

шой погрешности вертикальная полоса длиной h с ленточным

фундаментом длиной

/ г + / 0 и шириной

Ь,

н а х о д я щ а я с я под дей­

ствием центрально приложенной силы

N

(рис.

19,

а),

может

быть заменена такой

ж е вертикальной

полосой

на

фундаменте

длиной h и шириной b

с абсолютно жесткими консолями

длиной

68 ;


/0 /2 и шириной b, прикрепленными к вертикальной полосе через

упругие ш а р н и р ы

(рис. 19, б).

Р а с ч е т н а я схема (рис.

19, б) до­

статочно эквивалентна схеме,

изображенной

на рис. 19, а.

В обоих случаях отпор грунта по длине

полос равномерно

распределен к а к

под жесткими ш т а м п а м и

(влияние

связности

a) \Lil\

 

/1/2

 

t j

 

л/

;

 

1

 

 

1

 

—{ 1

 

 

 

 

 

 

 

ГПТПТ1ГГГ-Н

I E

 

Рис.

19

 

 

 

 

 

грунта не учитываем) . Н а консольных

участках

при

FN = fN

ве­

личины реактивного отпора почти одинаковы.

 

 

 

Аналогичная картина при действии

одинаковых

моментов в

основании

полос с фундаментами

(рис. 19, в,

г).

 

 

 

Чтобы

определить величины

перемещений

F и а, а т а к ж е

дру­

гие данные, необходимые д л я

составления

системы

уравнений

( I I . 4), рассмотрим перемещения

выделенной

сечениями

пере­

мычек вертикальной полосы Б с

фундаментом

(рис. 20) от

дей­

ствия центрально приложенных

в основании полосы Б верти­

кальной силы N и момента М. Сила N

является

следствием

вли-

69