Обследование аварийных зданий и сооружений

30

и) прогнозирование изменения деформационных геометрических параметров в расчетный период;

к) разработка рекомендации для восстановления эксплуатационной надежности сооружения.

Для этого необходимо осуществить:

1) обмеры линейно-угловых как внутренних, так и габаритных параметров здания (продольные и поперечные размеры в нижнем сечении,

угловое расположение стен, высоты объекта);

2)определение частных кренов ребер здания;

3)определение кренов стен по заданным сечениям;

4)определение прямолинейности стен в нижнем сечении;

5)определение горизонтального сдвига здания;

6)определение принадлежности исследуемых точек характерного сечения (или сечений) некоторой горизонтальной плоскости (или многоцикловые наблюдения за осадками здания).

В результате обработки полученной информации определяют:

-комплексные геометрические параметры сооружения;

-общие геометрические характеристики;

-частные геометрические характеристики.

К комплексным геометрическим параметрам следует отнести:

1. Коэффициент жесткости (пластичности) Кж сооружения, который определяет зависимость приращений уклонов поэтажных перекрытий и приращений кренов внутренних и наружных стен сооружения.

Коэффициент жесткости Кж является основным классифицирующим показателем для зданий по их типу и, как следствие, определяет группы соответствующих допустимых величин линейно-угловых деформаций как

отдельных строительных конструкций, так и зданий в целом.

Как правило, высокой степенью жесткости характеризуются монолитные

сооружения. К жестко-пластичным относятся объемно-блочные,

33

нагрузок и веса самого грунта, а также других факторов (замачивание,

замерзание, оттаивание).

Общая организация работ по определению осадок сооружений сводится к следующим этапам:

1. Проектирование работ по определению осадок (проектирование или назначение исходной геодезической основы в виде кустов глубинных реперов;

проектирование размещения осадочных марок и грунтовых реперов; выбор классов нивелирования; подбор средств и методик измерений; назначение условий и правил метрологического обеспечения геодезических работ;

определение методики обработки и представления отчетных материалов).

2.Подготовительные работы (закладка глубинных и грунтовых реперов; закладка осадочных марок; рекогносцировка станций в нивелирных ходах).

3.Полевые работы, выполняемые в соответствии с принятой программой.

4.Обработка многомерных временных рядов и интерпретация результатов измерений.

В окончательный отсчет по определению осадок сооружений

включаются:

1)схема расположения исходного геодезического обоснования;

2)каталоги отметок высотной геодезической сети;

3)оценка устойчивости реперов;

4)схема размещения грунтовых реперов и осадочных марок;

5)поцикловые уравненные отметки;

6)ведомость осадочных марок;

7)схема сооружения с линиями равных осадок или с эпюрами неравномерных осадок;

8)графики осадок марок с прогнозированием их динамики.

где qi – суммарные значения частных кренов; n – число измерений.

Условное сжатие (удлинение) по каждой стороне вычисляется по

где L - габаритный линейный размер стены в нижнем горизонтальном сечении.

Углы скручивания ребер в графическом виде можно представить на схеме депланации сооружения. Депланация – это разворот верхнего горизонтального сечения сооружения относительно нижнего сечения:

Скручивание стен вычисляется по формуле:

Результаты полевых работ и вычисленные величины заносятся в табл. 2.1.

Угол взаимного кручения частей сооружения друг относительно друга определяется

При выполнении анализа деформаций сооружения (здания) необходимо сопоставить направление углов скручивания ребер и стен сооружения и величин сжатия по стороне.

Угол скручивания сооружения (здания) вычисляется по формуле:

К частным геометрическим характеристикам относятся амплитуды, т.е.

линейные величины, характеризующие стрелы прогибов отдельных строительных конструкций.

Амплитуда (стрела прогиба) – это линейная величина, отсчитанная по перпендикуляру от исследуемой точки до линии, проходящей через две точки,

являющихся смежными с названной (рис. 2.5). Симметричной амплитудой называется величина, полученная при условии равенства расстояний li-1 = li+1,

если данные значения не равны, то такая амплитуда называется несимметричной.

Рис. 2.5. Схема определения амплитуд

Симметричная амплитуда вычисляется:

Несимметричная амплитуда определяется согласно выражению:

По величинам амплитуд можно просчитать радиус изгибаемого участка,

угол излома сооружения, и, кроме того, совокупный анализ амплитуд дает представление о деформациях отдельных строительных конструкций и поверхностей сооружения в целом (табл.1).

37

Таблица 2.1

Фактические геометрические характеристики сооружения

Контроль: x1 + x2 = x3 + x4 = а ; y2 + y3 = y1 + y4 = в.

38

Определение кривизны изгибаемого участка выполняется по формуле:

Вычисление углов излома

где = 206265”.

Комплексный анализ значений амплитуд. Для любой внутренней точки исследуемой поверхности будет получена продольная и поперечная амплитуда.

Для точек, находящихся на границе исследуемой поверхности, будут получены амплитуды, расположенные вдоль габарита. Интерполируя величины амплитуд вдоль осей строительных конструкций сооружений, определяют положение линий равных деформаций. При этом интерполирование выполняется раздельно по продольным и поперечным амплитудам (рис.2.6 а). Максимально допустимые амплитуды для пластичных зданий 0,00125 мм/м, для жестко-

пластичных – 0,00062 мм/м и для жестких – 0,00025 мм/м.

Эта работа проводится по каждой наружной стене и условной деформационной поверхности, приведенной к перекрытию цоколя. При составлении комплексной картограммы амплитуд по сооружению мы имеем аналог напряженно-деформированного состояния сооружения, выраженного в линейной мере (рис. 2.6 б).

39

Картограммы амплитуд могут быть дополнены информацией,

полученной в результате контроля горизонтальности поясов и плоскостей,

совпадающих с этажными перекрытиями сооружения. Имея результаты нивелирования, приведенные к единой горизонтальной поверхности,

совпадающей с перекрытием цоколя, выполняют регрессионный анализ локализованных зон однородных деформаций и определяют продольные и поперечные уклоны. При этом результаты нивелирования совмещают или интерполируют с сечениями, для которых определялись крены сооружения.

3. Определение осадок зданий

3.1. Нивелирные работы

Вследствие конструктивных особенностей и влияния природных факторов на сооружения в целом и их отдельные элементы испытывают различного рода деформации. С целью улучшения проектирования,

строительства и эксплуатации сооружений необходимо организовывать наблюдения за осадками и другими деформациями. Такие наблюдения наиболее эффективно выполняются геодезическими методами.

Осадка – это деформация, происходящая в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях под воздействием собственного веса, не сопровождающая изменение его коренной структуры.

Просадка – это деформация, происходящая в результате уплотнения грунта, как правило, с коренным изменением грунта под воздействием внешних нагрузок и веса самого грунта, а также другие факторы (замачивание,

замерзание, оттаивание).

Измерение осадок инженерных сооружений заключается в периодическом определении высот точек (осадочных марок), закрепленных на исследуемом сооружении, относительно исходным опорным точкам (реперам),

надежно закрепленных на местности и принимаемые за неподвижные. Из сравнения высот точек на сооружении делаются выводы о величине, скорости и ускорении осадки сооружения.