CC BY
32
• ИИНЗЇҐЖЗСІЗОІІ КИНЭ1ГЫОЯ&Н молэьЛ о эяаонрлэои ИОНИЭНИЬГЭН а иинєїїє mîtïeoo ионбэионарсЗэн эйна а еиаіьоиеїїєоа эояоэьилезучэния и еээз одоннэалодоо эиалоиэй1 єн блнэи -ЄЇЇНХф И ИИНЄЇЇЄ OJOHRMUdn^î ОіІОНЖРіЬЄИіЬНи С ОЇҐН) КИНИОіЬООО ОДОННЄаО0ИІЛ[0Оф0ЇЇ-ОНН0ЖИ0иЄН Œi0FiOed - ПНіЬЄ Z
• (PiiiHÁdii Иіьоонїїобонїїоен) иинєаоноо алоиоао нохитаинэйєи иолэьЛ о ниэлоио ииниоло -оо ojoHHeaodM]A[docË)0:[ï-OHH0;>KHduPH iisROPd и «эинваонэо-шнэиЕй'нАф-эинЕй’Е» ниэлоио SHHEaodHLfetïoiAi - пнлє х
:єиєіьє єаїї a aonirnïïoaodu нинєаоїїеігоои 0H^O0FiHib0do0j,
lO 1 en ет-тт ет-тт {• '¿Т-Т 1 L1 0
1 LO 9Т-Я ет-ет '•О со \—1 1 ГО со 1—1 е
ÜT-8 8Z-9Z TÍ-6T Є'61-1'61 V
ЄПН ' Я є ИЯ ' э (о) * єи/ті лк EHOS
xtshos xHH4ifç^oir я т2.ьнЛс[іі n^Hiondei^^dHx эияээьиннхэи-ояи^иф • і &їіиігд&£
’1 'ігдвіЬ a HH0ü,0andu D и g 'у хрноє хннчігвмоіг a BiLHÄdii HMHibondeiiiMEdpx эинээьинвхэи-ониЕиф энннэнэгоеи
нинняоноо OiioaoiHÄdii алоиояо кинэнэиеги нно£ •£ ’dyí¿
* (Є
•OMd) ииєаіьоиоао MWHHSEd о нноє ndib aooireaospdgo * (ЄіЬН0іл[єїїнАф натоїґои Иіьоонооїш a aonirnïïoaodu HdewES) иинєїїє иєиігда и иеинєїїє їґои EiLHÄdii алоиоао эинэнэиеи hitpsp^îou Лїїод 0 00 2 а eHHHeiïeaodu 'нинвнонєи эшюэь -ИД01Г0ЭД 'онаыэлиалоиэЦ * єиоїї ииГтаэо nodosa эное а нїґоа mmsiiodu eiieibairXsed a BiLHÄdii алоиоао иинэнэз/меи ионаїгєйоїг о эинэьонгяее онрігеїїо оігнд 'i/MHHïïodoHïïo аооігиігаи эинваоноо eoaoiiHÁdii онаїгєгієнєи Л;яаіго;яооп
(Ш Я) ^інертеїґнлф ИЯЇҐНОО ЭИ^ОЭЬИЛ^Нф 'Z ’DYi¿
-нэиейнАф йоїїроо и HHtnedib HHibnaspd одэшиэнаггей1 айн эйге da л ойэ du ou и ил и ndu о dei/M енннеігїґеиен aonireaogedib и 'нэло хиШЛоэн HMHsmXdspd алоонорио єігєаоаіЬоеїпЛо HHHEiiopdsoa хи іліешиенаїгєїї ndn ‘row ZL иігиаєіьооо ілюііє ndu єіьнеиєїїнхф инїґвоо еннаїгеииомеи *2 *ond єн ннвєвмои єиоїї Adibsi/MHdeu ou яоїїроо нниьиьгэа eHHHedewES
Y-Y ио° оп эИнонф нн HHPímedj, • j * dmj
- ЙЙ ШД й ІД /ЙШ, □( )É ffÿ'È р ДЦ Й р Ш Ük ІеЬ. Ü-Д È ini
_ ta Ш Ш tïï1 Щ Ш Щ Щ Ш ш Щ, Ш Ш Ш Д □. ЦП ta) Й) Ш Ш (Ш
гтп ш ш ш її Tff Ш .jP^! ш йд щ Tff пї р, Щ Ш Ш ŒD
гтп ш ш ш Vff ш ci mW ц[ [t Tff йі tu Tff dÎj p] ш rm
_ Ш Ш Ш Ш Щ АЖш diTffpi h д ш ш
* X *OHd ЄН ЄНЄЄЄМОи аоїґєоєф ЄИ ІЛЮНЇҐО ЄН XHdOiLOH eHHibde^ ' (^ЇОіЬ0ІГ^Ї
XHHFiMHiLoeir иєиігда оннэдооо) HHHtaediL noaibEanaspd и иоалиьгаиои иігєіьо (xHaetidOiL эггоиь иол а) иинєїїє хенэло
хийгХоэн хэоа оа хрїїод ООО2-86бТ а °Н *оігнд эн иинєїїє хенэло єн HHHsmAdsEd хнииїґиа он J (иид-^ иігиігаєіьооо HMH0ïn0]A[0d0u) OHd0iA[OHapd0H MirnïïoxoHodu и aoHirexiroïïodu єиоїї и^їїїєоо oír 'hitpsp^îou иин0їїаігдєн НіЬВіЬчігАє©^ •^îodeiAi зі онеігаонРіЬоХ оігнд иіто^ої! SHaodA єн иинєїїє Adibsi/MHdeu ou одэь кігїґ 'еинеїїаігдєн OHexiroïïodu оігнд
*11 996Т а єиоїї ]Д[0ин0її0аои eq * оігнд эн онэж/^ендо HibooHxdeaou ионаэнй1 aoireaodu одиіг-хи;яр;я одэн иіьооєиігдои
и иинєїїє jXd^îoa 'oHaireibMdoaibeiraoïïA идэо иьгэа ^HHHtaedib ионєоа^їо эиьиьгбн єн ndiboiAiosH 'иинєїїє HHtraÁdibDHOlH 9иїпХо0н ’ии f оїї z A^îïïpoo oiÁHdeiAioHaEdeH алнаіг0іьиооніьо иігєїї иинєїїє ічн©іЬО оль 'oHexAdEHgo оігнд 'єй1 —од Ç9 6I одэоа эинэьэл а иоиоїї рє иинеїїаігдєн XHHairEibHSHXdibOHH и хннаїгєЛєиа SibEibaifÁsed g *иинєїїє элоона иэоа ou HMHeïïxoxoModu ojohroïïpoo PHHïnedib ввнєоамо аоєїгиаиои еїїєорф ілюньолооз єн єїїод edHibeFi sedeh
•и 8^і; РіЬнеїліРїїнЛф иинежоїгрє єнидЛігд 'элнэьг ионнолэдоеэьгэж ou SHHdogo ніьнеивїґн/їф * энннолэдоеэьг -эж eHHdogo - MMFiHweden *0Ç n^îdpiAi doaibopd и 00T n^îdpiAi FiHudn^î - нэло XHHHsdibAHa и хннж^єн • pm
çç-^0 - XMHHsdibXHa 'и çg^o нэло хннж^єн єниїпігоі ’иілієнеіьо иіліиїпЛоєн HHHHairoïïodu o J (DLff-Т nndeo ib^eodu иоаоииіЬ) lAieairouïïou ии^оэьинхэл о и 91 иолоона *z\ noHndnm Jn о9 иониігїї иэйгдо ииГтаэо р лээз/ми еинєїїє
• PIIW 8-9=3“ ии,ПЕ]л^оф0:[ї аігАїїоілі ien>î Ç£-Ç2=° эинэьшэ'по еонаїгеїїА í T2-6T=d) HHHsdib oj0HH9dibXHa itojX í£iai/h>íC 18T-T J 81=^ 009 иннчігеїґА :aoibHÁdj n^Hibondeib^pdpx э им о э ьин є хэи- ojî иє иф нніьоеаєи ннидЛігд ой1 тчнїґосіонїґо аооігиігаи еинєаоноо eoaoibHÁda eaiboaireibnodibo tíondeu єн иинвмонєи химоэьидоьгоэд lAiEibEibairXsed оц ’Хїїод 29бT а OHöodiboou оігнд еинєїїє eoHFinudn^ эонжелеилии эоьгиж ’низігдосЗи еинєоиио
• Иіьоондоооио иэйгЛоэн
хи aoadesed нинэыанна и HHHemAdspd ojoHdAib^îAdibo хи aoooehodu иолэьЛ о иеігеїїоілі xHHibeFiOBd хннжоїго и хнн —FiOlL онріоіьєіьооїї иинєаоєаігоиои ndu ашиїг онжоиєоа олє є 'anHsodibo /äMOHaireed ионіьєамеїїє KoaibedngHa єнжігоїї еиэхо иєніЬ 9FiOsd MMh^AdibOHOM и иинєїїє хиїпаЛаїЬоеїпЛо эжЛ ии^БлеЛьгиоме HOHnndpaeseg винэпэиоэдо иігЦ
ИизИОИ MO»03hMlVHI31VIAI M0HHVi09Vd£Vd WI3MHVaO£4lJOUOM 0 BMHVÏÎE OJOHhMUdMX OJOH>KVlCMlt!U OJOL/ИЖ biMH3mÂd£Vd И Ь!ИHVaOdИIЛIdOФЗtr HMhMdU SMUVHV MI4HaMI>l3ÜOOdI3d
"VV imdgistf
Для проведения исследований на 1-м этапе использовалась разработанная базовая математическая модель (2.1), (2.2), с линейными определяющими соотношениями (2.16). Рассматривались две модели закрепления
грунта, т.е. граничные условия принимались в виде (2.4 - 2.5) и (2.6 - 2.7).
Конечно-элементная модель сооружения создавалась с помощью разработанного алгоритма построения пространственной системы ЗФО и программы на языке ДРБЬ с помощью программного комплекса ДЫБУБ. В модели учтены все несущие конструкции и перекрытия с фактическими размерами, все проёмы окон и перемычки. Дверные проёмы и лестничные марши в модель не включены в силу их незначительного веса по сравнению с весом несущих конструкций и перекрытий (вес перекрытий содержат в себе вес перегородок). Не включены в данную модель двухскатная кровля здания (для ее учета был введен дополнительный слой покрытия) и балконные плиты. Ленточный фундамент модели имеет истинные размеры. На рис. 4 показана полученная конечноэлементная модель системы ЗФО.
Рис. 4. Конечно-элементная модель системы "здание-фундамент-основание"
Характеристики материалов принимались соответственно: для кирпичной кладки: модуль упругости Е =
3 60 0МПа, коэффициент Пуассона V = 0,25, плотность р =190 0 кг/м3; для бетона: Е = 23 0 0 0МПа, V = 0,22, р =2400 кг/м3; для арматуры: Е = 200000 МПа, V = 0,28, р=7800 кг/м3.
При описании свойств грунта с учетом локального замачивания сделано предположение, что каждая зона по глубине имеет форму гиперболического параболоида
z = х2/а2 - у2)Ь2 , (1)
то есть основание было смоделировано тремя зонами грунта, имеющими разные свойства с учетом этой за-
кономерности.
В результате численной реализации получены расчетные значения осадок фундамента здания при разных
вариантах закрепления массива грунта, которые показаны на рис. 5. Здесь же нанесены значения фактиче-
ских осадок, полученные в результате наблюдений.
Рис. 5. Расчетные и фактические осадки по длине здания: а) - по оси А-А, б) - по оси В-В; х - фактические осадки; ■ - теоретические осадки (гр. усл.2.4 - 2.5); ▲ - теоретические осадки (гр. усл.2.6 -
2.7)
Учитывая, что главным звеном системе «здание-фундамент-основание», ради которого предпринимаются все действия, является здание, а методы расчета должны исходить из форм деформаций и разрушений, наблюдаемых в эксперименте, на следующем этапе был выполнен расчет здания на действие фактических осадок фундамента (рис. 2) с использованием разработанной математической модели механического поведения упруго-
хрупких материалов для описания поведения кирпичных стен, железобетонных перекрытий, перемычек и фундамента с учетом накопления повреждений и деформационного разупрочнения материалов.
Граничные условия в этой задаче имеют вид:
<7у{х)п^х) = 0, х е (Г2 и Г4 и Г5 и Г6 и Г7); при г =-1,8 (на подошве фундамента) ы2(х) = 11, их(х) = иу(х) = 0.
Численное решение нелинейной задачи строилось на основе метода конечных элементов с использованием пошаговой процедуры. На каждом шаге решения для получения сходимости выполнялись равновесные итерации с помощью метода Ньютона-Рафсона.
В результате решения определено напряженно-деформированное состояние несущих конструкций здания с учетом структурного разрушения (рис. 6-9) и получены схемы распространения трещин в несущих стенах здания, качественно повторяющие фактические (рис. 10).
Рис. 7. Напряжения ох
101619 -.073986 -.050353 -.02472 .913Е-03
Рис. 6. Перемещения иг
.ЕТШ+СП -эег«3 789350 _£54Е+07 .429 Е+СП
Рис. 8. Напряжения Оу
CRACKS AHI» CRUSHIHG STE STJB
Рис. 10. Картина распространения трещин в несущих стенах здания
Анализ результатов позволяет сделать вывод, что появление трещин на фасаде здания действительно было вызвано неравномерной осадкой фундамента, которая, в свою очередь, возникла в результате локального ухудшения свойств грунтового массива. Можно считать, что построенная пространственная модель системы «здание-фундамент-основание» адекватна реальной системе и ее можно использовать для анализа НДС аналогичных строений.
Нормы проектирования зданий и сооружений не исключают возможности появления в несущих и ограждающих конструкциях деформаций и трещин, допускаемых по условиям эксплуатации и устранимых при проведении ремонта. В рассматриваемом нами случае требовалось найти надежный и экономичный способ защиты здания. Обычно в таких случаях, для исключения появления новых трещин и продвижения имеющихся применяют закрепление основания зданий цементацией на больших глубинах, что и было реализовано в данном случае. В результате, в течение последних лет появление новых трещин в здании не наблюдается.
