Общая оценка взаимодействия сооружений и оснований

Оценка сооружений по жесткости и формы их деформаций. Здания, сооружения и их от­дельные элементы в зависимости от чувствительности к деформаци­ям основания условно разделяют на три типа: гибкие, абсолютно жесткие и конечной жесткости.

Гибкие сооружения, передавая нагрузку на основание, беспрепя­тственно следуют за осадкой так, что дополнительные усилия в их конструкциях практически не возникают. Идеальным примером подобного сооружения является земляная насыпь. Будучи возведена даже на слабых грунтах, она способна неравномерно деформиро­ваться вместе с ними без опасности разрушения. Для сохранения проектных отметок ей придают строительный подъем на величину ожидаемых осадок или досыпают по мере деформирования. К тому же типу сооружений относятся днища металлических резервуаров, эстакады и галереи с разрезными пролетными строениями и т. д.

Абсолютно жесткие сооружения, напротив, при деформациях основания не изгибаются, а дают осадку как единый массив, причем поверхность основания в границах подошвы сооружения остается плоской. К ним относятся дымовые трубы, массивные мостовые опоры, доменные печи и другие подобные сооружения, как правило, компактные в плане, установленные на массивном фундаменте. При действии моментной нагрузки или в случае неравномерно дефор­мирующихся оснований кроме осадки могут возникать крены соору­жения. Контактные напряжения по подошве фундамента абсолютно жесткого сооружения существенно неодно­родны. Однако для массивных фундаментов, имеющих большой запас прочности на изгиб, они обычно не опасны.

Подавляющее большинство зданий и сооружений обладает ко­нечной жесткостью (рамные и неразрезные железобетонные конст­рукции, кирпичные, блочные и панельные дома и т. п.). Здесь уже неравномерные осадки основания сопровождаются искривлением сооружения, хотя жесткость сооружения до некоторой степени уме­ньшает неравномерность осадок. В результате в несущих конструк­циях возникают дополнительные усилия, которые при неправиль­ном проектировании могут привести к появлению трещин и даже разрушению элементов конструкций.

В некоторых случаях сооружения обладают незначительной жесткостью (невысокие одноэтажные здания с разрезными балками покрытия и др.), их можно считать практически гибкими.

Если учесть характер развития неравномерных деформаций основания, жесткость зданий и сооружений, то можно выделить следующие формы деформаций и смещений:

1. Крен (наклон) рассматривается как разность абсолютных осадок двух точек фундаментов, отнесенных к расстоянию между ними (рис. 1.1, д, е);

2. Перекос здания или сооружения (рис. 1.1, в, г) – разность осадок двух или нескольких фундаментов, расположенных на одной поперечной или продольной оси, отнесенной к расстоянию между ними;

3. Относительный прогиб (рис. 1.1, а) или выгиб (рис. 1.1, б) здания или сооружения оценивается отношением стрелы прогиба (выгиба) к длине прогнувшейся части здания и кривизной изгибаемого участка;

4. Кручение (рис. 1.1, ж) представляет собой неодинаковый крен сооружений по его длине, особенно при развитии его в двух сечениях в разные стороны;

5. Горизонтальные смещения фундаментов возникают при передаче от конструкций значительных горизонтальных усилий (распорные конструкции).

Рис. 1.1. Формы деформаций сооружений