Опыт уточняющей корректировки расчетных схем и расчетного сопровождения строительства монолитных многоэтажных зданий с применением возможностей ПК «SCAD» - презентация

1 Опыт уточняющей корректировки расчетных схем и расчетного сопровождения строительства монолитных многоэтажных зданий с применением возможностей ПК «SCAD» к.т.н С.К Романов к.т.н В.В Ходыкин (Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет, ООО МСК «Мост-К»)

2

3

4

5

6 Сверхнормативные отклонения в прочности материалов и технологии производства работ Необоснованное уточнение расчетной схемы норма Расчётная схема (нагрузки, геометрия сечения, размеры элементов) Прочностные характеристики

7 Коэффициенты вариации расчётных процедур по железобетону (по А.С. Лычеву) Вид расчёта V Прочность нормальных сечений при изгибе 0,0765 То же, при внецентренном сжатии 0,09 Прочность наклонных сечений 0,146 Момент трещинообразования в нормальных сечениях при изгибе 0,088 Ширина раскрытия трещин в нормальных сечениях при изгибе и внецентренном сжатии 0,372 То же, в наклонных сечениях 0,63 Кратковременный прогиб 0,15 Длительный прогиб 0,201 Полный прогиб 0,615 Длина зоны передачи напряжений 0,289

8 …приходится смириться с тем, что большинство массовых расчетов будет выполняться по схемам, для которых адекватность реальной работе сооружения достаточно сомнительна, и необходимая «балансировка» будет достигаться путем использования некоторых усредненных поправочных коэффициентов (таких, как коэффициент условий работы), значения которых обосновываются экспериментально. В этих условиях еще большему сомнению следует подвергнуть увлечение использованием переусложненных расчетных схем. (А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. «Повышение качества расчетных обоснований проектов»)

9 ГОСТ (СТ СЭВ ) Группа Ж02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ Основные положения по расчету Reliability of constructions and foundations. Principal rules of the calculations ОКСТУ 5870 Дата введения Учет условий работы 4.1. Возможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементов конструкций, соединений, зданий и сооружений и их оснований, а также изменения свойств материалов вследствие влияния температуры, влажности, длительности воздействия, его многократной повторяемости и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, учитываются коэффициентами условий работы γ d. 4.2.Коэффициенты условий работы могут учитывать факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологических воздействий Коэффициенты условий работы и способ их введения в расчет устанавливаются на основе экспериментальных и теоретических данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ. Проект нового СНиП «Надежность строительных конструкций и оснований 9. УСЛОВИЯ РАБОТЫ МАТЕРИАЛОВ, КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ 9.1. Возможные отклонения принятой расчетной схемы строительного объекта от условий его реальной работы следует учитывать за счет введения коэффициентов условий работы γ d Коэффициенты условий работы необходимо устанавливать в нормах, регламентирующих расчет конструкций и оснований, на основе экспериментальных и теоретических данных, а так же данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ.

10 БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Основные положения СНиП Для конструкций сложной конфигурации (например, пространственных), кроме расчетных методов оценки несущей способности, трещиностойкости и деформативности, могут быть использованы также результаты испытания физических моделей. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ Основные положения по расчету Reliability of constructions and foundations. Principal rules of the calculations 1.7. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных решений, расчет конструкций и оснований может производиться на основе специально поставленных теоретических или экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.

11 1,09 1,33 1,49 1 1, Коэффициент вариации прочности бетона V, % Коэффициент перехода от класса бетона, МПа, к средней прочности при обеспеченности 0,95 0,95 Зависимость между коэффициентом вариации прочности бетона и коэффициентом перехода от класса бетона к средней прочности Класс бетона определяется по формуле: гдеR m –средняя прочность бетона по результатам испытаний; t α –коэффициент Стьюдента; V–коэффициент вариации прочности.

12 Распределение коэффициентов вариации прочности бетона Изменение коэффициента вариации прочности бетона во времени, отражающее улучшение его статистических характеристик Изменение коэффициента вариации прочности бетона в историческом плане (минимальные, средние, максимальные, значения)

13 Колонны 5-го этажа Колонна в осях испытания испытания Прочность бетона Колонна в осях испытания испытания Прочность бетона Колонна в осях испытания испытания Прочность бетона 3/4-С/ З/4-Г/ И/4-12/ /4-П/ Л/4-4/ Н/4-10/ П/4-3/ А/4-7/ Н/4-11/ К/4-1/ /4-Д/ Р/4-10/ К/4-З/ /4-Д/ Р4-11/ Д/4-3/ /4-Ж/ Т/4-10/ Д/4-1/ /4-Ж/ R

14 Исходный бетон М300 Требуемый класс бетона по проекту В22,5 Статистическая оценка прочности бетона колонн 5-го этажа на объекте: «Жилой дом по ул. Тимирязева 6-4, I очередь строительства» Фактический класс бетона В24,5

15

16

17 Гостиничный комплекс «Ока»

18

19

20 СП Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений Достоверными методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые испытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью плоских горизонтальных штампов площадью 2500–5000 см 2, а также в скважинах или в массиве с помощью винтовой лопасти-штампа площадью 600 см 2 (ГОСТ 20276) В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных приборах и приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248). Для сооружений I и II уровней ответственности значения Е по лабораторным данным должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же фунта штампами (см ). Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения Е только по результатам компрессии, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов т k, приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные глинистые грунты с показателем текучести 0 < I L < 1, при этом значения модуля деформации по компрессионным испытаниям следует вычислять в интервале давлений 0,1–0,2 МПа. Таблица 5.1 Вид грунта Значения коэффициента т k при коэффициенте пористости е, равном 0,45-0,550,650,75 0,85 0,951,05 СупесиСуглинкиГлины45–3,54, ,5–2,55–24,5 Примечание – Для промежуточных значений е коэффициент m k определяют интерполяцией.

21 Схема статических испытаний

22 График зависимости перемещений S от нагрузки F сваи 73 Нагрузка F, кН Переме- щение S, мм Нагрузка F, кН Переме- щение S, мм , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,64 Таблица отсчетов реперов сваи 73, мм

23

24

25 Оборудование и применяемые измерительные приборы для определения фактической несущей способности грунта под фундаментной плитой Оборудование: - штанги длиной 1 метр, диаметром 89 мм - штамп диаметром 120 мм, толщиной 20 мм - механизм погружения - гидравлическая установка из двух гидроцилиндров с насосной станцией. Приборы измерения: - манометр МПЗ-УУ2 типа 0-60 кгс/см2 - индикаторы часового типа ИЧ ПС диапазон измерений от 0 до 50 мм

26 Описание процесса продавливания грунта с измерением перемещений штанги и прилагаемых нагрузок Измерения нагрузок и перемещений выполняются на участках скважины с шагом 1 м., начиная от подошвы фундамента до 15 м включительно. Переход от предыдущего к следующему измерению производится путем продавливания штампа на следующий горизонт. Нагружение штампа производится ступенями по 200 кг каждая, которая соответствует давлению на измерительном манометре 1 кгс/см2. Нагружение ступенями производится от 0 до того критического показателя, при котором перемещение штампа не останавливается (график 1). По показателям нагрузок и перемещений вычисляется модуль деформаций по формуле где: Е – модуль деформации; Р – полная нагрузка на штамп в кг, взятая в конце прямолинейного участка на графике; S – конечная осадка в см, соответствующая нагрузке Р, взятая по тому же графику; d – диаметр кругового штампа в см; μ – коэффициент Пуассона. Среднее значение μ Грунты Коэффициент поперечной деформации μ Пески0,28 Супеси0,31 Суглинки0,37 Глины0,41 Результаты измерений сводятся в таблицу

27 Таблица результатов Условная отметка от подошвы плиты, м Е, кг/см 2 Номера скважин ,098,0105,0108,094,052,0100,0100,0 -290,045,0100,0100,0 -390,040,083,0100,0 -485,056,074,0105,0 -564,059,070,0105,0 -666,092,064,0114,0 -792,0123,068,0136,0 -892,0127,090,0140,0 -997,0103,0117,0150, ,0110,0130,0155, ,0114,0138,0172, ,0130,0180,0185, ,0140,0180,0185, ,0150,0190,0196, ,0160,0190,0196,0 Зависимость модуля деформации грунта от глубины