Лекция №13. строительство в сложных условиях
строительство в сложных условиях
1. Строительство в сейсмических районах.
1.1 Общие положения.
1.2 Объемно-планировочные и конструктивные особенности.
2. Строительство в районах жаркого климата.
2.1 Особенности южных районов.
2.2 Особенности архитектурно-планировочных и конструктивных решений.
2.3 Солнцезащитные устройства.
3. Строительство в районах крайнего севера.
3.1 Особенности северных районов.
3.2 Объемно-планировочные и конструктивные решения.
3.3 Методы строительства на вечномерзлых грунтах.
1. Строительство в сейсмических районах.
1.1. Общие положения.
Сейсмические районы характеризуются тем, что они подвержены периодическим землетрясениям.
Землетрясения сопровождаются колебаниями земной коры, которые приводят к разрыву скальных напластований, смещениям и перемещениям стиснутых блоков в новое положение равновесия, падению подземных кровель и др.
Эти явления проявляются при переходах из потенциальной энергии в кинетическую колебаний на глубине в пределах 25 – 60 км от поверхности земли. Глубинная область возникновения явления называется гипоцентром.
Над гипоцентром на поверхности земли размещается эпицентр. Из гипоцентра во всех направлениях расходятся колебания, которые приводят к возникновению волнообразных колебаний поверхности земли.
Степень землетрясений оценивают размером деформаций поверхностных слоев коры и оценивают по XII-бальной шкале.
Землетрясения до VI баллов не причиняют вреда обычным зданиям и сооружениям. При землетрясении в VII баллов в стенах каменных зданий и сооружений появляются трещины, а при VIII баллах значительные повреждения. Землетрясения в IX баллов приводят к сильным повреждениям, обвалам.
1.2. Объемно-планировочные и конструктивные особенности.
При назначении форм зданий и сооружений следует обеспечить симметрию относительно главных осей и равномерное в плане распределения масс и жесткости.
Невыполнение этих условий может привести к значительным внутренним перенапряжением от крутящих моментов и концентрации напряжений в конструктивных элементах.
Здания и сооружения должны быть простыми по форме, как в плане, так и по фасаду. Если по архитектурно-планировочному замыслу этого избежать невозможно, сложную форму разрезают на простые с помощью антисейсмических швов.
Максимальный размер блока зависит от материала несущих конструкций и расчетной сейсмичности по нормам. Конструктивная особенность антисейсмического шва сходна с деформационными швами.
Все основные несущие конструктивные элементы должны быть по возможности монолитными и однородными, легкими, с пониженным центром тяжести.
Крупные панели закрепляют в 4-х углах, а простеночные в 2-х по диагонали. Анкеровку самонесущих каменных стен предусматривают не реже, чем через 1,2 м с закладкой в стенах на этом уровне металлических сеток.
Элементы перекрытия и покрытия выполняют по принципу жестких дисков на шпонках с установкой вертикальных и горизонтальных дисков по колоннам и фермам.
Взаимосвязь колонн с ригелями выполняют по жесткой схеме и приваркой плит покрытия и перекрытия к ригелю и между собой.
Основаниями под фундаменты должны быть скальные или сухие естественные песчаные и гравелистые грунты.
Сейсмостойкие конструкции зданий и сооружений проектируют:
— по жесткой конструктивной схеме с несущими вертикальными элементами, которые работают на сдвиг и имеют маленькие деформации от действия сейсмических нагрузок, благодаря чему колебания сооружения быстро затухает;
— по гибкой конструктивной схеме с несущими вертикальными элементами, которые работают на изгиб; благодаря чему снижаются сейсмические нагрузки.
По гибкой конструктивной схеме проектируют одноэтажные здания, в которых колонны жестко закреплены в фундамент и шарнирно соединены с фермами (балками) покрытия. Такая схема менее чувствительна к неравномерным осадкам от сейсмических нагрузок. Многоэтажные здания проектируют с несущим каркасом по полной схеме с жесткими узлами, или бескаркасные сборные или монолитные. Наиболее рациональным решением является монолитное решение всех несущих элементов.
Категории сложности инженерно-геологических условий
Категории сложности инженерно-геологических условий
II (средней сложности)
Площадка (участок) в пределах одного геоморфологического элемента. Поверхность горизонтальная, нерасчлененная
Площадка (участок) в пределах нескольких геоморфологических элементов одного генезиса. Поверхность наклонная, слабо расчлененная
Площадка (участок) в пределах нескольких геоморфологических элементов разного генезиса. Поверхность сильно расчлененная
Геологические в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой
Не более двух различных по литологии слоев, залегающих горизонтально или слабо наклонно (уклон не более0,1). Мощность выдержана по простиранию. Незначительная степень неоднородности слоев по показателям свойств грунтов, закономерно изменяющихся в плане и по глубине. Скальные грунты залегают с поверхности или перекрыты маломощным слоем нескальных грунтов
Не более четырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием. Мощность изменяется закономерно. Существенное изменение характеристик свойств грунтов в плане или по глубине.
Скальные грунты имеют неровную кровлю и перекрыты нескальными грунтами
Более четырех различных по литологии слоев. Мощность резко изменяется. Линзовидное залегание слоев. Значительная степень неоднородности по показателям свойств грунтов, изменяющихся в плане или по глубине. Скальные грунты имеют сильно расчлененную кровлю и перекрыты нескальными грунтами. Имеются разломы разного порядка
Гидрогеологические в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой
Подземные воды отсутствуют или имеется один выдержанный горизонт подземных вод с однородным химическим составом
Два и более выдержанных горизонтов подземных вод, местами с неоднородным химическим составом или обладающих напором и содержащих загрязнение
Горизонты подземных вод не выдержаны по простиранию и мощности, с неоднородным химическим составом или разнообразным загрязнением. Местами сложное чередование водоносных и водоупорных пород. Напоры подземных вод и их гидравлическая связь изменяются по простиранию
Имеют ограниченное распространение и (или) не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов
Имеют широкое распространение и (или) оказывают решающее влияние на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов
Специфические грунты в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой
Имеют ограниченное распространение и (или) не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов
Имеют широкое распространение и (или) оказывают решающее влияние на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов
Техногенные воздействия и изменения освоенных территорий
Незначительные и могут не учитываться при инженерно-геологических изысканиях и проектировании
Не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений и проведение инженерно-геологических изысканий
Оказывают существенное влияние на выбор проектных решений и осложняют производство инженерно-геологических изысканий в части увеличения их состава и объемов работ
Геотехническая категория
Геотехническая категория. Определение
Геотехническая категория — это категория сложности объекта строительства с точки зрения проектирования оснований и фундаментов, определяемая в зависимости от:
Геотехнические категории подразделяются на:
Для назначения требований к инженерным изысканиям и проектированию оснований и фундаментов должна быть установлена геотехническая категория сооружения.
Геотехническую категорию сооружения следует устанавливать в соответствии с таблицей 4.1 СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».
Геотехническую категорию сооружения следует устанавливать до начала изысканий на основе анализа материалов изысканий прошлых лет и уровня ответственности сооружения. Эта категория может быть уточнена на стадии инженерных изысканий, либо на стадии проектирования.
Уровень ответственности объекта
Уровень ответственности сооружения следует устанавливать в соответствии с требованиями ГОСТ 27751.
Класс сооружений КС-1 (Уровень ответственности — Пониженный):
Класс сооружений КС-2 (Уровень ответственности — Нормальный):
Класс сооружений КС-3 (Уровень ответственности — Повышенный):
Сложность инженерно-геологических условий
Категорию сложности инженерно-геологических условий строительства следует определять в соответствии с СП 47.13330.
* Как правило, категория сложности инженерно-геологических условий указывается в отчете по инженерно-геологическим изысканиям.
Особенности при геотехнической категории 2 и 3
Ниже приведен далеко не полный перечень особенностей, вытекающих после определения геотехнической категории.
Для проектирования сооружений геотехнических категорий 2 и 3 характеристики грунтов следует устанавливать на основании непосредственных испытаний грунтов в полевых и лабораторных условиях.
Для проектирования сооружений геотехнических категорий 2 и 3 дополнительно к требованиям непосредственных испытаний грунтов должны быть определены состав и свойства специфических грунтов, проведены все необходимые исследования, связанные с развитием опасных геологических и инженерно-геологических процессов.
Для проектирования сооружений геотехнической категории 3 должны также выполнять опытно-фильтрационные работы, геофизические исследования, стационарные наблюдения и другие специальные работы и исследования в соответствии с техническим заданием и программой изысканий.
Для объектов нового строительства и реконструкции геотехнических категорий 2 и 3 необходимо проводить геотехнический мониторинг:
— оснований, фундаментов и конструкций сооружений;
— ограждающих конструкций котлованов;
— массива грунта, окружающего подземную часть сооружения, расположенного на застроенной территории.
Выводы
Геотехническая категория это крайне важный параметр, от которого зависят многие позиции инженерных изысканий и проектирования. Если у вас возникли сложности при определении геотехнической категории – напишите нам.