Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Осадка и термические нагрузки

Осадка и термические нагрузки


Общие положения. Выше на ряде практических примеров уже было показано, что крупные и особенно разнообъемные здания в зависимости от конструкции и внешних размеров расчленяются на отдельные части с помощью швов (деформационные и осадочные швы). Если швы не сделаны и не приняты во внимание специально, то почти наверняка возникают неравномерные трещины, пронизывающие все сооружение.
Наряду с неблагоприятными термическими нагрузками нельзя забывать и о других воздействиях, которые часто могут быть доминирующими по сравнению с тепловыми перемещениями. К ним относятся, например, неравномерные осадки, возникающие из-за различных типов грунта и основании, различной высоты корпусов, входящих в состав здания, или дополнительных надстроек и возведения рядом со зданием новых сооружений, а также из-за подземных выработок и вследствие погружения в грунт и сползания фундаментов, вызванного повышением содержания влаги в грунте при таянии линз льда. Поэтому для правильной оценки причин возникновения трещин необходимо иметь в виду, что наряду с трещинами, образовавшимися в результате осадок, возникают также трещины от температурных деформаций, перегрузки частей здания и т.п.
Процесс осадки здания и его причины. По ДИН 4019, под осадкой понимается погружение здания в строительное основание. Различаются два вида осадок: равномерная и неравномерная. В последнем случае в зависимости от вида и степени неравномерности могут возникать трещины и другие повреждения, а также нарушается устойчивость здания.
Осадка может быть вызвана следующими причинами: упругопластическими деформациями грунта под нагрузкой, движением грунтовых вод (препятствие подъему), усадкой связного грунта при высыхании (этот фактор особенно важно принимать во внимание для зданий с мелким заложением фундаментов), изменением несущей способности грунта, связанным с повышением содержания влаги в связном грунте при таянии линз льда, выдавливанием ила, опусканием перегруженных частей здания вследствие разрушения основания. Особое значение имеют разрушения, вызванные замораживанием и оттаиванием грунта основания.
Замораживание происходит при понижении температуры до точки замерзания (0°C) и вызывает изменение физического состояния грунтовой воды. Холодными считаются дни, в которые температура опускается ниже 0°C. Граница или глубина промерзания представляет собой глубину, до которой холод проникает в грунт, и в ФРГ в основном составляет от 0,8 до 1,0 м (в расчетах лучше принимать от 1,0 до 1,5 м). При замерзании и оттаивании мелкозернистых грунтов с высокой капиллярностью возникают разрушения от подъема отдельных участков (так называемое выпучивание грунта). Эти разрушения связаны с образованием линз льда при замерзании грунта, оказывающих давление на грунтовую воду.
После прекращения холодов замерзший грунт оттаивает и теряет свою несущую способность (разрушения при оттаивают).
Опасности замораживания подвержены неоднородные грунты, которые содержат более 3% (по весу) зерен диаметром менее 0,02 мм, и однородные грунты, содержащие более 10% (по весу) зерен диаметром менее 0,02 мм.
Опасность разрушений от замораживания и оттаивания также велика и в надземном строительстве.
К мероприятиям, предотвращающим замораживание грунтов, относится местное снижение уровня грунтовых иод (по возможности без разрушения грунта), устройство фильтрационных слоев, предохраняющих от подъема воды, выемка грунта, подвергающегося замерзанию.
Осадка и термические нагрузки

Для оценки тенденции к перемещениям может использоваться распределение трещин, показанное на рис.7.2.
Ремонт. В рассматриваемом и аналогичных случаях можно рекомендовать проведение следующих мероприятий:
1) снизить термические воздействия, например путем укладки теплоизоляции с наружной стороны;
2) если необходимо предохранить от разрушении при неравномерных осадках здание, состоящее из различных блоков, следует очистить и разделать швы между отдельными частями здания, обеспечив наличие зазора;
3) если необходимо учесть возникновение новых трещин, то в существующие трещины тщательно запрессовывают цементный раствор и в этой же зоне стены нарезают или пробивают штрабы, что при дальнейшем нагружении вызывает появление трещин в этих ослабленных или прилегающих к ним участках стены (запланированные трещины).
В рассматриваемом случае рекомендуется тщательно заделать трещины путем торкретирования или инъекций искусственной смолы и забетонировать имеющиеся воздушные пустоты в северо-восточном углу.
Конструкции, отремонтированные описанным способом, функционируют до настоящего времени.
Пример 7.2. В рассматриваемом случае речь идет об обычной кирпичной постройке 1948 г., состоящей из вытянутого двухэтажного бесподвального здания и корпуса в виде башни, так называемой хмелесушилки, с подвальным и тремя надземными этажами (рис.7.3).
Осадка и термические нагрузки

Вызывают опасение трещины шириной от 10 до 20 мм, возникшие в 1962-63гг. в северной торцовой стене башни (рис.7.4-7.12); выпучивание грунта достигает от 30 до 40 мм.
Ставился вопрос о сносе или капитальном ремонте здания.
На основании внешнего осмотра можно сделать следующие выводы: образовавшиеся трещины сконцентрированы на восточной половине дверной торцовой стены башни, а именно, ближе к северо-восточному краю (см. рис. 7.4-7.7); западная сторона не имеет трещин (см. рис.7.10). Распределение трещин ясно видно из рисунков.
Вертикальные трещины между вытянутым зданием и башней (рис. 7.4 и 7.6) связаны с дефектами разделительных швов, предназначенных для выравнивания деформаций и осадок между низким бесподвальным вытянутым зданием и башней, которая выше на два этажа и имеет подвал. Косая трещина, замеченная в нижней часта восточной стены башни, так же как и трещины в правом верхнем углу (см. рис. 7.6 и 7.7), являются касательными трещинами, вызванными осадкой или подъемом грунта.
Осадка и термические нагрузки

Типичные осадочные трещины, заметные на рис. 7.5 и 7.7 на северной торцовой стене (восточная половина), по виду и размерам могут быть отнесены к трещинам, вызванным подъемом или осадками вследствие сильногo замораживания и последующего оттаивания грунта в марте -начале апреля в зоне северо-восточного угла здания.
При обследовании трещин (см. рис. 7.8-7.11) в стенах наружных лестниц (подход к подвалу) выяснилось, что трещины на внутренней стороне представляют собой продолжение трещин на внешней стороне рассматриваемой торцовой стены и вызваны замораживанием.
Трещины в наружной стене (горизонтальные и вертикальные) в основном вызваны пучением грунта под фундаментами лестниц (см. рис. 7.11 и 7.12).
Кроме того, можно отметить, что в восточной половине торцовой стены находится подход к лестнице и на этом же участке стены имеют ослабления фундамента из-за установки вентиляционных шахт (проект производства работ и расчет фундаментов не приложены).
Осадка и термические нагрузки

Повреждения от замораживания и оттаивания связаны с подъемом грунта под фундаментной плитой на подходе к лестнице (см. рис. 7.11 и 7.12), а также с выпучиванием гpyнтa непосредственно у восточной стороны башни. Они возникают при мелкозернистом грунте с высокой капиллярностью из-за линзовидного замерзания грунтовой воды и возникающего при этом дополнительного давления на грунтовую воду. После ослабления мороза замерзший грунт оттаивает и теряет свою несущую способность (разрушения от оттаивания).
Для этого имеются все предпосылки. По статистическим данным, очень суровая зима 1962-1963 гг. была периодом появления первых трещин (в дальнейшем новых трещин не возникало). В течение этой зимы атмосферные условия характеризовались следующими значениями, продолжительность зимнего периода - около 6 месяцев (из них 69 дней - обледенение, 96 - мороз); наиболее низкая температура составляла -30 (Гюль, округ Майнбург); осадки в декабре марте (талая вода) - 188 мм; толщина снега (111 дней) - 59 см; новые снеговые отложения (27 см в течение 24 ч) - 151 см.
Граница промерзания в естественных грунтовых условиях снижается до 75 см.
Осадка и термические нагрузки

Такие данные в момент образования трещин вынуждают сделать вывод, что названные трещины вызваны главным образом пластической осадкой. Это означает, что прочность грунта на сдвиг под северо-восточным углом фундамента превышена и возникло пластическое состояние.
Так как в течение 5 лет не наблюдалось дальнейшего образования трещин и нет признаков дальнейшей осадки, то нет и опасности разрушения грунта.
Подводя итоги можно сказать, что возникшие разрушения в виде трещин связаны с неблагоприятным воздействием холода. Серьезной опасности обрушения не возникает. Раскрытие трещин прекратилось.
Однако для обеспечения устойчивости необходимо обратить особое внимание на образование новых трещин, увеличение ширины имеющихся трещин и другие перемещения. В связи с этим для наблюдения поперек трещин устанавливают гипсовые марки и гипсовые полосы.
Независимо от результатов наблюдения необходимо в дальнейшем подготовиться к ремонту. Рекомендуется заделать трещины торкретированием или инъектированием искусственной смолы и забетонировать имеющиеся пустоты в зоне северо-восточного угла.
Добавлено Serxio 26-01-2016, 21:53 Просмотров: 991
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent