10694

41

160 х 80 мм длиной 1900 мм, изготовленные в заводских условиях на ЗКПД 70 в стальных формах. Балки запроектированы с одиночным армированием ф10 А400 из тяжѐлого бетона класса В22,5. Общий вид и схема армирования образцов представлена на рис. 1.

Рис.1. Схема армирования балок

Программой исследования предусматривалось испытание 4-х балок до разрушения:

-в балке Бт1 измерялись деформации арматуры и бетона по высоте сечения с помощью переносных мессур и прогибы балки в середине пролѐта на каждом этапе;

-в остальных 3-х балках измерялись их прогибы в середине пролѐта.

Также во всех балках измерялись деформации арматуры с использованием тензометров Гугенбергера и ширина раскрытия трещин.

Методика проведения и результаты эксперимента

Испытание балок проводилось согласно ГОСТ 8829-94 ‖Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением, правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости‖.

Испытание балок проводилось на испытательном стенде кафедры ЖБК. Схема испытания и установки приборов представлена на рисунке 2.

Загружение велось несколькими этапами. Величина нагрузки на каждом этапе составляла 1/10 (300 кг) еѐ разрушающей величины. После каждого этапа загружения давалась 10-минутная выдержка. Результаты испытания (с сокращениями) сведены в таблицу 1.

Для замера прогиба был установлен индикатор часового типа Ич-10

сценой деления 0,01 мм. Деформации в арматуре и бетоне измерялись с помощью тензометров соответственно с базой 20 мм и 50 мм. Деформации арматуры и бетона по высоте сечения для балки Бт1 измерялись переносными индикаторами (мессурами) на базе 550 мм, ширина

42

раскрытия трещин измерялась переносным микроскопом МПБ-2 с ценой деления 0,05 мм.

В процессе нагружения велось наблюдение за моментом появления, характером и величиной раскрытия трещин.

Рис. 2. Схема испытания и установки приборов (Т1,Т2,Т3,Т4 тензометры Гугенбергера, И-1 –индикатор часового типа,

М-1,М-2 – переносные мессуры)

Кривизна балки Бт1 определялась тремя способами. Первый и второй способ расчета соответствуют рекомендуемой нормативными документами СП и пособиями к СП [1,2] и используют формулу:

43

где s , b,max – относительные деформации соответственно растянутой

арматуры и сжатого бетона, определяемые по показаниям мессур М-1, М-2 и по показаниям тензометров Т1, Т2, Т3, Т4; ho - рабочая высота сечения.

Третий способ применяется с использованием формулы сопротивления материалов:

где f – прогиб балки в середине пролѐта, определяемый по показанию индикатора И-1(табл.1); lo-расчѐтный пролѐт балки; s – коэффициент, зависящий от схемы опирания балки и вида приложения нагрузки. Для свободно лежащей однопролѐтной балки, загруженной двумя грузами:

где l1,l0 – размеры принимаемые по рис. 2.

По показаниям мессур М-1, М-2 (первый способ), по показаниям тензометров Т1, Т2, Т3, Т4 (второй способ) и индикатора Ич-10 (третий способ) построена зависимость «изгибающий момент - кривизна». График представлен на рис. 3.

Для остальных балок Бт2, Бт3, Бт4 кривизна определена по показаниям индикатора, расположенного в середине пролѐта балки. Они представлены на рис. 4.

Анализ полученных опытных данных

Все балки разрушились от достижения арматурой предела текучести с одновременным разрушением бетона сжатой зоны. Балки Бт1, Бт2, Бт3, Бт4 разрушились при разрушающей нагрузке 2F (по рис.2), соответственно равной 35, 30, 33, 33 кН (Mult=14,0;12,0;13,2;12,0 кН∙м).

Метод определения кривизны по показаниям индикаторов в середине пролѐта балок (третий способ) может быть использован для свободно лежащей однопролѐтной балки, если не требуется нахождение деформаций по высоте сечения.

Величина кривизны по показаниям тензометров (второй способ) – для балок Бт2, Бт3, Бт4 сильно отличалась от кривизны, вычисленной по показаниям индикаторов (график на рис. 4), вероятно из-за «капризности» тензометров.

Кривизна балки, выраженная через прогиб балки по формуле (2), полученная с учѐтом только деформаций изгиба и без учѐта деформаций сдвига при l0/ho>1/7 [3,4], хорошо согласуется с методом определения кривизны, рекомендуемой нормативными документами по формуле (1).

Из рассмотрения зависимости «М-1/r» для балок из тяжѐлого бетона (рис. 4) с одиночной арматурой видно, что после образования трещин (между первым и вторым этапом) указанная зависимость близка к прямолинейной, что подтверждается экспериментами других авторов [4].

45

Литература

1.СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры: утв. Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищнокоммунальному комплексу от 30.06.2003: взамен СНиП 2.03.01-84: дата введ. 01.03.2004. – М. ГУП НИИЖБ, 2004. – 55 с.

2.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). – М.: ЦНИИ ПРОМЗДАНИЙ и НИИЖБ,

2005.

3.Кодыш, Э.Н., Расчет железобетонных конструкций из тяжелого бетона по прочности, трещиностойкости и деформациям: монография / Э.Н.Кодыш, Н.Н. Трекин, И.К. Никитин. – М.: АСВ, 2010. – 352 с.

4.Залесов, А.С. Практический метод расчѐта железобетонных конструкций по деформациям/ А.С. Залесов, В.В. Фигаровский. – М., Стройиздат, 1976. – 101 с.

УДК 624.131.1

С.А. Махнатов

Об актуальности проведения испытаний скальных пород при проектировании и инженерных изысканиях на стадиях предпроектной, проектной и рабочей документаций

Особые природно-техногенные условия – условия, связанные с воздействием значительных техногенных нагрузок (плотная городская застройка территорий, включая историческую застройку, подработка территорий в результате горно-эксплуатационной деятельности и др.), влияющих на инженерно-геологические особенности района и на организацию и проведение инженерных изысканий [1,2,3,10,11].

Всѐ это, несомненно, актуально для регионов со сложными геологическими условиями строительства [1,2,15]. Одним из таких условий является образование карстовых провалов и просадок на осваиваемых территориях [13,14].

Наиболее актуальны в этом плане карстовые территории Нижегородской области, где, наряду с природными, присутствуют и техногенные воздействия [6,7,10,11,13,14]. Большинство этих воздействий

итак хорошо известны:

-забивка свай;

-воздействие технологического оборудования;

-колебания строительных конструкций;

-взрывы.

46

Опасность повреждения зданий и сооружений из-за образования карстовых провалов под фундаментом обязывает строителей принимать меры инженерной защиты строительного объекта и создания нормальных условий эксплуатации.

Необходимо также помнить об условиях испытания материалов, то есть об актуальности проведения лабораторных испытаний.

1. Динамические испытания грунтов проводятся для определения показателей свойств, проявляющихся при переменных нагрузках в следующих случаях:

–при строительстве в сейсмических районах с балльностью 6 баллов

иболее;

–при возможных динамических воздействиях, связанных со строительством и эксплуатацией сооружений.

Динамические испытания могут не проводиться, если расчетные динамические нагрузки не превышают статические более чем на 5%.

2. Характер динамических нагрузок, режимы испытаний грунтов задаются в техническом задании заказчика и применяются при проведении лабораторных испытаний. Заданные режимы испытаний должны соответствовать реальным условиям статического и динамического нагружения грунта с учетом глубины его залегания.

О сопоставимых рисках:

Нельзя не учесть тот факт, что часть территории области вдоль р.Волги отнесена к району с 6 и 7-бальным сейсмическим эффектом, согласно карте общего сейсмического районирования территории Российской Федерации - ОСР-97С, характеризующей максимально возможную сейсмичность и предназначенной для оценки сейсмической опасности при строительстве особо ответственных сооружений, в том числе высотных зданий (рис.1).

На фоне рельефа земной поверхности разной штриховкой показаны зоны сейсмической интенсивности (в данном случае, видны только 6 и 7 балльные) и тонкими сплошными линиями – местоположение тектонических разломов разного возраста. Карта включает в себя данные по вероятностно-статистическим исследованиям возникновения сейсмического возмущения и его превышения в течение 50 лет (то есть за расчѐтный срок эксплуатации строительного объекта).

Сдругой стороны известны сами параметры проектирования зданий

исооружений на воздействие карстовых деформаций, которые необходимо определять с учетом интенсивности их проявления, геологических и гидрогеологических условий, а так же средних и максимальных диаметров провалов. Проявления карста на земной поверхности в виде провалов подчиняются определѐнным стохастическим закономерностям (карстовые образования в пространстве и во времени, геометрические параметры провальных воронок) [13,14,15].

47

Рис.1. Фрагмент карты общего сейсмического районирования территории Российской Федерации - ОСР-97С

Лабораторные испытания.

В качестве испытуемых материалов были выбраны предварительно подготовленные для установки РСГ на сжатие образцы известняка и ангидрита (в таблице 1 приведен список испытанных образцов ангидрита), отобранные из скважин под эксплуатируемым промышленным зданием на территории завода «Химсорбент» г. Дзержинск. Примеры диаграмм результатов испытаний приведены на рис. 2.

До испытаний проводится калибровка измерительных каналов, состоящая в подключении в цепь измерительных тензорезисторов масштабных сопротивлений известной величины [5].

Таблица 1

Необходимые физические параметры испытанных образцов материалов ангидрита.

Сжатие образцов ангидрита на установке РСГ-20, стержни D16

49

3.СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений // Госстрой России. – М.: 2004. – 143 с.

4.СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений // Госстрой

СССР. – М.: ФГУП ЦПП, 1984. – 48 с.

5.Брагов, А.М. Методика исследования динамических свойств материалов с использованием составных стержней Гопкинсона. Прикладные проблемы прочности и пластичности / А.М. Брагов, А.К. Ломунов, Е.И. Русин // Всесоюз. межвуз. сб. – Горький, 1980. – Вып. 16. – С. 138-144.

6.Нижний Новгород. Департамент градостроительного развития Администрации Нижегородской области. Региональные нормативы по проведению инженерных изысканий, проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений на закарстованных территориях Нижегородской области: распоряжение Администрации г. Н. Новгорода. – Н. Новгород, 2011. – 140 с.

7.ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 156 с.

8.EN 1997-1. Eurocode 7. Geotechnical design. Part 1: General rules. CEN / TC 250. 2003. ICS: 93.020; 91.080.01.

9.Болдырев, Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса/ Г.Г. Болдырев. – Пенза: ПГУАС, 2008. – 696 с.

10.Тер-Мартиросян, З.Г. Геотехнические проблемы высотного строительства / З.Г. Тер-Мартиросян. – М.: Геотехника, 2010. – №4. – С. 4- 18.

11.СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства // ФГУП ПНИИИС. – М.: 2011. – 34 с.

12.Инструкция по проектированию фундаментов жилых зданий в карстовых районах к СНиП 2.02.01-83 / Госстрой СССР. – Киев: 1990. – 82 с.

13.Толмачѐв, В.В. Инженерно-строительное освоение закарстованных территорий/ В.В. Толмачѐв, Г.М. Троицкий, В.П. Хоменко.

–М.: Стройиздат, 1986. – 177 с.

14.Толмачев, В. В. Инженерное карстоведение / В. В. Толмачев, Ф. Ройтер. – М.: Недра, 1990. – 117 с.

15.СНиП 2.01.15-90 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования.

50

УДК 69.03.036:721

Е.А. Напылова

Эффективность зданий и сооружений с висячим вантовым покрытием в зависимости от формы в плане

Для эффективного использования функциональных и объемнопространственных свойств, проектируемых зданий и сооружений, с висячим вантовым покрытием, необходимо определить наиболее рациональную форму плана в каждом отдельном случае.

Зальные помещения могут располагаться в отдельно стоящих зданиях, а также в группе помещений различного назначения.

Сравнительные показатели качества мест в зрительных залах различной формы в плане при равной вместимости приведены в табл. 1

Таблица 1

Сравнительные показатели качества мест в зрительных залах различной формы в плане при равной вместимости

Коэффициент распределения мест отражает отношение площадей с различными по качеству местами к общей площади зала.

Из приведенных данных следует, что в зрительном зале овальной формы в плане суммарное количество мест «люкс», I и II категории достигает 80% или, что в среднем на 10% выше, чем в залах другой формы. Следовательно, овальная форма в отношении распределения мест в зрительном зале является наиболее оптимальной.

Что касается стадионов, спортивных арен, бассейнов и других подобных сооружений зального типа, то в данном случае устройство трибун, должно удовлетворять требованиям удобства и безопасности заполнения, размещения и эвакуации зрителей.

В этом случае можно сказать следующее. Для стадионов большой вместимости (количество мест, лучшая видимость) самой рациональной является круглая в плане форма трибун.

Для спортивных залов самой удобной формой плана является круг или овал, так как они соответствуют требованиям наилучшей видимости и условиям размещения зрителя.

С экономической точки зрения в данном случае необходимо обратить внимание на зависимость расхода ограждающих конструкций от формы сооружения в плане. В табл. 2 приведены расчетные данные