Потеря несущей способности это: Огнестойкость строительных конструкций. Группы огнезащитной эффективности

Огнестойкость строительных конструкций. Группы огнезащитной эффективности

Пределы огнестойкости строительных конструкций

Предел огнестойкости строительной конструкции — показатель сопротивляемости конструкции огню. Определяется по результатам огневого испытания и представляет собой время (в минутах) до появления одного или нескольких признаков предельных состояний по огнестойкости:

• потеря несущей способности конструкции или ее узлов (R) — характеризуется обрушением конструкции или возникновением критических деформаций, недопустимых для ее дальнейшей эксплуатации (например R30, R45, R60, R90, R120)
• потеря теплоизолирующей (ограждающей) способности (I) — характеризуется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (например I30, I45, I60, I90)
• потеря целостности конструкции (E) — проявляется в образовании сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или открытое пламя (например E30, E45, E60, E90)

Примеры обозначений предела огнестойкости конструкций

• R 45 — предел огнестойкости 45 мин по потере R
• RE 60 — предел огнестойкости 60 мин по потере R и Е независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее
• REI 90 — предел огнестойкости 90 мин по потере R, Е и I в независимости от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее

Цифровой показатель в обозначении предела огнестойкости строительной конструкции должен соответствовать одному из следующих значений: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 360.

Повышение пределов огнестойкости достигается методами огнезащиты.

Различают фактический и требуемый пределы огнестойкости:

• требуемая огнестойкость — это тот минимальный предел огнестойкости, которым должна обладать строительная конструкция, чтобы удовлетворять требованиям пожарной безопасности. Устанавливается в соответствии с ведомственным или отраслевым нормами проектирования.
• фактический предел огнестойкости — определяется на основе огневых испытаний или расчетным путем

Огнезащитная эффективность средств огнезащиты

металлических конструкций

Огнезащитная эффективность — это сравнительный показатель средства огнезащиты, который характеризуется временем в минутах от начала огневого испытания до достижения критической температуры 500 °С стандартного образца стальной конструкции с огнезащитным покрытием.

Группа огнезащитной эффективности устанавливается по результатам испытаний в соответствии с методикой ГОСТ 53295. При этом стальная колонна двутаврового сечения №20 (или профиля №20Б) высотой 1,7 м или стальная пластина с размерами 600 × 600 × 5 мм обрабатываются огнезащитным составом в соответствии с технологией его применения и испытываются на установке для определения огнестойкости в соответствии с ГОСТ 30247.0. На поверхности образца в трех местах устанавливаются термопары для контроля температуры. При этом фиксируется время, в течение которого поверхность металлоконструкции достигла критической температуры 500 °С.

Группа огнезащитной эффективности определяется по времени достижения металлической конструкцией критической температуры.

Группы огнезащитной эффективности средств обработки стальных конструкций

• 1 группа — не менее 150 мин
• 2 группа — не менее 120 мин
• 3 группа — не менее 90 мин
• 4 группа — не менее 60 мин
• 5 группа — не менее 45 мин
• 6 группа — не менее 30 мин
• 7 группа — не менее 15 мин

Группа огнезащитной эффективности для данного средства огнезащиты зависит от многих факторов, в том числе от толщины покрытия и приведенной толщины металлоконструкции.

Приведенная толщина — это отношение площади поперечного сечения металлической конструкции к периметру обогреваемой поверхности.

Огнезащитная эффективность средств

защиты древесины

Огнезащитная эффективность составов для обработки деревянных конструкций характеризуется потерей массы обработанного составом образца древесины при огневом испытании.

Группы огнезащитной эффективности средств обработки деревянных конструкций

• 1 группа — состав обеспечивает получение трудносгораемой древесины (потеря массы образца при огневом испытании составляет не более 9%)
• 2 группа — состав обеспечивает получение трудновоспламеняемой древесины (потеря массы опытного образца при огневом испытании должна составлять не более 25%)
• 3 группа — огнезащитный состав не обеспечивает огнезащиту древесины (потеря массы образца составляет более 25%)

Потеря — несущая способность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Потеря — несущая способность

Cтраница 1

Потеря несущей способности определяется обрушением конструкции или возникновением предельных деформаций и обозначается индексом R. Потеря ограждающих функций определяется потерей целостности или теплоизолирующей способности.  [1]

Потеря несущей способности ( R) вследствии обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций, значения которых приведены в приложении А.  [2]

Потеря несущей способности усиленных стеклопластиковой обо — лочкой труб, по сравнению с неусиленными трубами, происходит при большем давлении. Разрушение при этом проявляется слабее.  [3]

Потеря несущей способности по варианту рис. 5.18, а может происходить с образованием пластического шарнира либо в конусе, либо в зоне сопряжения с сосудом.  [4]

Потеря несущей способности ( R) вследствии обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций, значения которых приведены в приложении А.  [5]

Потеря несущей способности определяется обрушением конструкции или возникновением предельных деформаций и обозначается индексом R. Потеря ограждающих функций определяется потерей целостности или теплоизолирующей способности.  [7]

Потеря несущей способности по варианту рис. 4.17, а может происходить с образованием пластического шарнира либо в конусе, либо в зоне сопряжения с сосудом.  [9]

Потеря несущей способности образца вследствие распространения коррозионной трещины [78]; видимое разрушение образца происходит в процессе испытаний.  [10]

Потеря несущей способности конструкции может быть вычислена с достаточной точностью методом предельных нагрузок для идеального упруго-пластичного материала стенки аварийного резервуара.  [11]

Потеря несущей способности конструкции может быть вычислена с достаточной точностью методом предельных нагрузок для идеального упруго-пластичного материала стенки аварийного резервуара.  [12]

Потеря несущей способности конструкций в процессе эксплуатации определяется по результатам натурных обследований, специальных испытаний и экспертной оценки.  [13]

Потеря несущей способности конструкций или оборудования в процессе эксплуатации определяется визуально и с помощью специальных испытаний; конструкции подлежат капитальному ремонту при потере 40 — 60 % несущей способности.  [14]

Потеря несущей способности тонкостенных конструкций может происходить в результате внезапного роста прогибов и деформаций, когда внешние нагрузки достигают критических значений. Такое явление называют потерей устойчивости, оно связано обычно с возникновением новых форм равновесия конструкции при значительных отклонениях от первоначального положения.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Огнестойкость строительной конструкции — Энциклопедия пожарной безопасности

Огнестойкость строительной конструкции – способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара. Показателем огнестойкости строительной конструкции является предел огнестойкости, который определяется временем (в мин) от начала огневого испытания при стандартном температурном режиме до наступления одного из нормируемых для данной конструкции предельных состояний: потери несущей способности (R) вследствие обрушения конструкции или достижения предельных деформаций; потери целостности (Е) в результате образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя; потери теплоизолирующей способности (I) вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до нормируемых для данного вида конструкции значений; превышения допустимой величины плотности теплового потока (W) на определённом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции.

Первые изыскания в области огнестойкости относятся к 1936, когда А.И. Фоломиным (Военно-инженерная академия им. В.В. Куйбышева) были проведены испытания щитового деревянного междуэтажного перекрытия в огневой печи. В 1939-1940 М.Я. Ройтман (ФИПО) изучал прочностные характеристики бетонов при воздействии высокой температуры. Систематические научные исследования огнестойкости строительных конструкций были начаты в 1946 Н.А. Стрельчуком (ЦНИИПО МВД СССР), В.И. Мурашовым (НИИЖБ), Д.М. Корельским (ГУПО МВД СССР). Работы по созданию экспериментальной базы для исследования в области огнестойкости строительных конструкций проводились сотрудниками ЦНИИПО во главе с А.И. Милинским: В.П. Бушевым, В.А. Пчелинцевым, B.C. Федоренко и А.И. Яковлевым. Ими были разработаны современные испытательные установки, создана методология проведения испытаний строительных конструкций на огнестойкость, разработаны расчётные методы определения пределов огнестойкости различных типов несущих и ограждающих строительных конструкций, даны рекомендации по повышению огнестойкости вновь проектируемых строительных конструкций.

В 1951-1988 год систематические работы в области огнестойкости строительных конструкций осуществлялись под руководством доктора технических наук А.И. Яковлева. Научно-исследовательские работы в области огнестойкости строительных конструкций не теряют своей актуальности и в настоящее время в связи с применением в строительстве новых видов конструкций как отечественного, так и зарубежного производства.

Литература: СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений.

Несущая способность конструкции — это… Что такое Несущая способность конструкции?

Несущая способность конструкции

Несущая способность конструкции

способность конструкции выдерживать нагрузку, обеспечивая нормальное функционирование изделия. Н. с. авиационной конструкции определяется нагрузкой, приводящей конструкцию к так называемому предельному состоянию. Такая нагрузка вызывает местное или общее разрушение (см. Разрушение конструкции), появление трещин, недопустимых перемещений и деформаций элементов. Н. с. рассматривают при статических, динамических и повторных нагрузках, а также для неповреждённой и повреждённой конструкций.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

.

• Несущая поверхность
• Несущий винт вертолёта

Полезное

Смотреть что такое «Несущая способность конструкции» в других словарях:

• Несущая способность — – максимальная нагрузка, которую могут нести строительные конструкции, их элементы, а также грунты оснований без потери их функциональных качеств. [Словарь архитектурно строительных терминов] Несущая способность – максимальный эффект… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ — понятие пластичности теории. Н. с. характеризуется предельной комбинацией нагрузок, при к рых начинается неограниченное возрастание пластич. деформации конструкции из идеальнопластич. материала. Во многих случаях имеет смысл рассматривать Н. с.… …   Физическая энциклопедия

• Несущая способность сооружения — – характеристика сооружения, которая выражается величиной нагрузки, отвечающей предельному состоянию сооружения по прочности. [Строительная механика. Терминология. Выпуск 82. Изд. «Наука» М.1970] Несущая способность сооружений –… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Несущая способность при потере устойчивости — – наименьшая критическая сила, определенная при идеализированных упругих свойствах материала, идеальной геометрии, идеального приложения нагрузки, идеальном опирании, изотропности материала и отсутствия остаточных напряжений (расчет LBA).… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• несущая способность в течение 30 или 60, 90, 120, 180, 240 мин стандартного огневого воздействия — R30 … — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы R30 … EN load bearing criterion for 30, 60, 90, 120, 180, 240 minutes in standard fire exposure …   Справочник технического переводчика

• несущая способность — 159 несущая способность Расчетная несущая способность опалубки и ее элементов (нагрузки с учетом всех коэффициентов запаса) Источник: ГОСТ Р 52086 2003: Опалубка. Термины и определения оригинал документа 3.11 несущая способность : Степень… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Несущая способность — Максимальная нагрузка, которую могут нести строительные конструкции, их элементы, а также грунты оснований без потери их функциональных качеств. Источник: Словарь архитектурно строительных терминов свойство земляного полотна и слоев дорожной… …   Строительный словарь

• Несущая способность — Максимальная нагрузка, которую могут нести строительные конструкции, их элементы, а также грунты оснований без потери их функциональных качеств …   Словарь строителя

• прочность (несущая способность) дорожной конструкции — 13 прочность (несущая способность) дорожной конструкции: Свойство, характеризующее способность дорожной конструкции воспринимать воздействие движущихся транспортных средств и погодно климатических факторов. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• нормативная несущая способность на скалывание — R90,k — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы R90,k EN characteristic splitting capacity …   Справочник технического переводчика

от чего зависит и как определить

При разработке противопожарных мер на стадии проектирования зданий и сооружений перед проектировщиками обязательно ставится задача по своевременной эвакуации людей и имущества в случае возникновения аварийной ситуации, а также возможность применения штатных средств пожаротушения и возможность своевременного прибытия соответствующих служб.

Успех перечисленных мероприятий будет зависеть от времени, которое сможет выдержать объект до начала разрушения. Время зависит от характеристик применяемых строительных материалов, условий эксплуатации сооружений. Все вышеперечисленное определяет устойчивость их к огню.

Характеристики степеней

Огнестойкость всего сооружения напрямую зависит от огнестойкости строительных конструкций. Чем выше этот параметр для каждой конструкции, тем дольше будет сопротивляться огню все здание. Для того чтобы можно было охарактеризовать ее, СНиП 21.09-97 выделяет пять базовых степеней огнестойкости.

Для каждой степени определены возможности применения определенных строительных материалов при изготовлении конструкций и требования к их обработке. Меньшей по нумерации степени соответствуют самые жесткие требования.

Определение степени огнестойкости зданий производится в соответствии с таблицами. Для этого необходимо знать, какие материалы применялись при строительстве.

В таблицах учтены материалы, применяемые для различных элементов конструкций:

• стен;
• перекрытий;
• фундаментов;
• отделки.

Конечно же, полученные результаты будут справедливы только при соответствии материалов ГОСТ.

Определение степени огнестойкости производится по таблицам СНиП 31-03-2001 для производственных зданий, СНиП 2.08.02-89 – для общественных зданий и сооружений, СНиП 31-01-2003 – для жилых строений.

Для пользования таблицами нужно воспользоваться такой характеристикой материала, как предел огнестойкости материалов и конструкций.

Соответствие степени огнестойкости

Для проверки зданий и сооружений на соответствие степени, производятся специальные исследования, и определяется требуемая и фактическая огнестойкость.

Требуемая определяется расчетом по нормативным документам (СНиП и СП) и должна учитывать назначение, категорию здания, условия эксплуатации, нормы обеспеченности техникой пожаротушения.

Фактическая устанавливается непосредственно по результатам проведенной пожарно-технической экспертизы. Здание признается соответствующим требованиям пожарной безопасности, если фактическая огнестойкость не ниже требуемой.

Понятие предела огнестойкости

Предел сопротивляемости огню для сооружений зависит, в первую очередь, от характеристик строительных материалов. Основной при этом считается предел огнестойкости – время сопротивления конструкции воздействию огня.

При этом конструкция должна обеспечить свое функциональное назначение и препятствовать распространению пламени. Сопротивляемость измеряется в минутах от начала огневого воздействия на материал до потери возможности нести функциональную нагрузку и ограничивать распространение пламени.

Этот параметр для применяемых материалов прямо влияет на степень огнестойкости строительных конструкций. Можно сказать, что предел – это время, в течение которого конструкция способна сопротивляться огню.

Применение материалов с более высоким пределом повышает общую пожарную безопасность объекта защиты.

Как определить

Чтобы определить предел сопротивляемости конкретной конструкции, можно воспользоваться СНиП II-2-80 и пособием к нему, изданным ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко ГОССТРОЯ СССР.

СНиП определяет методы исследований и проверок для фактического определения времени, в течение которого материалы сопротивляются воздействию огня. В пособии используются данные исследований, проведенных ранее, и определяется возможность использования материалов.

Любопытно, что очень часто предел сопротивляемости конструкций из сгораемых материалов выше, чем у не подверженных горению. Это объясняется тем, что он может устанавливаться в соответствии с разными требованиями, которые зависят от типа конструкции.

То есть при одинаковой несущей способности в обычных условиях, металлоконструкции для каркасов перегородок, которые сами по себе не горят, могут потерять несущую способность в результате сильного нагрева очень быстро, а массивные стойки из древесины, даже воспламенившись, будут некоторое время оставаться устойчивыми.

Объясняется это тем, что предел прочности металла в холодном состоянии почти в восемь раз выше, чем у древесины. В то же время деревянные стойки, имеющие большее сечение, будут сопротивляться огню, даже объятые пламенем, в течение более длительного времени.

Потеря несущей способности

Потеря несущей способности конструкций грозит обрушением здания. Поэтому к несущим стенам, междуэтажным перекрытиям, покрытиям зданий и лестничным маршам применяются требования по обеспечению заданного значения предела огнестойкости, при котором конструкции сохранят несущую способность в течение заданного времени.

При обозначении в документации этого требования используется буква R с добавлением цифрами времени устойчивости конструкций в минутах.

Например, R20 означает, что со времени начала пожара или воздействия огня, конструкция в течение 20 минут должна сохранить прочность, обеспечивающую несущую способность всего здания.

Потеря целостности

Для ненесущих и ограждающих конструкций устанавливаются требования по сохранению целостности в течение заданного времени. Это объясняется, как необходимостью обеспечить безопасную эвакуацию людей из помещений, так и недопущением проникновения внутрь здания большого количества воздуха, способного усилить развитие пожара.

В документации этот параметр обозначается буквой Е. Например, Е15 означает, что перегородки, выполненные из гипсокартона, должны препятствовать распространению огня из помещения в помещение в течение 15 минут. При этом сами перегородки не должны разрушаться.

Потеря теплоизолирующих свойств

Предел огнестойкости по потере изолирующих свойств должен рассчитываться для междуэтажных перекрытий и внутренних перегородок лестничных клеток. Это нужно для обеспечения безопасного нахождения и эвакуации людей на верхних этажах и на лестничных маршах.

Обозначается такая величина буквой I с добавлением после нее времени огнестойкости. Например, I15 означает, что конструкция в течение 15 минут не должна нагреваться и передавать тепло через материал в течение 15 минут.

К некоторым конструкциям могут применяться требования сразу по нескольким параметрам. Так, например, перекрытия в здании с II степенью огнестойкости должны иметь предел огнестойкости REI45.

Это значит, что в течение 45 минут перекрытия должны сохранять несущую способность, не потерять целостности и не допускать прогрева поверхности со стороны, обратной воздействию огня.

Для повышения предела сопротивляемости огню деревянные части покрывают специальными составами – антипиренами. Это позволяет увеличить предел огнестойкости древесины в два раза. Если же оштукатурить деревянные стойки, то данная характеристика вырастет в семь раз.

Металлические изделия покрывают составом, напоминающим по консистенции пену, в которой присутствует асбест. При затвердевании эта пена обволакивает металл, и в результате предел огнестойкости повышается в два раза.

Загрузка…

Другие полезные статьи:

Предел огнестойкости — статья АО «Стройсервис»

Предел огнестойкости — показатель сопротивляемости конструкции огню (огнестойкости).
Определяется по результатам огневого испытания. Выражается в количестве минут от начала испытания до проявления одного или последовательно нескольких признаков предельных состояний (нормируемых для данной конструкции):
Потеря несущей способности (R) строительной конструкции при пожаре соответствует её обрушению либо возникновению предельного прогиба или скорости нарастания предельных деформаций.
Потеря целостности (E) проявляется образованием в конструкции сквозных отверстий или трещин, через которые на обратную (необогреваемую) поверхность проникают продукты горения и (или) открытое пламя.
Потеря теплоизолирующей способности характеризуется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I) или достижением предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

Предел огнестойкости для заполнения проёмов в противопожарных преградах наступает при потере целостности (Е), теплоизолирующей способности (I), достижении предельной величины плотности теплового потока (W) и (или) дымогазонепроницаемости (S).

Пределы огнестойкости противопожарных преград

Наименование противопожарных преград	Тип противопожарных преград	Предел огнестойкости противопожарных преград, не менее	Тип заполнения проёмов в противопожарных преградах	Тип тамбур-шлюза
Стены	1	REI 150	1	1
	2	REI 45	2	2
Перегородки	1	EI 45	2	1
	2	ЕI 15	3	2
Перекрытия	1	REI 150	1	1
	2	REI 60	2	1
	3	REI 45	2	1
	4	REI 15	3	2

Данная информация взята из следующих источников:
1) Технический регламент о требованиях пожарной безопасности
2) Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения». Справочник: в 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Асс. «Пожнаука», 2004. — Ч.I. — 713 с. — ISBN 5-901283-02-3, УДК (658.345.44+658.345.43)66.

Деревянные конструкции. Пределы огнестойкости. Методики расчета

Деревянные конструкции. Пределы огнестойкости. Методики расчета

В строительстве применяются ограждающие и несущие конструкции, выполненные с примением древесины и древесных материалов.

Соединение деревянных конструкций выполняется с помощью гвоздей, шурупов, саморезов, гвоздевых пластин, хомутов, врубку без помощи специальных приспособлений. Наиболее надежным является нагельное соединение с помощью болтов (нагелей), врубку.

Широкое применение получили деревянные клееные конструкции: балки, фермы, панели и т.д.

Клееные балки (ЛВЛ) выполняются из слоев лущеного шпона толщиной 33 и 42 мм после фрезерования с отношением высоты к ширине поперечного сечения h/b=6-8. В последнее время в практике строительства применяются армированные клееные балки. В сжатую и растяную зоны таких балок, в заранее профрезерованные отверстия вклеивается стальная арматура периодического профиля класса A-II, A-III. Армирование балок позволяет увеличивать их несущую способность и жесткость во время эксплуатации.

Клеефанерные балки, по сравнению с дощатокленными, имеют более рациональное распределение материала по сечению. Пояса в таких балках выполняются из досок, а стенки из ОСП (ориентированно-стружечная плита) толщиной не менее 20 мм. Поперечное сечение клеефанерных балок может быть коробчатым или двутавровым. Чтобы предотвратить потерю устойчивости плаской фанерной стенки из её плоскости, стенку укрепляют ребрами жесткости из досок.

Причиной обрушения деревянных элементов конструкции во время пожара является обугливание части сечения. Действующая на деревянный элемент или конструкцию нагрузка воспринимается необугленной частью сечения, уменьшение размеров которого во время пожара способствует снижению несущей способности элемента. Огневые испытания показали, что изгибамемые деревянные элементы или конструкции, к которым относятся балки, могут разрушиться не только в сечении, где действует максимальные нормальные напряжения от изгиба, но и в их опорных зонах, где наблюдатся действие максимальных касательных напряжений.

Это объясняется том, что прочность древесины на действие касательных напряжений, способствующих её скалыванию вдоль волокон, а также прочность клеевого шва в условиях температурного воздействия при пожаре снижается быстрее, чем изгибная прочность древесины.

Результаты огневых испытаний, проведенных в ЦНИИСК им. Кучеренко, показали что предел огнестойкости клееных балок с размерами сечения 200х200 мм, 130х200 мм, 130х400 мм, при действии сосредоточенных гагрузок, расположенных в 1/3 пролета конструкции, составляли 27-28 мин. При соотношении размеров поперечного сечения h/b>6 в условиях пожара может наблюдаться потеря плоской формы устойчивости балки.

Несущая способность армированных балок при пожаре меньше чем у неармированных. Это объясняется низкой термостойкостью эпоксидных клеев при прогреве их до температуры 80-100С. С учетом защитного слоя древесины толщиной 20-40 мм прогрев клеевого шва в армированных балках до критической температуры происходит  через 20-25 мин после начала  действия «стандартного пожара».  Из рассмотренных конструктивных решений балок наиболее пожароопасными являются клеефанерные балки, что объясняется небольшими размерами поперечных сечений их элементов. Обрушение клеефанерных балок в условиях  пожара может произойти за счет исчерпания несущей способности растянутого нижнего пояса, разрышения клеевого шва, крепящего деревянный пояс к фанерной стенке, а также выхода из строя сомай фанерной стенки. Наличие пустот в балках коробчатого сечения способствуют распространению огня по конструкции.

При определении предела огнестойкости балок из условия прочности по нормальным напряжениям необходимо учитывать, что балка с переменной по длине высотой, в отличие от балки с непостоянной высотой, сечение где действуют максимальные нормальные напряжения от изгиба не совпадают с сечением , в котором рассматривается действие максимального момента. Так для двускатной шарнирно-опертой балки, воспринимающей равномерно распределенную нагрузку, сечения с максимальными нормальными напряжениями распологаются от опор на расстоянии x=lhо/2h.

 

К балочным плоскостным сквозным конструкциям относятся различные типы ферм. Достоинством ферм, по сравнению с балками, является наиболее рациональное распределени материала в виде поясов и элементов решетки, что способствует снижнию материалоемкости этих конструкций. Однако большое количество узлов и, в связи с этим, наличие жестких требований к точности изготовления ферм увеличивает трудоемкость их производства. Стропильные деревянные фермы применяются для перекрытия пролетов от 9 до 40 м. В большинстве случаев применяются металлодеревянные фермы, в которых сжатые элементы решетки и верхний пояс изготавливают из клееной или цельной древесины, а растянутые элементы решетки и нижний пояс выполнены из профильной или круглой стали. 

 

Дощатоклееными рамами в зданиях различного назначения перекрываются пролеты от 12 до 30 м. В строительстве применяются двухшарнирные и трехшарнирные рамы. Среди различных типов двухшарнирных рам наибольшее распространение получили рамы с жестко закрепленными в основание стойками. Высота стоек таких рам может превышать 4 м.

 

Гнутоклееные рамы изготавливают из досок толщиной 16-25 мм после фрезерования с радиусом гнутья 2-4 м и высотой стоек до 3,5 , что обеспечивает условия перевозки транспортом. Гнутоклееные рамы пролетом 58 м были использованы при строительстве крытого дворца спорта на 4000 мест в г. Твери. Предел огнестойкости арок и рам выше чем у ферм, что объясняется более мощными сечениями их элементов. Исчерпание несущей способности этих конструкций при огневом воздействии может наступить из-за потери прочности клееных элементов в сечениях, где действует максимальный изгибающий момент, а также за счет потери устойчивости плоской формы сечения в результате обрушения связей или элементов ограждения, выполняющего роль связей. Кроме этого, как показал пожар в здании легкоатлетического манежа «Трудовые резервы» в г. Минске, отказз арок и рам может произойти из-за потери несущей способности узлов. В условиях пожара более опасными являются арки, в которых распор воспринимается стальной затяжкой, обладающей низким пределом огнестойкости. 

При оценке пределов огнестойкости арок и рам необходимо учитывать, что деревянные этих конструкций работают в условиях сложного сопротивления от совместного действия нормальной силы сжатия и изгибющего момента. В арках максимальный момент возникает в 1/4 пролета конструкции, от совместного действия на всем пролете постоянной нагрузки (собственный вес арки и вес ограждающих конструкций) и снеговой нагрузки, расположенной на половине или части пролета.Максимальный момент в рамах наблюдается в зоне их карнизов при совместном действии постоянной и снеговой нагрузок на всем пролете конструкции.

Факторы, определяющие огнестойкость деревянных конструкций. Модели.

В условиях пожара снижение несущей способности деревянных конструкций определяется снижение несущей способности их деревянных элементов и узловых соединений этих элементов. Снижени несущей способности деревянных элементов конструкций происходит из-за обугливания древесины, что приводит к уменьшению размеров рабочего сечения их элементов, способного воспринимать действующие нагрузки, а также из-за изменения прочности древесины в необуглившейся части сечения. На изменение несущей способности узловых соединений при пожаре оказывает влияние как обугливание древесины, так и снижение прочности стальных элементов, используемых в конструкциях этих содинений (нагели, стальные накладки, башмаки).

По результатам исследований, проведённых ВНИИПО МВД РФ, предложена следующая физическая модель обугливания древесины деревянных конструкций при воздействии на них «стандартного» пожара, включающая два этапа. В ссответствие с рисунком 4.18,а первый этап процесса характеризуется интенсивным прогревом поверхностных слоев древесины, вызывающим выпаривание влаги, находящейся в древесине, в окружающую среду и перемещением её в глубь сечения элемента. При этом образуется три характерные зоны, в первой из которых наблюдается частичная деструкция древесины, а значения температур на границах этой зоны соответственно равны: t1<300С и t2>175С. Во второй зоне при t2>100С проиходит фазовое превращение влаги в пар. В третьей зоне темпратура в древесине колеблется в пределах 20 < t < 100 С. Через 3 — 5 минут после начала теплового воздействия по режиму «стандартного» пожара на поврехности дрвесины с относительной влажностью не более 9% температура достигает 280-300С. При этом начинается карбонизация поверхностных слоев древесины, которая теряет свои первоначальные механические свойства. Согласно рассматриваемой модели начинается второй этап процесса (рис. 4.18,б), где помимо зон 1, 2 ,3 рассматривается зона 0, в которой при t >300 С образуется слой угля с неоднородной пористой стуктурой с усадочными трещинами. Этот переугленный слой древесины обладает более низкими, по сравнению с небугленной древесиной, теплофизическими характеристиками: коэффициентом теплопроводности , удельной теплоемкостью . Процесс обугливания происходит последовательно, распространяясь от поверхностных слоев вглубь сечения элемента, что приводит к уменьшению его размеров. 

Скорость обугливания различных пород древесины колеблется в пределах от 0,6 до 1,0 мм/мин и зависит от: изменения и продолжительности температурного режима; плотности и влажности древесины; количества сторон обогрева деревянного элемента, а также размеров его сечения и шерховатости поверхности. С увеличением плотности, влажности древесины и размеров сечения деревянного элемента скорость обугливания снижается, а с увеличением темпратуры нагревающей среды при пожаре, притока воздуха, количества сторон обогрева сечения и шерховатости поверхности их плоскостей скорость обугливания древесины возрастает. По сравнению с клееной древесиной, скорость обугливания цельной древесины выше. С увеличением продолжительности температурного воздействия скорость обугливания снижается.

Для элементов прямоугольного сечения скорость обугливания древесины зависит от отношения высоты сечения h к его ширине b. Так при обогреве элемента стрех сторон при h/b=1 (квадратное сечение) скорость обугливания V боковых гранений равна скорости обугливания нижней грани (Vбок=V), а для отношения h/b=3,4 — Vниз = 1,3Vбок.

Наименьший размер сечения, мм	Скорость обугливания древесины V, мм/мин
	клееной	цельной
120 мм и более	0,6	0,8
Менее 120 мм	0,7	1,0

Обработка поверхности элементов деревянных конструкций огнезащитными составми задерживает начало обугливания древесины и не влияет на скорость её обугливания. В элементах прямоугольного сечения более интенсивно обугливаются углы сечений, скругление которых наблюдается через 10-15 мин после начала карбонизации древесины. При тепловом воздействии на элементы деревянных конструкций кроме уменьшения размеров рабочего сечения в результате обугливания древесины наблюдается снижение её прочности и упругих характеристик. Неравномерное распределение температуры по сечению приводит к тому, что величины механических и теплофизических характеристик в различных точках данного сечения изменяются неодинаково. Зависимость изменения прочности и модуля упругости необуглившейся древесины от температуры, по результатам проведенных исследований, показаны на рис. 4.19.

Методика расчета СП 64.13330.2011

В приложении К «Пожарно-технические требования к конструкциям из древесины» Свода правил СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (Актуализированная редакция СП II-25-80) приведены основные закономерности расчета пределов огнестойкости деревянных конструкций:

— температура начала обугливания древесины составляет 270 С;

— эта температура достигается на поверхности древесины через 4 мин поле начала стандартного теплового воздействия пожара;

— условная скорость обугливания (скорость перемещения фронта обугливания), включающая влияние угловых закруглений, для древесины хвойных пород ледует принимать постоянной, равной 0,7 мм/мин;

— за фронтом обугливания температура древесины снижается по гиперболическому закону;

 Расчетное сопротивление древесины в условиях пожара определяется по формуле

где mдл = 0,8 — учитывает время пожара 15-120 мин.

Методика расчета (И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, А.Ю. Фролов)

В таблицах 12 и 14 Пособия к СНиП II-2-80 даны значения пределов огнестойкости и пределов распространения огня, полученных экспериментальным путем, для различных типов несущих и ограждающих конструкций, выполненных из древесины и материалов на её основе. Однако необходимо учесть, что в этих таблицах не указаны причины и места разрушений рассматриваемых конструкций при огневом воздействии. К таким причинам относят уровень нагрузки, действующей на конструкци, и вид напряженного состояния. Отсутствие этих данных затрудняет более точную оценку возможности применения рассматриваемых типов деревянных конструкций при строительстве объектов с точки зрения требований противопожарных норм, а также разработку мероприятий по их огнезащите. Кроме того, в указанных таблицах представлена далеко не вся номенклатура конструкций, изготовленных из клееной или цельной древесины, которые применяются в практике строительства. В связи с этим, в ряде случаев, возникает необходимость оценить несущую способность и предел огнестойкости деревянных конструкций расчетным путем.

Расчет предела огнестойкости элементов деревянных конструкций

Изменение в условиях пожара прочностных, а для древесины и геометрических характеристик сечений, способствует снижению несущей способности элементов и узлов деревянных конструкций. Нормальные и касательные напряжения в сечениях при этом увеличиваются. Предельное состояние элемента деревянных конструкций при пожаре наступает в случае достижения нормальными (касательными) напряжениями от нормативной нагрузки значения величины нормируемой прочности (расчетного сопротивления) или снижения несущей способности элемнта до величины внутреннего силового фактора. На рисунке 4.21 показаны графики изменения напряжений в сечении элемента от глубины обугливания древесины и снижения их несущей способности от времени действия пожара.

Несущая способность — обзор

7.4 Несущая способность глубоких фундаментов

Несущая способность сваи, также называемая предельным сопротивлением или предельной нагрузкой, состоит из полностью развитого сопротивления вала (сопротивление сдвигу, создаваемое вдоль вала) и сопротивления схождения (сопротивление генерируется в основании сваи) в ответ на осевую нагрузку и может быть вычислено, как показано в формуле. (7.1).

(7.1) Ru = Rt + Rs = rtAt + rsAs

где

R _u = несущая способность сваи

R _t = сопротивление сносу

R _с = сопротивление вала

r _t = единичное сопротивление сносу

r _с = единичное сопротивление вала

A _t = площадь поперечного сечения носка сваи

A _s = окружная площадь сваи

Относительная величина сопротивления вала и носка будет зависеть от геометрия сваи, взаимодействие с грунтом и тип профиля геоматериала.В связных грунтах сопротивление вала, как правило, преобладает, тогда как в несвязных грунтах сопротивление пальцам формирует основную часть несущей способности сваи.

Различные подходы к определению несущей способности свай попадают в одну из пяти категорий:

1.

Статический анализ: рассмотрение механизма разрушения свай и применение параметров грунта в анализе эффективных или общих напряжений (ESA или TSA )

2.

Методы, использующие проникающие испытания на месте в качестве дополнительного подхода к статическому анализу — прямые или косвенные методы

3.

Полномасштабное испытание на статическую нагрузку сваи

4.

Динамический анализ (на основе анализа волнового уравнения) и испытание на динамическое нагружение [с помощью анализатора забивки сваи (КПК) или быстрого испытания нагрузки и анализа измерения]

5.

Численные методы, моделирование на основе различных моделей грунта

Статический анализ определяет механизм разрушения свай и основан на теории несущей способности или расширения полости.Однако эти теории не учитывают эффекты сжимаемости грунта, изменение объема, связанное со сдвигом, и зависимость угла трения от среднего давления, а также дилатансию грунта. Следовательно, без соответствующего опыта или отсутствия адекватной инженерно-геологической оценки расчетные мощности могут быть ошибочными. Кроме того, трудность определения надежных и репрезентативных значений параметров грунта на месте с помощью лабораторных испытаний ставит под сомнение применимость традиционных подходов статического анализа к расчету и проектированию свайных фундаментов (Eslami and Fellenius, 1997; Randolph, 2000).

В качестве дополнительного инструмента к статическому анализу для определения несущей способности сваи могут быть реализованы методы испытаний на месте . В последние годы методы испытаний на месте показали более широкое использование для геотехнического проектирования. Это связано с быстрым развитием инструментов тестирования на месте, улучшенной оценкой реального поведения почв и последующим осознанием некоторых ограничений и недостатков обычных лабораторных испытаний (Wroth, 1988).

Среди многих методов испытаний на месте для исследования площадки, стандартный тест на проникновение (SPT) и тест на проникновение конуса (CPT) более распространены для проектирования свай.SPT по-прежнему является наиболее часто используемым испытанием на месте во время инженерно-геологических изысканий. Однако существует много проблем и ограничений для использования SPT в отношении интерпретации и воспроизводимости. Напротив, CPT прост, быстр, относительно экономичен и обеспечивает непрерывную запись с глубиной. Результаты поддаются интерпретации как на эмпирической, так и на аналитической основе. Таким образом, CPT становится предпочтительным типом испытаний на проникновение для анализа свай.

Из-за сходства между CPT и сваями, а также преимуществ CPT как полезного инструмента геотехнических исследований, оценка емкости сваи по данным CPT была одним из первых применений конусного пенетрометра.Важно отметить, что во время исследований площадки, особенно в сложных или проблемных подземных условиях, зондирование CPT обеспечивает непрерывные записи в глубину, что является большим источником данных, которые можно использовать для оценки несущей способности.

По аналогии с конусным пенетрометром в качестве модельной сваи, измеренное сопротивление конуса и трение втулки можно использовать для оценки сопротивлений пальца и вала, соответственно. Измеряя CPT с глубиной, можно получить почти непрерывный профиль.Следовательно, будут устранены проблемы предоставления репрезентативных ненарушенных образцов, наряду с определением правильных значений требуемых параметров почвы с помощью обычных лабораторных испытаний. Кроме того, нет необходимости оценивать промежуточные параметры, такие как K _s (коэффициент вала) и N _q (коэффициент схождения) для оценки несущей способности сваи.

Испытания на статическую и динамическую нагрузку путем интерпретации и анализа или численного моделирования имеют значительные преимущества и, конечно же, несколько ограничений.На начальном этапе геотехнического проектирования конфигурация свай, включая тип, длину, диаметр, расположение групп и установку, определяется и оценивается статическим анализом с использованием аналитических подходов или методов испытаний на месте.

Следует отметить, что, несмотря на ограниченность подходов к статическому анализу, их следует рассматривать как неотъемлемые и неотъемлемые этапы проектирования свайных фундаментов. Другими словами, их нельзя полностью заменить ни динамическими подходами, ни статическими нагрузочными тестами.Несмотря на то, что в проектах, в которых испытание свай под нагрузкой является экономически оправданным, первоначальная оценка несущей способности сваи для определения приблизительных характеристик сваи выполняется с помощью подходов статического анализа.

Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Рассел Бейли, П.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно воспользуюсь вашими услугами снова.

проеду по вашей компании

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком с

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения. «

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получение викторины. «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

Получил массу удовольствия «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

по «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим упором на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

легко и доступно

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание действительно потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роадс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением ожидаю сдачи дополнительных

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро проезд

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы высоко рекомендовал

вам на любой ЧП нужно

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово

по ваш промо-адрес который

пониженная цена

на 40%. «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! »

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, материал был кратким, а

хорошо организовано. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике в Нью-Джерси были очень хорошими.

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину. «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться.

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой. »

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность скачать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, который требует

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много разные технические зоны за пределами

своя специализация без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Экспериментальное исследование характеристик несущей способности и деформации грунта сваи с шейкой с крышкой с использованием технологии прозрачных грунтов

В этой статье будет использована технология эксперимента с прозрачным грунтом для изучения влияния неглубокой сужения на вертикальную несущую способность одинарной сваи с крышкой. Модельный эксперимент проводится на одной целой свае и девяти сваях с неглубокой шейкой.Получены кривые осадки всех свай, которые используются для исследования несущих характеристик свай. Поля смещения грунта вокруг свай используются для исследования причин потери вертикальной несущей способности свай с неглубокой шейкой. Вертикальная несущая способность значительно снижается из-за неглубокой шейки. Когда осевой размер шейки такой же, чем больше радиальный размер, тем больше потеря вертикальной несущей способности. Когда радиальный размер шейки такой же, чем больше осевой размер, тем больше потеря вертикальной несущей способности.Грунт возле ствола сваи и под крышкой сваи создает большую площадь вертикальной деформации вниз, что приводит к значительному уменьшению относительного смещения между стволом сваи и почвой. Поэтому в сваях с оголовьем легко возникает отрицательное трение, что приводит к снижению вертикальной несущей способности свай. Когда радиальный размер неглубокой шейки составляет 80% диаметра сваи, сваю легко повредить.

1. Введение

С быстрым развитием подземного пространства свайный фундамент широко используется в гражданском строительстве из-за его высокой несущей способности, небольшой осадки и т. Д.Однако в связи с технологией строительства, геологическими условиями площадки, строителями, процедурами эксплуатации и другими причинами сваи склонны к развитию различных дефектов. Вероятность дефектной сваи составляет около 9,1% для буронабивных свай [1]. Сужение сваи является одним из основных дефектов, которые могут привести к потере вертикальной несущей способности свай, поскольку передача нагрузки не может осуществляться эффективно [2]. В связи с этим большое инженерное и экономическое значение имеет изучение несущих характеристик свай сужения.

Исследование образования шейки ворса ориентировано на причины дефектов, их обнаружение и т. Д. Schilder et al. [3] разработали устройство для определения целостности сваи путем размещения датчика интерферометра Фабри – Перо и датчика с волоконной решеткой Брэгга вне тела сваи. Ni et al. [4] использовали полевые испытания для изучения технологии вейвлет-преобразования при идентификации дефектных свай. Singh et al. В [5] обсуждались преимущества и недостатки метода низких деформаций и метода акустического каротажа в межскважинном пространстве посредством испытания на определение целостности фундамента полевого моста.Ван и Ан [6] использовали трехмерный нелинейный метод конечных бесконечных элементов для сравнения и анализа сваи сужения и нормальной сваи. Обнаружено, что чем меньше глубина перегиба, тем больше оседание заглушки сваи при одинаковой степени дефекта. Подводя итог, нет литературы, объясняющей внутреннюю деформацию грунта вокруг сваи с заглушкой, и не сообщалось о систематических исследованиях взаимодействия сваи-грунт-крышка с различными шейками.

В последние годы технология экспериментов с прозрачным грунтом широко используется для изучения деформации грунта вокруг свай.Искандер и др. [7] впервые обнаружили, что прозрачная насыщенная двухфазная среда обладает механическими свойствами почвы. Юань и др. [8] сравнили кривые напряжения-деформации прозрачного песка, сделанного из кварцевого песка и природного песка, и обнаружили, что они особенно похожи, а режим разрушения прозрачного песка в основном такой же, как и у стандартного песка. Ni et al. [9] использовали тест модели прозрачного грунта для изучения влияния проникновения сваи на движение грунта в глине. Hurd et al.[10] изучали влияние шнекового бурения на окружающую почву при бурении с использованием искусственной прозрачной глины. Kong et al. [11] использовали тест на прозрачный грунт для изучения закона деформации грунта вокруг сваи под действием наклонной подъемной силы. Sang et al. [12] раскрыли закон деформации грунта вокруг шапки сваи с помощью технологии испытаний прозрачного грунта и изучили деформацию грунта вокруг вершины сваи и фундаментной сваи. Юань и др. [13] предложили улучшенную трехмерную (3D) систему измерения смещения, в которой используется велосиметрия изображения частиц (PIV) для измерения полных трехмерных полей смещения вокруг свай с боковой нагрузкой в ​​прозрачном грунте.Sang et al. [14] представили устройство для измерения смещения для гидравлических градиентных испытаний прозрачного грунта, смоделировали характеристики напряжения грунта вокруг сваи с горизонтальной нагрузкой в ​​поле высокого напряжения и получили трехмерное смещение прозрачного грунта под сваей с боковой нагрузкой. Подводя итог, можно сказать, что технология эксперимента с прозрачным грунтом может использоваться для точного наблюдения за деформацией грунта вокруг сваи, что устраняет помехи традиционного эксперимента с контактным грунтом.

На основе технологии прозрачного грунта модельные эксперименты проводятся на одной неповрежденной свае с крышкой и девяти сваях с неглубоким перемычкой и крышкой.Получены кривые осадки и диаграмма поля перемещений грунта вокруг сваи. Вертикальная несущая способность неповрежденной сваи и сваи сужения, а также механизм передачи нагрузки исследуются посредством деформации грунта вокруг свай. Наконец, из-за деформации грунта вокруг свай исследуются причины снижения вертикальной несущей способности неглубоких свай с заглушками.

2. Эксперимент по загрузке модели прозрачного грунта

2.1. Параметры прозрачной почвы

Прозрачная почва сделана из кварцевого песка, н-додекана и белого масла 90 #. Размер частиц кварцевого песка 0,5–2 мм, чистота 99,9%. Гранулометрический состав кварцевого песка показан на рисунке 1. Физические параметры кварцевого песка показаны в таблице 1. Н-додекан и белое масло 90 # смешивают в соответствии с объемным соотношением 1: 4,75, чтобы образовались поры. раствор прозрачного грунта. При комнатной температуре 20 ° C показатель преломления порового раствора равен 1.4590, что соответствует показателю преломления кварцевого песка. Сконфигурированный прозрачный грунт относится к насыщенному песку, и образец показан на рисунке 2. Изображение спеклов под воздействием лазерного излучения показано на рисунке 3.

C u C c ρ d (г · см 3 ) ρ dmax (г · см 3 ) ρ dmin (г · см 3 ) см 3 ) γ (кН · м 3 ) 5.45 2,04 1,4 1,56 1,18 2,33

2.2. Экспериментальное устройство и схема

Загрузочное устройство эксперимента с моделью прозрачного грунта показано на рисунке 4, которое состоит из промышленной камеры CCD, небольшой загрузочной системы, лазерного устройства, оптической призмы и системы захвата и обработки изображений [ 15]. Точность датчиков давления — 0.3 Н, а диапазон и точность датчика перемещения составляют 0–600 мм и 0,001 мм соответственно. Разрешение промышленной камеры CCD и фокусное расстояние объектива составляют 1028 × 1536 пикселей и 16 мм соответственно. Во время загрузки промышленная камера CCD устанавливается в режим фиксированного фокуса и фиксируется в том же положении. Макеты модельного резервуара, сваи и прозрачного грунта показаны на рисунке 5.

Перед загрузкой подготовленный прозрачный грунт помещается в модельный резервуар из стекла (толщиной 5 мм), а затем макет. свая вдавливается в почву.Внутренние размеры, такие как длина, ширина и высота модельного бака, составляют 320 мм, 180 мм и 350 мм соответственно. Путем вакуумирования прозрачного грунта внутри модельного резервуара удаляется газ в порах частиц и исчезает поровое давление внутри грунта. После завершения вакуумирования модель цистерны помещается на загрузочную платформу и выдерживается в течение 24 часов. Затем сваи с крышками поэтапно загружаются через систему управления. Перед загрузкой поверхностный лазер выравнивается с осью модельного ворса, чтобы гарантировать, что плоскость изображения находится на поверхностном лазере.Промышленная камера CCD расположена на расстоянии около 1000 мм от резервуара модели, а ее оптическая ось перпендикулярна поверхностному лазеру. Во время загрузки изображение снимается каждый раз, когда осадка верхушки сваи составляет 1 мм. Затем используется программа MatPIV для обработки захваченных изображений.

В соответствии с Техническим кодексом для строительства свайных фундаментов (JGJ106-2014) [16], нагрузка осуществляется на крышках в соответствии с методом ступенчатой ​​нагрузки. Нагрузка на каждой ступени — это максимальная нагрузка или 1/10 расчетной несущей способности.После выполнения каждой нагрузки фиксируется осадка сваи до тех пор, пока осадка не будет завершена. Основанием для оценки завершения осадки на каждом этапе является то, что оседание крышки составляет менее 0,1 мм / час, и это происходит дважды подряд. Когда на определенном этапе загрузки происходит внезапная оседание или оседание превышает допустимое значение, загрузка прекращается. Чтобы обеспечить единообразие условий эксперимента, при подготовке модельного эксперимента контролируется сила тяжести и высота прозрачного грунта в модельном резервуаре, чтобы обеспечить одинаковую плотность прозрачного грунта во время загрузки.Модельный эксперимент повторяется трижды, и берутся средние результаты трех экспериментов. Спекл-изображение — это набор изображений, близких к среднему значению. Весь эксперимент проходит в темной комнате.

2.3. Конструкция типовой сваи и ее материалы

Модельный эксперимент проводится на одной целой свае с заглушкой и девяти сваях с неглубоким перемычкой и заглушками. Согласно теории подобия [17] размер модельных свай является расчетным, а уменьшенный масштаб — 1:50. Диаметр сваи ( D ) и длина ( L ) составляют 20 мм и 200 мм соответственно.Размеры заглушки 40 мм по длине, 40 мм по ширине и 15 мм по высоте. Положение сужения и параметры показаны в Таблице 2 [18]. Для удобства исследования на рисунке 6 показаны обозначения размеров сужения. Модельный ворс изготовлен из прозрачного оргстекла (полиметилметакрилата, ПММА). Чтобы соответствовать коэффициенту трения инженерных свай, модельные сваи полируются сеткой. Модуль Юнга модельной сваи составляет 532,7 МПа при 20 ° C, а физическая схема модельной сваи показана на рисунке 7.

16608 Модель сваи L d (мм) L s (мм) — Свая SLW 20 2 Свая SLM 20 6 SMT 2 Свая SMM 10 6 Свая SMT 10 8 Свая SSW 5 Свая из нержавеющей стали 5 8

Обратите внимание, что L , M и S представляют, что осевой размер сужения составляет 20 мм, 10 мм и 5 мм соответственно; W , M и T обозначают, что радиальный размер шейки составляет 2 мм, 6 мм и 8 мм соответственно.Расстояние между низом горловины и концом ворса 140 мм.

3. Результаты экспериментов Исследования

По кривым смещения нагрузки будет исследовано влияние неглубокой шейки на вертикальную несущую способность свай с крышками. За счет движения частиц и передачи нагрузки грунта вокруг свай будет также исследована причина, по которой неглубокие перемычки влияют на вертикальную несущую способность свай с крышками.

3.1. Исследование несущей способности по вертикали

На Рисунке 8 представлены кривые осадки свай.Согласно Техническому кодексу строительства свайных фундаментов (JGJ106-2014), нагрузка при осадке 4 мм является максимальной несущей способностью свай по вертикали. Вертикальная предельная несущая способность испытательных свай составляет 220 Н (для сваи SSW), 218 N (для неповрежденной сваи), 215 N (для сваи SSM), 198 Н (для сваи SST), 193 N (для сваи SMW), 192 N (для сваи SLW), 182 N (для сваи SMM), 153 N (для сваи SMT), 150 N (для сваи SLM) и 109 N (для сваи SLT) соответственно. Можно видеть, что вертикальная несущая способность сваи SLT потеряла на 50% по кривым нагрузка-оседание.Когда L _d = 5 мм, образование шейки мало влияет на вертикальную несущую способность, и максимальная потеря вертикальной несущей способности составляет 9% (для сваи из SST). Когда L _d = 5 мм, кривые нагрузки-осадки сваи SSW, сваи SSM и сваи SST примерно распределены между неповрежденной сваей и сваей SLW. Когда L _d = 10 мм, кривые нагрузки-осадки сваи SMW, сваи SMM и сваи SMT распределяются между сваей SLW и сваей SLM.Таким образом, L _d имеет большой вклад в вертикальную несущую способность одинарных свай с крышками.

Взаимосвязь между предельной несущей способностью по вертикали и осевым размером показана на рисунке 9. Результаты показывают, что вертикальная несущая способность имеет тенденцию к стабильности с увеличением осевого размера шейки, когда L _s = 2 мм, что указывает на что L _s = 2 мм нечувствителен к вертикальной несущей способности.Вертикальная несущая способность линейно уменьшается с увеличением L _d , когда L _s = 6 мм или L _s = 8 мм. Взаимосвязь между предельной несущей способностью по вертикали и радиальным размером показана на рисунке 10. Результаты показывают, что при одинаковом осевом размере несущая способность по вертикали уменьшается с увеличением радиального размера. Влияние L _s = 8 мм на вертикальную несущую способность велико.

3.2. Исследование поля смещения грунта вокруг кучи

MatPIV — эффективный инструмент для измерения скорости изображения частиц [19]. Спекл-изображение размером 100 мм × 100 мм перемещается вниз на 1,88 мм для проверки точности обработки изображения. Результаты показывают, что из рисунка 11 очевидно, что общее направление смещения — вертикальное вниз, что четко описывает общее вертикальное движение вниз спекл-изображения. Он может очень хорошо измерять смещение частиц.

Для облегчения исследования принята деформация грунта вокруг свай при осадке верхушки сваи 4 мм. Модельный эксперимент симметрично распределен по центральной оси сваи, и для исследования выбрана 1/2 части модельного эксперимента (в правой части модельной сваи). Векторные диаграммы и контурные карты поля смещения грунта вокруг свай показаны на рисунках 12–16.

Деформации грунта в основном распределяются вокруг крышки сваи и вершины сваи для неповрежденной сваи, как показано на Рисунке 12.Однако вокруг ствола сваи возникает небольшая деформация грунта. Диапазон деформации грунта составляет 4,5 диаметра сваи под крышкой сваи, 5-кратный диаметр сваи справа от шапки сваи (область 1), 1-кратный диаметр сваи вокруг ствола сваи (область 2) и 3-кратный диаметр сваи под вершиной сваи ( область 3) соответственно. На участке 1 в грунте под крышкой сваи может возникнуть большое вертикальное напряжение, вызванное крышкой сваи, из-за чего в грунте возле ствола сваи возникнет наклонное смещение вниз. Соответственно, уменьшается относительное смещение между валом сваи и грунтом, что приводит к уменьшению сопротивления трения верхней части вала сваи и легкому созданию отрицательного сопротивления трения.В то же время напряжение выдавливания, создаваемое грунтом на участке 1, приводит к увеличению горизонтального напряжения. Направление главного напряжения в зоне 1 постепенно меняется с вертикального на восходящее. Грунт у поверхности имеет наклонное смещение вверх, и максимальное смещение происходит в положении вдвое большего диаметра сваи. Грунт в зоне 2 движется вниз за счет сдвигового скольжения с осадкой сваи. Зона 3 разделена на зону 3 (а) и зону 3 (б). Область 3 (а) представляет собой область сжатия, а направление смещения грунта является радиальным и вертикальным.Область 3 (b) является переходной областью, направление главного напряжения грунта постепенно меняется с вертикального на горизонтальное, а направление деформации грунта постепенно изменяется с наклонного вниз на горизонтальное вправо.

Из рисунков 13–15 изучается влияние L _s на деформации грунта вокруг свай, когда L _d = 20 мм. Для свай SLW диапазон деформации грунта в зоне 1 больше, чем у неповрежденной сваи. Диапазон деформации грунта на участке 1 увеличивается на 22% по сравнению с неповрежденной сваей.На рисунке 13 в диапазоне одноразового диаметра сваи и от z = 40 мм до z = 100 мм направление деформации грунта вокруг сваи почти вертикальное и направлено вниз, и грунт развивается сдвиговым скольжением с оседанием сваи. . Для сваи SLM и сваи SLT деформация грунта в месте образования шейки сваи SLM аналогична деформации грунта сваи SLW, а деформация грунта сваи SLT довольно очевидна. В диапазоне от z = 40 мм до z = 120 мм и одноразового параметра сваи направление деформации грунта вокруг свай — вертикальное вниз.Когда L _d = 20 мм, в грунте вокруг свай на определенном расстоянии от вершины шейки возникает явное сдвиговое скольжение, и чем больше L _s , тем очевиднее сдвиговое скольжение. В результате возникает сильное отрицательное поверхностное трение, которое снижает вертикальную несущую способность сваи. По сравнению с неповрежденной сваей диапазон горизонтальных деформаций сваи SLT на участке 1 уменьшается. Положение максимального смещения грунта вокруг шапки сваи ближе к стволу сваи.Почва под крышкой сваи подвергается большему вертикальному напряжению и меньшему горизонтальному напряжению. Для сваи SLT, сваи SLM и сваи SLT деформации конца сваи такие же, как у неповрежденной сваи. Однако деформации грунта вокруг шапки сваи больше, чем у неповрежденной сваи. Следовательно, неглубокая шейка имеет значительный вклад в деформацию грунта вокруг шапки сваи. Однако шейка нечувствительна к деформации грунта на вершине сваи. Те же результаты можно получить из рисунка 16. Подводя итог, можно сказать, что чем больше размер шейки, тем больше влияние на деформацию грунта вокруг шапки сваи.Кроме того, когда L _d = 5 мм (2,5% длины сваи), влияние неглубокой шейки на деформацию грунта вокруг шапки сваи довольно нечеткое, и только в сваях из SST наблюдается небольшая деформация грунта в области образования шейки.

На рисунках 17 и 18 показано горизонтальное смещение и вертикальное смещение грунта вокруг сужения, соответственно. В целом горизонтальное смещение и вертикальное смещение грунта сваи сужения больше, чем у неповрежденной сваи, а смещение грунта сваи сужения по вертикали больше горизонтального смещения.По сравнению с неповрежденной сваей, вертикальное смещение грунта ниже сужения (от z = 60 мм до Z = 120 мм) больше, и чем больше сужение, тем больше вертикальное смещение. Результаты показывают, что смещение грунта вокруг крышки сваи будет увеличиваться, когда сужение крышки сваи неглубокое, а вертикальное смещение в основном возникает ниже сужения.

На рисунке 19 показана деформация сваи SLT и сваи SST до и после нагрузки.После загрузки свая в верхней части сужения наклоняется, а верхняя часть сваи SLT наклоняется вправо, что приводит к тому, что сваи становятся неустойчивыми или разрушаются. Поэтому сваю легко повредить, если L _s = 4 мм.

4. Выводы

С помощью эксперимента с моделью прозрачного грунта, несущая способность и поле смещения грунта вокруг свай анализируются с использованием одной неповрежденной сваи с крышкой и девяти неглубоких свай с перемычкой и крышками. Сделаны следующие выводы: (1) Вертикальная несущая способность свай с крышками будет значительно снижена, если ствол сваи будет иметь неглубокую шейку.Чем больше сужение, тем больше потеря вертикальной несущей способности. (2) Влияние неглубокого сужения на деформацию грунта вокруг шапки сваи является значительным. Однако шейка нечувствительна к деформации грунта на вершине сваи. Неглубокая шейка играет основную роль в направлении деформации и размахе грунта вокруг шапки сваи. Сужение может вызвать направление деформации грунта под крышкой сваи с наклона вниз 45 ° до вертикального вниз, что приведет к увеличению диапазона деформации грунта под крышкой сваи и вблизи ствола сваи и уменьшению диапазона горизонтальной деформации крышки сваи.(3) Неглубокая шейка заставляет почву вокруг шапки сваи проявлять явную вертикальную деформацию, направленную вниз, что приводит к уменьшению относительного смещения между стволом сваи и грунтом. Соответственно, сопротивление трению вала сваи ослабляется, и легко возникает отрицательное сопротивление трения, что приводит к значительному снижению вертикальной несущей способности сваи сужения. Когда радиальный размер неглубокой шейки составляет 4 мм, сваю легко повредить.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Национальному фонду естественных наук Китая (№ 51978247) и ключевым научно-техническим проектам провинции Хэнань (№ 202102310242).

Неравномерность заделки фундамента здания

Дифференциальная осадка — это термин, используемый в проектировании конструкций для состояния, при котором опорный фундамент здания оседает неравномерно, что часто приводит к повреждению конструкции.Все здания несколько оседают в течение нескольких лет после строительства, и это природное явление обычно не вызывает проблем, если оседание равномерно по всему фундаменту здания или всем опорам его опор. Но когда одна часть фундамента оседает быстрее, чем другие, это может привести к серьезным структурным повреждениям самого здания.

Дифференциальная осадка обычно не является признаком недостатков столярных работ, хотя некоторые люди так считают. Вместо этого это явление возникает, когда почва под конструкцией расширяется, сжимается или смещается неравномерно, в результате чего фундамент оседает с неравномерной скоростью.Таким образом, негодяем является не практика плотничного строительства, а предварительная оценка и подготовка самой строительной площадки и возведения фундамента.

Причины

Неравномерная осадка фундамента всегда вызвана каким-либо сдвигом почвы под фундаментом, но это перемещение может происходить по нескольким причинам.

Грунты со слабой несущей способностью . Некоторые почвы по своей природе являются слабыми и сильно сжимаемыми, и зданиям, возведенным на таких почвах, требуются специальные опоры для распределения нагрузки на более обширную территорию.Это, как правило, проблема, с которой хорошо знакомы местные архитекторы-строители, и обычно она решается во время раскопок и строительства фундамента.

Плохо уплотненная почва. Строительные площадки для коммерческих или жилых построек часто состоят из земли, которая была искусственно выровнена и засыпана для облегчения строительства. При правильном уплотнении этот грунт-насыпь может обеспечить идеально прочную основу для поддержки фундамента, но, если он не уплотнен, грунт может осесть и неравномерно сжиматься под фундаментом, что приведет к повреждению конструкции.

Изменение влажности почвы. Слишком сухой или слишком влажный грунт может вызвать оседание фундамента. При накоплении влаги почвы насыщаются и теряют несущую способность. Сухие почвы уменьшаются в объеме. Любая ситуация может вызвать неравномерную осадку фундамента. Изменения влажности почвы могут происходить из-за продолжительной засухи или из-за зрелых деревьев и других растений, которые извлекают влагу из почвы. В редких случаях протечки в системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха могут повлиять на влажность почвы под фундаментом.

Деревья и растительность. Большие деревья, кустарники и другая растительность, посаженные вдоль фундамента здания или рядом с ним, могут постепенно вытягивать влагу из почвы и вызывать ее усадку. Эта ситуация более характерна для неглубоких фундаментов, чем для фундаментов на уровне подвала, которые простираются на много футов вниз. Когда через несколько десятилетий после строительства начинает происходить оседание фундамента, почва, вероятно, усохла, потому что большие деревья иссушают почву.

Уплотнение почвы. Вес здания на подстилающем грунте, особенно насыпных грунтах, которые были добавлены непосредственно перед строительством, естественным образом сжимает грунт. В частности, глинистые почвы становятся очень плотными из-за выдавливания влаги. По мере того как почва уплотняется и сжимается, фундамент опускается вниз, что может вызвать трещины и другие структурные повреждения.

Вибрация. Вибрация почвы в результате сейсмической активности или даже от близлежащего дорожного движения может вызвать неравномерное оседание или смещение почвы, что приведет к повреждению конструкции здания.

Симптомы

Симптомы неравномерного оседания могут появиться довольно скоро после постройки здания или могут потребоваться десятилетия, чтобы проявить себя. Очевидные признаки включают трещины в бетонной плите или фундаментных стенах, поддерживающих здание, или двери и окна, которые имеют неправильную форму или которые трудно открывать и закрывать. Когда фундамент ложится неравномерно, он может начать перекосить деревянную раму, что может привести к перекосу дверных и оконных рам. Вы можете проверить это совмещение оконных и дверных коробок, проверив их уровнем.

К другим признакам дифференциальной осадки относятся разрывы швов между панелями гипсокартона, наклонные дымоходы, выпуклые стены и внешние лестницы, которые начинают наклоняться или опускаться. Некоторые трещины в стенах фундамента являются нормальным явлением и ожидаются с течением времени, но когда эти трещины шире вверху и узкие или отсутствуют внизу, почва под фундаментом, вероятно, оседает неравномерно. Вы можете увидеть признаки вертикального движения в фундаменте здания, например, изменение относительного положения фундамента по отношению к внутренним дворикам или бетонным плитам, обрамляющим здание.

В очень крайних случаях сами полы будут выброшены с уровня до такой степени, что мраморный или теннисный мяч начнет катиться, когда их кладут на пол.

Хотя многие симптомы дифференциальной осадки легко распознать, вам необходимо проконсультироваться с инженером-строителем, чтобы определить конкретные причины и рекомендуемые решения проблемы. Очень медленное и постепенное урегулирование может не быть актуальной проблемой, в то время как более быстрое урегулирование может потребовать срочных решений.Некоторые поселения вызывают чисто косметические проблемы, тогда как более серьезные и быстрые поселения могут представлять серьезную угрозу структурной целостности и стоимости недвижимости.

лечит

Только инженер-строитель может правильно оценить причины дифференциальной осадки конструкции и сказать вам, необходимы ли решения. Вам необходимо диагностировать проблему на ранней стадии, прежде чем симптомы станут серьезными. Как правило, проблемы можно решить, но решение их на раннем этапе — самый простой и доступный подход.И если оседание является результатом профессиональных ошибок, допущенных во время строительства фундамента, вы с большей вероятностью получите компенсацию, если подадите претензию раньше, чем через десятилетия после завершения работ.

В некоторых случаях инженер может порекомендовать просто наблюдать за урегулированием и устранять поверхностные косметические проблемы. Они также могут порекомендовать залатать трещины или отверстия, попросив компанию отремонтировать дамбу 4, l.age. Для такого ремонта можно использовать одобренный продукт, например, гидравлический цемент.

Профилактика

Неравномерную осадку фундамента — дифференциальную осадку — лучше всего предотвратить путем тщательного анализа почвы перед возведением фундамента здания. Лучшими грунтами для фундаментов зданий являются нерасширяющиеся — это означает, что они содержат мало глины или ила. В идеале строительная площадка должна быть естественной, а не искусственно засыпанной внешней почвой.

Обязательно проконсультируйтесь с инженером, чтобы определить несущую способность почвы.Любые необходимые изменения или дополнения в почве или в методах строительства фундамента можно определить заранее, до того, как фундамент будет построен. В некоторых случаях решение может быть таким же простым и расширением фундамента ниже бедных грунтов до хороших несущих грунтов.

Численный анализ несущей способности одиночной сваи в зоне глубоких выработок

[1] Ван WD.Проектирование и анализ подъемной сваи при глубоких выработках, Журнал строительных конструкций. 31 (5), 202-208. (2010).

[2] Хуанг М.С. Анализ предельной подъемной способности натяжных свай при глубоких выемках, Китайский журнал геотехнической инженерии.29 (11), 1689-1695. (2007).

[3] Луо Ю.В. «Модельные испытания предельной подъемной способности свай при выемке грунта». Китайский журнал геотехнической инженерии.33 (3), 427-432. (2011).

[4] Чен Дж. Дж., Ван Дж. Х., Лян Р. и др. Поведение подъёмного свайного фундамента при проведении крупномасштабных глубоких земляных работ., GeoFlorida 2010: достижения в области анализа, моделирования и проектирования, Институт ASCE / GEO, специальная геотехническая публикация № 199. 1727-1736.

DOI: 10.1061 / 41095 (365) 175

[5] Ивасаки Ю., Ватанабе Х. и Фукуда М. и др.Строительный контроль опорных свай и их поведение при выемке грунта., Геотехника. 44 (4), 681-689. (1994).

DOI: 10.1680 / geot.1994.44.4.681

[6] Леунг К.Ф., Чоу Ю.К., Шен Р.Ф. и др.Поведение сваи при движении грунта, вызванном выемкой грунта, Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 126 (11), 947-954. (2000).

DOI: 10.1061 / (asce) 1090-0241 (2000) 126: 11 (947)

Возрастное изменение несущей способности слюдяного сланца | Конгресс ISRM

Резюме:

Несколько обнажений слюдисто-сланцевой породы, выдерживающие нагрузки 20 тонн на кв.футов (20 кг / кв. см) демонстрируют потерю кристаллической структуры и упругих свойств. При снятии боковой опоры возможна серьезная потеря несущей способности. Включены записи реальных наблюдений и опытов.

Resume:

Differentes tranchees dans des roches de mica-schiste, носитель с зарядом 20 кг / см ² , текущий кристаллический структурный и не восстановительный эластик. Quand la pression laterale est supprimee, un diminution serieuse de la capacity de support devient possible.Результаты наблюдений и опыта без включения.

Zusammenfassung:

Verschiedene Aufschluesse von Glimmer- Schiefer unter Traglasten von 20 kp / cm ² zeigen Änderungen der kristallinischen Struktur und Verrninderung der elastischen Eigens. Entfernung der seitlichen Einspannung ermöglicht wesentlichen Veriust der Tragfahigkeit. Der Bericht enthalt gemessene Zahlwerte und Beobachtungen aus der Praxis.

Большая часть острова Манхэттен, на котором основан центр Нью-Йорка, покрыта крупным кварцевым сланцем, идентифицированным как манхэттенский сланец.Докембрийского возраста, это сланцеватая черноватая порода, состоящая в основном из биотита и кварца, сильно метаморфизованного эквивалента гудзонских сланцев и сланцев, обнаруженных в 50 милях (80 км) к северу от Нью-Йорка. Манхэттенский сланец часто пронизан роговообманковыми сланцами и некоторыми измененными интрузиями основного состава с полосами пегматита, состоящими из микролинии, кварца и биотита. Эта территория была покрыта ледниками и часто встречаются отложения плотного песчано-гравийного материала, а также рыхлые однородные песчаные пески. Простирания — с.ш. 30 ° в.д. (параллельно оси острова Манхэттен) со складками по этой же оси; осевые плоскости наклонены на восток под углом 70 ° и более.Во многих затопленных долинах обнаружены глубокие слои мелкого ила, песка и глин, образованные в виде полос, чрезвычайно изменчивой плотности и несущей способности. Разрушение породы происходит легко, но по нечетким плоскостям. Сверление не слишком однозначно, отверстия часто отклоняются от прямых линий, и необходимо следить за тем, чтобы буровая сталь не заедала в отверстии. Большинство обнажений горных пород можно расколоть и отслоить. Подготовка ровной поверхности практически невозможна. Разрезанные грани скользкие из-за большого количества обнаженной слюды.В условиях дорожного движения поверхность превращается в пыль, которая при насыщении становится скользкой грязью. Строительный кодекс Нью-Йорка классифицирует материал либо: Класс 2 — Средняя твердость, предполагаемая несущая способность 40 тонн на кв. Фут (40 кг / кв. См), с некоторыми трещинами и незначительным выветриванием вдоль трещин. Класс 5 — Мягкий, предполагаемая несущая способность 8 тонн на кв. Фут (8 кг / кв. См), когда порода разложилась, с некоторой дезинтеграцией и размягчением и со значительными трещинами. За исключением очень больших конструкций, где может потребоваться выемка котлована на значительную глубину, чтобы обнажить удовлетворительное обнажение, обычно ожидается, что порода средней твердости будет нести 20 тонн на кв.футов. В Кодексе делается допущение, что обнажение скальных пород в фундаментах, покрытых бетоном опор, не изменяется с возрастом. Процент породы, особенно в сланцевых областях, которые можно отнести к категории лучше, чем «мягкая порода», чрезвычайно мал. Это удачно, потому что сланец имеет тенденцию размягчаться и разрушаться даже после того, как его заделали бетоном. Время, необходимое для таких изменений в застроенных районах города, на удивление невелико. Открытие фундаментов, поддерживающих здания, не редкость.Часто происходит застройка прилегающих территорий для новых зданий и сооружений метрополитена, и частью такого строительства является частое обнажение фундаментов, основанных на скале. Обычно предполагается, что эти опоры были установлены на ненадежной породе, даже если в записях указано, что они должны были быть найдены на прочной породе. Во время строительства метро на 6-й авеню несколько зданий были подкреплены до нижних уровней за счет разрушенной скалы. В одном случае инженер-надзор за сооружением фундамента (в 1917 г.) лично обследовал экспозицию в 1936 г.Его оригинальные полевые записи все еще были доступны, и его обозначения «твердой, звенящей породы» для каждой из опор не оставляли сомнений в том, что скала полностью изменилась за 20 лет. Разрушенная порода под опорами была удалена ручными лопатками и кирками после временного укрепления колонн на глубину до 25 футов, прежде чем снова была обнаружена здоровая порода. Записи старой надземной линии на 6-й авеню, которой на тот момент было более 50 лет, указали, что уровни звуковых пород намного выше, чем на самом деле, когда были сняты опоры.Даже камень под основанием некоторых монументальных построек на 6-й авеню, возрастом менее 10 лет (в 1936–198 годах), можно было легко удалить пальцами. Есть определенные указания на то, что слюдяной сланец при наложенных нагрузках примерно 25 тонн на квадратный фут физически изменяется в течение 10-20 лет.

Виды нарушений несущей способности фундамента | Определения несущей способности

Определения несущей способности

• Несущая способность : Несущая способность почвы.
• Предельная несущая способность ( q _u ): Это наименьшее полное давление, которое приведет к сдвиговому обрушению поддерживающего грунта непосредственно под фундаментом.
• Чистая предельная несущая способность ( q _un ): это чистая деформация, которая может быть добавлена ​​к фундаменту за счет внешних нагрузок, которые могут только инициировать обрушение нижележащего грунта. Это равно предельному несущему потенциалу за вычетом напряжения из-за веса фундамента и перегрузки непосредственно над ним.Если предположить, что плотность (бетон) и плотность почвы (достаточно схожи, чтобы их можно было считать равными, тогда

q _un = q _u — D _f

Где,

D _{f =} Глубина опоры,

• Безопасная несущая способность : Это способность удерживать после добавления коэффициента запаса прочности (FS). Они бывают двух видов:
• Чистая несущая способность ( q _нс ): Это чистое поверхностное давление, которое может быть добавлено к грунту в случае разрушения при сдвиге.Это обеспечивается
• Безопасная полная грузоподъемность ( q _с ): это самое высокое полное давление, которое почва может безопасно выдерживать без разрушения при сдвиге. Ниже приводится

q _{s =} q _{нс +} D _f

• Допустимое опорное давление : это самое высокое давление грунта, лишенное какого-либо сдвигового обрушения или разрушения осадки.

Также прочтите: Что такое SBC почвы? | Безопасная несущая способность почвы

Методы оценки несущей способности

При наличии могут быть установлены различные методы измерения потенциала подшипника.

1. Предварительный анализ.
2. Аналитические методы.
3. Испытание пластинчатого подшипника.
4. Тест на проникновение.
5. Современные методы тестирования.
6. Centrifuge Test.

Теория несущей способности Терзаги

Допущения в принципе несущей способности Терзаги

• Глубина фундамента меньше или равна ширине фундамента.
• Фундамент грубый.
• Грунт чуть выше основания фундамента имеет небольшую прочность на сдвиг; это просто перегрузка от опрокидывающейся нагрузки.
• Следует учитывать доплату до фундамента.
• Добавленная нагрузка является вертикальной и не эксцентричной.
• Почва однородная и изотропная.
• Отношение L / B бесконечно.

Рассмотрим фундамент шириной B и глубиной, утяжеленный с помощью Q и лежащий на грунте с удельным весом. Зона отказа разделена на три части, представленные ниже.

1. Зона 1 — агрессивная зона Ренкина.Активный Ренкин находится под углом 45 + Ø / 2
2. Зона 2 — это зоны А радиального сдвига, образующие единый набор в схеме сдвига. Это зоны освобождения от внешнего края центра основания фундамента.
3. Зона 3 — пассивная зона. Они находятся под углом 45 + Ø / 2 по горизонтали.

Несмотря на то, что основание прочное, поверхность между основанием и двумя скользящими поверхностями находится в равновесии, и она стала частью конструкции.

Поверхности поднимаются к горизонтали.В момент разрушения напряжение от каждого грунта пропорционально произведению пассивного давления грунта PP и силы сцепления Ca . Если проскальзывание происходит вокруг этих забоев, результирующее давление грунта будет работать по нормали вокруг каждой грани в вертикальном направлении. Если вес почвы не берется, баланс почвы требует

Q _{d =} 2P _p + 2Ca Sin Ø ₌ 2Pp + Bct tan Ø

Пассивное давление, желаемое для создания скольжения, можно разделить на две категории.Сила отражает сопротивление из-за веса массы. Факт выполнения располагается в нижней третьей точке. Сила находится в средней точке сенсорной поверхности. Величину несущей способности можно определить как:

Q _{d =} 2 [P _p + Pc + Pq + (0,5 Bc tan Ø)]

Вводя следующие значения в уравнение (2):

• Nc = (2Pc / Bc) + tan Ø
• Nq = (2pq / BγDf)
• Nγ = (4Pq / B2γ)

Величины обозначены как коэффициенты несущей способности.

Отказ несущей способности

Нарушения несущей способности рассматриваются как разрушение основания, которое происходит, когда сдвиг напряжения в грунте превышает предел прочности грунта на сдвиг.

Также читайте: Что такое плотины | Типы плотин | Преимущества и недостатки плотин | Работа и ограничения для водослива | Ограничения плотин | Расположение плотин

Типы нарушений несущей способности фундамента

• Общий отказ от сдвига.
• Местное разрушение при сдвиге.
• Отказ от сдвига при продавливании.

1. Общее разрушение при сдвиге

Ленточное основание, лежащее на мягкой глине и рыхлом песке. В земле разрушение при сдвиге происходит под нагрузкой, и поверхность разрушения распространяется на поверхность земли.

Каждый раз, когда этот вид отказа обозначается как обычное разрушение при сдвиге. В общем случае разрушения при сдвиге по бокам регулярно обнаруживаются вздутия.Между краем основания и поверхностью земли образуется непрерывная, четко очерченная и отчетливая поверхность разрушения.

Плотный или жесткий грунт с низкой сжимаемостью страдает от этой потери. Очевидна постоянная выпуклость сдвиговой массы, прилегающей к стопе. Неудача сопровождается наклоном стопы.

Провал резкий и разрушительный, с крутым изгибом вершины. Длина разрыва за краем стопы велика. Форма пластичного баланса первоначально достигается на краю стопы, а затем, наконец, растягивается вниз и в стороны.

Общее разрушение при сдвиге сопровождается низкой деформацией (<5 процентов) в грунте со значительным (> 36 ⁰ ) и широким N (N> 30) с высокой относительной плотностью (I _D > 70 процентов).

Также читайте: Конструкция несущей стены | Как определить несущую способность стены | Несущая балка | Ненесущая стенка | Несущий стеновой каркас

2. Местное разрушение при сдвиге

Ленточный фундамент на глине средней плотности или песке средней плотности.Ускорение фундамента сопровождается резкими толчками, когда нагрузка равна определенному значению Qu.

Поврежденные поверхности все больше расширяются от фундамента. Даже в этом случае, когда происходит обрушение поверхностей, требуется обширная мера фундамента, чтобы доходить до поверхности земли.

Нагрузка, при которой это происходит, равна Qu ‘s. После этого за усилением законодательства следует значительный рост поселений.Эти типы отказов признаются как отказы от локального сдвига. Там, где имеется значительное вертикальное положение, наблюдается единственная качка.

Наблюдается сильное сжатие грунта под фундаментом и частичное образование пластичного баланса. Отказ наступает не сразу, и фундамент не перекосится.

Слабость поверхности не соответствует поверхности земли, и обнаруживается незначительная выпуклость почвы у основания. Разрушение поверхности четко не установлено.Неудача отмечена значительной решимостью.

На кривой нет четко выраженного пика. Местное разрушение при сдвиге сопровождается большой деформацией (> 10-20 процентов) грунта со слегка низкой (<28 °) и низкой (N <5) относительной плотностью (ID> 20 процентов).

Для местного разрушения при сдвиге несущая способность находится по следующему уравнению:

q _u = c’N _c ‘+ γDN _q ‘ + 0,5 γBN _γ ‘

Для разрушения при локальном сдвиге для расчета предельной несущей способности используются пределы местного сдвига, как предполагается ниже:

• c ’ = (2/3) c
• tanɸ ’ = (2/3) tanɸ’
• N _c ‘, N _q ‘ и N _γ ‘ — коэффициенты несущей способности, соответствующие’.

Также читайте: Что такое надстройки | Разница между несущими и каркасными конструкциями

3. Разрушение при продавливании и сдвиге

Пробивной сдвиг — это проблема разрушения таких элементов конструкции, как плиты, и сдвиг под действием сосредоточенных нагрузок. Ленточная опора, лежащая на густой грязи или рыхлом песке. В этом сценарии поверхности разломов могут не достигать поверхности земли.

При нагрузке Qu ступня сопротивляется, и в этом случае кривая настройки нагрузки становится крутой и функционально линейной.Эта форма разрушения известна как разрушение при продавливании и сдвиге. Когда мы видели, даже более того, это просто вертикальное вращение основания.

Эта форма потерь возникает в почвах с очень высокой сжимаемостью. Паттерны отказов не обнаружены. У фундамента нет вздутия грунта. Убыток отмечен очень большими поселениями.

На кривой обнаружено постоянное оседание без подъема. Цилиндрическую контрольную поверхность следует называть вокруг нагруженной зоны или зоны колонны на определенном расстоянии.Это расстояние равно глубине плиты.

Среднее напряжение сдвига на контрольной поверхности не должно превышать указанную мощность. Часто эта расчетная прочность равна прочности на разрыв.

Результатам передачи момента в стыке колонны или плиты способствует организация продавливания сдвига. Измерение сдвига при штамповке основано на многочисленных стандартах.

Эти критерии представляют собой части, которые находятся на определенном расстоянии от лицевой стороны колонны.Из множества частей самые важные вещи находятся на лицевой стороне колонны и на расстоянии d / 2 с каждой стороны колонны.

Если напряжение сдвига в этих деталях превышает допустимое значение напряжения, сборка будет подвержена пробивному разрушению. Расчетные формулы и расстояния между параметрами будут отличаться от одного кода к другому. Однако идея измерения потерь на сдвиг при штамповке такая же.

Также прочтите: Различия между подшипником с полным кругом и подшипником с квадрантом | Что такое WCB | Что такое QB

---

FAQ

Виды нарушений несущей способности фундамента

Существует три режима отказа, которые ограничивают несущую способность: общий сдвиг отказ, местный сдвиг отказ и пробой сдвиг отказ.Это зависит от прочности почвы на сдвиг , а также от формы, размера, глубины и типа фундамента.

Общий отказ от сдвига

Общее разрушение при сдвиге : Этот тип разрушения возникает в жесткой глине или плотном песке. В этом типе отказа , , отказа, происходит при очень малой деформации. Кривая оседания нагрузки показывает четко выраженный пик.

Местный разрыв при сдвиге

Отказ , в котором предельная прочность на сдвиг грунта мобилизуется только локально вдоль потенциальной поверхности скольжения в то время, когда конструкция, поддерживаемая почвой, нарушается из-за чрезмерного движения.

Разрушение при продавливании и сдвиге

Пробивные ножницы — это тип разрушения железобетонных плит, подверженных воздействию высоких локализованных сил. В конструкциях с плоскими перекрытиями это происходит в точках опоры колонн. Разрушение происходит из-за сдвига . Этот тип отказа является катастрофическим, поскольку до отказа не проявляются видимые признаки.

Типы разрушения при сдвиге.

1. Общие Разрушение при сдвиге .
2. Местное Разрушение при сдвиге .
3. Пробивка Разрушение при сдвиге грунтов основания.

Что такое разрушение при сдвиге?

Отказ , при котором движение, вызванное сдвигом напряжений в массиве грунта, имеет достаточную величину, чтобы разрушить или создать серьезную опасность для конструкции.

Каковы описываются две основные категории отказов?

Отказ из-за перегрузки и отказ из-за недогрузки.

1. Отказ из-за потери ресурсов и отказ из-за перегрузки.
2. Отказ из-за социального бездельничанья и отказ из-за невезения

Отказ фундамента

Мы определяем « обрушение фундамента », когда вы замечаете одно из следующего:

1. Окна и / или двери неработающие.
2. Повреждение или нарушение водопровода.
3. Серьезные и продолжительные повреждения каркаса.
4. Структурный риск.

Определение разрушения при сдвиге

Отказ , при котором движение, вызванное сдвигом напряжений в массиве грунта, имеет достаточную величину, чтобы разрушить или создать серьезную опасность для конструкции.

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Предлагаемое чтение —

.