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

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

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

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

60.0Р 40.1X1 » 00 0.00 »09 -«О ОО «ООО » 00 100.00 I»» 140,00 160.00 |"1|Г* т|

То*а1

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.