CC BY
41
Расчет и оценка влияния возводимого общежития на конструкции существующего здания двумя способами, расположенного по адресу: ул.
339-й Стрелковой Дивизии, 12 Б в г. Ростове-на-Дону
В.Ф. Акопян, Б.А. Муталиев, А.А. Михайлов, Д.В. Шарлай Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону
Аннотация: Произведены расчеты и оценка влияния возводимого общежития на конструкции существующего здания согласно требованиям СП 22.13330.2011 и методами МКЭ программой Plaxis 2012.01 (Build 8962).
Ключевые слова: свайные фундаменты, программа Plaxis, геология.
При возведении зданий в условиях стесненности современных городов зачастую не удается проводить работы таким образом, чтобы совсем не оказывать влияния на здания и сооружения, находящиеся в прямой близости от нового строительства [1]. В данных обстоятельствах необходимо точно прогнозировать дополнительные деформации уже существующих зданий и сооружений, а без достоверных расчетов это затруднительно. На примере строительства общежития ЮФУ в городе Ростове-на-Дону произведен расчет и оценка влияния на соседнее многоэтажное здание [2].
Расстояние от возводимого до существующего жилого дома по ул. 339-ой Стрелковой Дивизии, 12Б составляет 40 м [3].
В рамках работы были определены величины дополнительных осадок существующего здания от нового здания и дана оценка допустимости данных деформаций [3].
Возводимое здание общежития №9Б запроектировано 13-этажным трехсекционным с техническим этажом, с фундаментами в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 900 мм из бетона класса В25. В основании плиты выполнено свайное основание из свай сборных железобетонных составных сплошного квадратного сечения 350х350 мм длиной 16,0 м по серии 1.011.1-10 в.8 из бетона класса В25. Фундаментная плита разрезана деформационным швами на три части (под каждую секцию), габариты здания
82,3х19,12 м (в осях А-Э, 1-6), абсолютная отметка подошвы плиты составляет +64,70 м.
Среднее давление по подошве фундаментной плиты для расчетов по деформации составляет:
=21,5т/м3
В 40-ка метрах от возводимого здания находится десяти этажное жилое крупнопанельное здание. Несущие конструкции здания выполнены сборными железобетонными. Здание разделено деформационным швом на две секции. Здание 10-ти этажное, пяти подъездное, имеет Г-образную форму в плане, технический этаж и подвал. Фундаменты - свайные.
По результатам инженерно-геологических изысканий выполненных ООО «СевКавГео» в 2009 г. на площадке строительства в пределах разведанной толщи выделено 7 инженерно-геологических элементов [4-5]:
ИГЭ-1 от 0,00 до 0,40-1,10 м - почвенно-гумусированный комплекс -темно-бурый с корнеходами и червеходами, с растительными остатками.
ИГЭ-2 - ИГЭ-5 от 0,40-1,10 м до 12,10-13,50 м - суглинок желто-бурый, от твердой (выше воды) до текучепластичной (ниже воды) консистенции, с мелкими включениями карбонатов и окислов марганца, с двумя горизонтами погребенных почв.
ИГЭ-6 от 12,10-13,50 м до 26,30-27,40 м - суглинок желто-бурый с красноватым оттенком, от твердой до тугопластичной консистенции, с «точками» марганца, с включениями карбонатов.
ИГЭ-7 от 26,30-27,40 м до 35,00 м - суглинок красновато-бурый, от твердой до полутвердой консистенции, с включениями карбонатов, с линзами и прослоями супеси, с «присыпкой» песка, с «точками» марганца.
Грунтовые воды вскрыты на глубине 4,2-5,3 (абс. отм. 62,41-63,30 м) (2009 г).
Таблица №1
Расчетные физико-механические характеристики
№ Плотность, Модуль Удельное Угол Показатель
игэ рн, г/ см3 деформации. сцепление. внутреннего текучести при
Ен , МПа Сн, кПа трения, Фн, Sr=0.9
2 1,68 14,0 15 22 0,03
3,5 1,04
3 1,91 6,0 12 22 0,63
4 1,94 12,1 24 22 0,35
5 1,98 16,4 27 21 0,19
6 1,99 19,9 27 21 0,09
7 2,01 21,0 37 20 -0,02
Рис.1. Возводимое и рассматриваемое существующее здание (на фоне
справа)
Расчеты будем выполнять двумя способами:
1) Инженерными расчетами согласно требованиям СП 22.13330.2011.
2) Методами МКЭ программой Plaxis 2012.01 (Build 8962).
Инженерные расчеты
Определим предварительную зону влияния вновь возводимого здания, расположенного на застроенной территории йзв = 4Н;( = 4-2,5 м = 10 м.
При возведении нового объекта на застроенной территории, необходимо определять дополнительные деформации оснований сооружений окружающей застройки от воздействия нового сооружения. Результаты расчетов сведем в таблицу №2.
Таблица №2
Эагокйчие фундамента, м 8.50 рг слоя №0, т/мЗ 1.90 Ширина подошвы фча М 0= 12,00
Толщина слоя Nil 2,50 р,. СЛОЯ W51, т/мЗ 1,96 Е 1. МП а 1С.J Зол. давл. по под-вв ф-тзг/ы2 0.00
Толщина слои MP? 15. SO рг слоя И /, т/мЗ 1.» Е 1,МПа 199 Тпинн ф-та.м 1= 01.00
Толщина СЛОЙ №3 р, слоя №3, т/мЗ Е 1. МПа
Толщина слон №4 р, слоя №4Г т/мЗ Е 1. МПа
г (оолголимос знание)
Смещение
Сюроиы фучдаиеи-а j
гозм
61 м
по * - 50,15* по у ■ 0.00м
я = бв.З и 66 3 * - ЛЬ
у =40,5 у =>40,5 у =40,5
х = 4(1 СО у = -40.5
Расчет дополнительной осадки существующего фундамента (по «в. 73)
Мм) Р «»1! :u2j N М z|u] а 6i {од) Суммарное давление („«) Ei (ш) IS« (См) Snc'g (см) Примечания
850 1,90 16.15 8,50 0 1.000 0,00 Отмттяа ГОдОШЛЫ фуыАаылтв
9.50 11.98 18.13 1,00 1.1X1 0.990 0,00 0,00 0.00 1640 ИГЭ-5
10.50 1.98 30.11 1,00 г.оо 0.981 0,00 0,00 0,00 1640
11.00 1.93 21.10 0.50 2,50 0,972 0,00 о.оо 0.00 1640
12.00 1.99 23.09 1.00 3.50 0.934 о.оо о.оо 0,00 1990 ИГЭ-б
13.00 1.99 25.08 1,00 4.50 0.993 о.оо 0,00 0.00 1990
и.00 11.99 27.07 1,00 5.50 0.Е43 0,00 0,00 0.02 1990
Долог чу тст ьн пи осадка фундаментов существующего здания составит Зас = 0,00 СМ
i an i CUi ; ш? i an ai
1 .1 f
0,02 1.00 0,0« 1.00 0.02 -1.00 0,02 -1.00 0 0,00
О,OS 1,М0 0,05 1,000 О ОБ .1,000 0,05 • 1,000 0,000 0,00
о.ов i.eco 0,09 1,000 0.0« •1 .ООО 0,05 •1.000 0,000 0,00
0,0» 1 ссо 0,09 1,000 0Р09 •1,000 0,09 •1,000 0,000 0,00
0,11 0.999 0,11 0,999 0.11 •0,999 0,11 •0.999 0,000 0,00
0,14 0.Й9 0,14 0.9W 0.14 -О.ввб 0.14 -0.998 0.001 0,02
=0,00 см < 3,00 см (таблица Л.1 для II категории технического
состояния здания по СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений») -условие выполняется.
Метод МКЭ
Программа Plaxis 2012.01 (Build 8962) имеет сертификат соответствия № РОСС NL.ME20.H02482, соответствует требованиям нормативных документов РФ и представляет собой специализированную двухмерную конечно-элементную компьютерную программу для расчетов деформаций и устойчивости различных геотехнических объектов [6-7].
С целью получения достоверных результатов расчетов геологические элементы задавались моделью упрочняющегося грунта (Hardering soil) [8-10].
Нагрузка от зданий задавалась введением в схему сечения по зданию линейно-упругой моделью (Linear elastic). Объемный вес материала задавался таким, чтобы нагрузка по подошве плиты была равна проектной.
Свайное основание задавалось введением в схему элементов «погруженная свая» (Embedded pile rows) [8-10]. Несущая способность свай задавалась равной проектной.
Результаты расчета представлены ниже в графиках.
Calculation results, Возводимое здание (2/29), Total displacements |u|
Calculation results, Возводимое здание (2/29), Total displacements щ
Total displacement»
Мал mum value - 0,01659 m (Element 60S at Node 1577} Minimum value - 0.01W5 m (Element 1313 at Node 6196}
ТоЫ 41*р1аеет«л11
Маитит узки = 0.1408'Ю'л т (£к»тел1142 а£ Мойе 9913) М1ттит уа1ие ж -0.06307 т (Е1епиаК 758 ,м НсиЗе 13)
60.0Р 40.1X1 » 00 0.00 »09 -«О ОО «ООО » 00 100.00 I»» 140,00 160.00 |"1|Г* т|
То*а1 (115р{асетеп15 ик (&са1ес1 ир 2.00* 10э Маитит уа1ие = -5.3вб*10'э т (Е1етеп123 а! 1Мос1е 12Й40) Мтнпит \ralue = -5,552*10 3 т (ЕЬтегй 24 а! Мос1е 12593)
0,71 см < ^¿^ — 3,00 см (таблица Л.1 для II категории
технического состояния здания по СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений») - условие выполняется.
Выводы
В результате расчета влияния возводимого общежития на существующее здание по ул.339-й Стрелковой Дивизии, 12Б установлено следующее:
1. Расстояние от возводимого до существующего здания составляет 40 м, что значительно больше зоны влияния строящегося здания установленного требованиями СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
2. Расчетные значения дополнительных деформаций существующего здания от воздействия нового здания по двум способам значительно меньше предельных значений для конструкций данного здания, установленных требованиями СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
3. Методами МКЭ программой Р1ах1Б 2012.01 были получены более точные результаты деформаций, чем инженерными расчетами согласно требованиям СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
Литература
1. Ильичев, В. А. Геотехнические проблемы в подземном строительстве города / В. А. Ильичев // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2004
- №4. - С. 21
2. Зотова Е. В., Хо Ч., Акопян В. Ф. Определение влияния вспомогательного ростверка на несущую способность сваи усиления цокольного здания с учетом неравномерной осадки в г. Белово Кемеровской области // Инженерный вестник Дона, 2013, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1706/.
3. Петренко Л.К., Власова И. А. Современные принципы реконструкции городских территорий// Электронный журнал «Научное обозрение» Номер 73. 2014. - С. 1032-1035
4. Швецов Г.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Высшая школа, 1997. - 319 с.
5. Кириллов B.C. Основания и фундаменты. М.: Транспорт, 1980. - 392 с.
6. Зотова Е. В., Панасюк Л. Н. Численное моделирование динамических систем с большим числом степеней свободы на импульсные воздействия // Инженерный вестник Дона, 2012, №3 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/933/
7. Керимов Ф.Ю. Системный анализ и САПР в строительном производстве: методы проектирования подготовки строительства объектов в сложных природно-климатических условиях. М.: СИП РИА, 2001. - 135 с.
8. Справочное руководство PLAXIS 2D: URL: plaxis.com/support/manuals/plaxis-2d manuals/. (Дата обращения: 12.08.2018).
9. Batht K.-J. Finite Element Procedures. New Jersey: Prentice Hall, 1996. pp. 10-12.
10. Niku-Lari A. Structural analysis system (Sofware - Hardware, Capability
- Compability - Aplications). Per-gamon Press, 1986 - vol. 1-3. pp. 45-49.
References
1. Il'ichev, V. A. Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov. 2004. №4. -
p. 21
2. Zotova E. V., Kho Ch., Akopyan V. F. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1706/.
3. Petrenko L.K., Vlasova I.A. Jelektronnyj zhurnal «Nauchnoe obozrenie» Nomer 7-3. 2014. pp. 1032-1035.
4. Shvecov G.I. Inzhenernaya geologiya, mekhanika gruntov, osnovaniya i fundamenty [Engineering geology, soil mechanics, soil base and foundations]. M.: Vysshaya shkola, 1997. 319 p.
5. Kirillov B.C. Osnovaniya i fundamenty [Soil base and foundations]. M.: Transport, 1980. 392 p.
6. Zotova E. V., Panasyuk L. N. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/933/
7. Kerimov F.YU. Sistemnyj analiz i SAPR v stroitel'nom proizvodstve: metody proektirovaniya podgotovki stroitel'stva ob"ektov v slozhnyh prirodnoklimaticheskih usloviyah [System analysis and CAD in the construction industry: methods for designing the preparation of construction sites in difficult climatic conditions]. M.: SIP RIA, 2001. 135 p.
8. Spravochnoe rukovodstvo PLAXIS 2D: URL: plaxis.com/support/manuals/plaxis-2d manuals/. (Data obrashcheniya: 12.08.2018).
9. Batht K.-J. Finite Element Procedures. New Jersey: Prentice Hall, 1996. pp. 10-12.
10. Niku-Lari A. Structural analysis system (Sofware - Hardware, Capability - Compability - Aplications). Per-gamon Press, 1986. Vol. 1-3. pp. 45-49.
