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
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) |
|
|
|
(і = 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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
'Ѳ 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