Моделирование работы сооружений с учетом проявления неравномерных деформаций в основании
Характеристика проведения геодезических измерений пространственной геометрии многоэтажного здания. Анализ причин возникновения сверхнормативных кренов. Разработка математической модели для определения текущего состояния конструкции и основания здания.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 28.05.2017 |
Размер файла | 295,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Моделирование работы сооружений с учетом проявления неравномерных деформаций в основании
Л.Н. Панасюк, Э.А. Таржиманов, Чантха Хо.
ФБГОУ ВПО «Ростовский государственный
строительный университет» Ростов-на-Дону
Контроль деформаций проблемного сооружения является предметом мониторинга его технического состояния, который традиционно осуществляется с помощью геодезической аппаратуры путем повторных измерений развития вертикальных осадок в уровне основания. Измерения пространственных перемещений, которые более полно могут отразить картину изменения напряженно-деформированного состояния объекта, сопряжены с техническими трудностями и ограниченными возможностями координатной съемки в условиях плотной городской застройки. Однако, возможно определение НДС системы основание-сооружение на основе данных о вертикальных перемещениях, а отклонение от вертикали будет служить критерием достоверности получаемых данных.
В настоящее время по данной технологии проводится мониторинг здания жилого 16-этажного монолитного дома по пр. Коммунистическому 30/1 в г. Ростове-на-Дону. Мониторинг за пространственной геометрией здания был организован и проводится на основе визуального освидетельствования технического состояния строительных конструкций и выполнения нивелирования перекрытия цоколя.
16-этажный монолитный железобетонный жилой дом с подвалом и техническим этажом, представленном на рис.1, построен в 1981 г. По конструктивной схеме здание выполнено с продольными и поперечными несущими стенами.
Для определения фактических размеров конструкций здания, проведены обмерные и геодезические работы. Геодезические измерения пространственной геометрии здания проводились работниками кафедры прикладной геодезии РГСУ и сведены в отдельном отчете. По данным отчета о геометрическом положении здания в пространстве общий крен составляет около 600 мм, что превышает допустимый более чем в 2 раза [1, 2].
Рис.1. 16-этажный монолитный железобетонный жилой дом
Работниками ООО НПФ «СтройПЭН» проведены обмерные работы в результате которых:
Основными причинами возникновения сверхнормативных кренов явились:
Ошибки в выборе типа фундамента (здание было построено на просадочных грунтах II-го типа по просадочности с применением плитного фундамента), Нарушение условий эксплуатации.
Работы по определению деформационных геометрических параметров строительных конструкций здания были выполнены путем реализации технологии электронно-блочной тахеометрии с использованием электронного тахеометра Set 3030 R, имеющему функцию измерения расстояний без отражателя.
По данным результатов геодезического мониторинга 16-ти этажного монолитного здания были зафиксированы осадки конструкции, представленные на рис.3, где максимальное значение равно 422 мм, минимальное равно 40 мм.
Общий крен здания в абсолютной мере составляет 602 мм, в относительной 0.012 (допустимое значение относительного крена согласно СНиП равно 0.005), то есть крен здания превосходит допустимый в 2.4 раза.
Расчетная модель - пространственная пластинчато-стержневая система. Жесткость здания обеспечивается за счет совместной работы дисков перекрытий с монолитными железобетонными диафрагмами. Наружные ограждающие конструкции - самонесущие, с поэтажным отпиранием на перекрытия со следующими параметрами: количество узлов - 71263, количество элементов - 86544, размер сетки пластинчатых КЭ - около 0.5x0.5 м.
Для определения текущего состояния конструкции была использована разработанная на стадии расчета конструкции математическая модель, в которую были введены фактические значения перемещений в несущих элементах здания.
Каждое значение и положение перемещения здания, поставленные в модель МКЭ Лира, должны соответствовать реальным данным. Чтобы определить крен здания необходимо анализировать значения перемещений здания по осям X и Y.
На рис.2. показаны результаты перемещений здания модели МКЭ по двум осям X и Y, расчеты осадок позволили получить максимальное и минимальное значение по осям X=-611 мм и Y=-307 мм.
Анализ результатов геодезического мониторинга представлен на графике рис.3, где отражен сравнительный анализ по данным значениям геодезических наблюдений и полученных расчетных значений.
Перемещение по оси X Перемещение по оси Y
Рис 2. Перемещение по осям X и Y
Рис.3. Графики значений перемещений по осям Х и Y; по горизонтали в мм, по вертикали м.
Результаты выполненных работ по определению и анализу пространственной геометрии здания позволяют констатировать следующее:
1. Наблюдается сходимость по осадкам зданий.
2. Общий крен здания в абсолютных величинах, определенных с помощью геодезического мониторинга составляет 602 мм, а крен, определенный с помощью численного эксперимента равен 590 мм.
3. Анализ формы деформационной поверхности, совпадающей с перекрытием цоколя, показывает, что уклон по диагонали от максимальной условной отметки (сечение 12) до минимальной (сечение 1) в относительном значении равен 0.012, что соответствует относительному общему крену, как по величине, так и по направлению. Кроме того, неравномерность распределения уклонов по данному диагональному направлению, которое соответствует поверхности, совпадающей с перекрытием цоколя, имеет выпуклую форму. Перераспределение напряжений в конструкциях здания при осадках имеет общую тенденцию. Она заключается в том, что дополнительные напряжения возрастают в стенах от верхних этажей к нижним.
В целом проведенный анализ конструкций при данных осадках позволил:
определить несущие элементы, находящиеся в опасном состоянии, сделать прогноз аварийности здания, определить усилия во всех несущих элементах здания для последующего проектирования, с учетом развития осадки.
Учитывая незначительное (менее 10%) расхождение расчетных и фактических перемещений по осям X, Y, а так же сходимость общей картины деформаций, наблюдаемой картины напряжений, можно говорить о возможности применения полученной расчетной модели системы основание-сооружение для дальнейшего мониторинга. Полученное НДС отражает текущее состояние элементов системы и может служить основой для разработки проекта усиления перенапряженных конструкций. Для подтверждения достоверности полученных данных необходимо продолжение наблюдений за системой и по мере накопления фактических материалов выполнять проверку получаемых выводов «от заднего числа».
Изложенный выше подход стал основой разрабатываемой на кафедре ИГОФ методики оценки технического состояния конструкций и оснований широкого круга объектов. Моделирование численными методами текучего состояния с использованием данных геодезического мониторинга осадок позволяет определить НДС системы основание-сооружение, а сходимость фактических и расчетных кренов позволяет говорить о достоверности полученных данных.
Литература
1. СП 50-101-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.- Введ. 2004-03-09 - М., Госстрой России. 2005.- 137с
2. СНиП 2.02.01-83*.Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Основания зданий и сооружений.- Введ. 1985-12-09. -М.: Стройиздат, 1995.- 62 с
Аннотация
В статье рассмотрена задача проведения математическое моделирование сооружений с учетом проявления неравномерных деформаций в основании. Показана актуальность вопроса и уровень его изученности в РФ. На примере 16-этажного монолитного железобетонного жилого дома показаны возможности разрабатываемой на кафедре ИГОФ РГСУ методики.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Создание геодезической разбивочной основы на строительной площадке. Состав инженерно-геодезических изысканий. Проведение основных разбивочных работ. Возведение промышленных и гражданских сооружений. Закрепление осей и горизонтов на цоколе здания.
дипломная работа [859,5 K], добавлен 10.07.2015Особенности формирования земельных участков при строительстве линейных сооружений. Роль и значение геодезических измерений в кадастровой деятельности. Особенности проведения геодезических и кадастровых работ при строительстве дорожных сооружений.
дипломная работа [973,6 K], добавлен 22.03.2018Анализ состояния разрушений зданий на территории России. Физико-географическая характеристика района проведения работ по наблюдению за осадками здания. Основные источники погрешностей геометрического нивелирования. Наблюдение за осадками сооружений.
курсовая работа [438,9 K], добавлен 30.01.2016Характеристика геодезических работ при строительстве промышленных сооружений на примере газопровода. Виды геодезических работ при строительстве и эксплуатации объектов. Технология инженерно-геодезических изысканий строительства нового газопровода.
реферат [993,5 K], добавлен 13.03.2015Методика, позволяющая применять рекуррентный алгоритм, для контроля грубых ошибок и последующего уравнивания геодезических сетей при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений и земной поверхности. Блок программы для анализа плановых деформаций.
автореферат [434,7 K], добавлен 14.01.2009Геодезические методы определения деформаций инженерных сооружений. Виды деформаций и причины их возникновения, исполнительные съемки. Геодезические знаки, применяемые при выполнении наблюдений за деформациями. Определение горизонтальных смещений.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 10.05.2015Исследование характера и закономерностей проявления горного давления в очистных выработках. Техника проведения измерений методом разгрузки. Классификация методов оценки напряженного состояния массива горных пород. Измерение деформаций области массива.
реферат [2,8 M], добавлен 23.12.2013Анализ алгоритмов построения прогнозной кинематической модели деформации сооружения. Оценка ассиметрии распределения значений случайной величины осадки в сечении. Формула исследования вариации. Методика прогнозирования значений осадки конкретных марок.
контрольная работа [207,2 K], добавлен 19.03.2012Геологические условия в зоне строительства тоннелей. Анализ колец тоннеля с подробным анализом точности деформационных характеристик применительно к метрополитену г. Тегеран. Методика ориентирования подземных геодезических сетей способом двух шахт.
автореферат [166,7 K], добавлен 08.01.2009Характеристика знаков закрепления геодезических сетей, их классификация по значению, местоположению, их обозначение на метности. Жилые, общественные, производственные здания. Этапы производства геодезических работ при проведении строительства объекта.
реферат [374,6 K], добавлен 02.11.2009Разработка методики анализа результатов наблюдений за осадками и смещениями крупных электроэнергетических объектов, расположенных в Мексике. Применение спутниковых методов измерений. Научное ее обоснование и определение путей практической реализации.
автореферат [205,2 K], добавлен 04.01.2009Общие сведения о Карагандинском кадастровом центре. Поверки и юстировки геодезических приборов. Вынос точек в натуру. Рационализация и автоматизация тахеометрической съемки. Межевание земель и камеральные работы. Способы геометрического нивелирования.
отчет по практике [662,0 K], добавлен 21.02.2012Создание разбивочной основы на строительной площадке. Программное обеспечение геодезических измерений. Закрепление монтажных осей и установка в проектное положение технологического оборудования. Определение взаимного расположения элементов сооружений.
курсовая работа [554,8 K], добавлен 16.01.2015Освоение методики математической обработки результатов геодезических измерений в сетях сгущения. Вычисление координат дополнительных пунктов, определенных прямой и обратной многократными угловыми засечками. Уравнивание системы ходов полигонометрии.
курсовая работа [96,2 K], добавлен 25.03.2011Физико-географическая и экономическая характеристика Санкт-Петербурга. Рельеф местности, гидрография. Характеристика здания. Обследование конструкций фундаментов. Методы наблюдения за осадкой сооружения. Расчет сметной стоимости геодезических работ.
дипломная работа [799,0 K], добавлен 30.05.2015Трассирование линейных сооружений. Цели инженерно-геодезических изысканий для линейных сооружений. Геодезические работы при проектировании линейных коммуникаций и при прокладке трасс сооружений. Установление положения автодороги в продольном профиле.
контрольная работа [319,9 K], добавлен 31.05.2014Организация геодезических работ в строительстве. Определение крена здания с помощью измерения горизонтальных углов. Геодезическое обеспечение монтажа промышленных печей. Построение разбивочной сети на монтажном горизонте. Работы при устройстве котлованов.
контрольная работа [1,9 M], добавлен 06.03.2010Сущность угловых геодезических измерений. Обзор и применение оптико-механических и электронных технических теодолитов для выполнения геодезической съемки. Принципы измерения горизонтальных и вертикальных углов, особенности обеспечения высокой их точности.
курсовая работа [241,6 K], добавлен 18.01.2013Обработка геодезических измерений с использованием таблиц. Работа с программой. Создание таблицы, шаблонов. Построение графических документов с использованием системы автоматизированного проектирования AutoCAD 2006 с дополнительными надстройками.
отчет по практике [32,5 K], добавлен 03.03.2009Правила и главные принципы работы с основными геодезическими приборами. Овладение техникой геодезических измерений и построений. Производство теодолитных и нивелирных работ. Освоение метода угловых и линейных измерений. Математическая обработка данных.
отчет по практике [17,4 K], добавлен 04.05.2015