Способ определения усилий в сооружениях на подрабатываемых территориях Советский патент 1988 года по МПК E02D1/00 

00 а

1

Изобретение относится к строительству, в частности к исследованию работы строительных сооружений на подрабатываемых грунтовых основаниях.

Цель изобретения - повьппение точности исследований.

На фиг.1 изображено устройство для определения продольных усилий в ленточных фундаментах при горизонтальных деформациях грунтового основания, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - устройство для определения вертикальных усилий в стенах зданий при искривле- НИИ грунтового основания; на фиг,4 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.З - устройство для определения суммарных усилий при одновременных вертикальных и горизонтальных деформациях грунтового основания; на фиг,6 - то же, вид торца.

Устройство (фиг.1 и 2) содержит два параллельных ряда железобетонных фундаментных блоков 1, установленных на исследуемом основании с интервалом друг от друга. Фундаментные блоки 1 попарно пригружены бетонными блоками 2 до удельной вертикальной нагрузки на грунтовое основание (-, , соответствующей нагрузке от здания. Фундаментные блоки 1 соединены в единую систему - фрагмент ленточного фундамента - силоизмерительными стальными стержнями 3, снабженными приспособлениями - колками 4, служа- щими для установки на стержни приборов для измерения деформаций стержне (удлиненных индикаторов часового типа) . В теле фундаментных блоков и в грунте основания вокруг фрагмента фундамента закладьшается специальная маркшейдерская наблюдательная станция, состоящая из нескольких профильных линий стенных 5 и грунтовых 6 реперов и предназначенная для определения горизонтальных деформаций основания и фрагмента фундамента.

Гибкость сооружения в вертикально плоскости (за счет гибкости стержней связей) позволяет ему воспринимать лишь горизонтальные деформации основания, а прерывистость его дает возможность определять продольные усилия в связях (арматуре) фундамента, вызванные эти;-1и деформациями.

Устройство (фнг.З и А) содержит два параллельных ряда 6eTOHiibix фундаментных блоков 1, расположенных в

Q 5 Q

5 .

5

0

5

812

двух траншеях, из которых одна глубже другой. Продольные ряды фундаментных блоков 1 пригружены в поперечном направлении бетонными блоками 2 до удельной вертикальной нагрузки на основание (5 ) соответствующей нагрузке от здания. Между фундаментами 1 и пригрузочными 2 блоками установлены стальные двутавровые балки 7, причем одна из балок 7, представленная двутавром более высокого номера, выше, чем другая, уложена на фундаментные блоки 1 в более глубокой траншее. Таким образом разница в глубинах траншей компенсирует разницу в высоте двутавровых балок 7. Между двутавровыми балками 7. и фундаментными блоками 1 находятся силоизмеритель- ные приборы - динамометры сжатия 8, установленные на стальные катки 9. По каткам 9, выполненным из круглой стали диаметром 20-30 мм, вся конструкция может свободно перемещаться по фундаментным блокам 1 в продольном направлении.

Специальная маркшейдерская наблюдательная станция представлена стенными реперами 10, приваренными к балкам 7 и служащими для измерения их изгиба, а также грунтовыми реперами 6, заложенными вокруг устройства и служащими дпя определения искривления основания при подработке.

Устройство (фиг.З и 6) содержит один или несколько рядов бетонных фундаментных блоков 1, пригруженных бетонными блоками 2 до удельной вертикальной нагрузки на основание, со-, ответствующей нагрузке от моделируемого здания. Между фундаментными 1 и пригрузочными 2 блоками установлена стальная двутавровая балка 7, имитирующая стену здания. Фундаментные блоки 1 установлены на динамометры сжатия 8, которые стоят на распределительных плитах 11. К полкам и стенке двутавровой балки 7 приварены специальные стальные замерные колки 12, служащие для установки удлиненных индикаторов часового типа.

Способ осуществляют следующим образом.

Б городе или поселке, подвергающемуся воздействию горных работ, выбирают типовое бескаркасное здание, в котором условно выделяют отдельные основные несущие конструкции - стены и фундамент. Работу каждой из этих

.

31

конструкций моделируют с помощью изображенных на фиг.1-6 устройств. Одни из этих устройств устанавливают на подрабатываемой территории, а дру гие - аналогичные им - на неподраба тываемой территории.

При подработке территории происходит деформирование основания фрагментов в вертикальной и горизонталь- ной плоскостях, вызванное смещением массива грунта над горными выработками. Возникают вертикальные и горизонтальные деформации грунтового основания, которые измеряют, проводя на- блюдения на маркшейдерской наблюдательной станции.

При воздействии горизонтальных деформаций основания на устройство, моделирующее работу фундамента (фиг.1 и 2), его фундаментные блоки 1 вместе с лежащими на них пригрузочными блоками 2 смещаются в продольном направлении друг относительно друга, вызывая этим растягивающее или ежи- мающее продольные усилия в соединяю щих фугздаментные блоки стальных стержнях 3. Эти усилия определяют с помощью съемных удлиненных индикато - ров часового типа, которые устанавливают на специальные стальные колки 4, предварительно приваренные к стержням 3.

Действие на устройство вертикальных деформаций основания вызывает

только изгиб стержней-связей и прак- тически не влияет на величины продольных усилий в стержнях, так как не вызывает их удлинения или ускорё

Таким образом, с помощью этого устройства определяют величины продольных усилий в фундаментах зданий, вызванных воздействием горизонталь- ных деформаций основания. При воздействии горизонтальных деформаций основания на устройство, моделирую щее работу стены бескаркасного здания (фиг.З и 4), его фундаментальные блоки 1 смещаются друг относительно друга в продольном направлении. Однако благодаря наличию стальных катков 9 между фундаментными блоками 1 и всей остальной конструкцией, проис- ходит относительное перемещение балок 7 и фундаментных блоков 1, которое не сопровождается ростом дополнительных усилий в балках.

ь

1370

т

„,(-

2ь

ос

40

g CQ g81

При воздействии на устройство вертикальных деформаций (искривление основания) фундаментные блоки 1 смещаются друг относительно друга по высоте. Это смещение передается на балки 7, пригруженные блоками 2, в результате чего балки 7 также изгибаются в вертикальной плоскости, что сопровождается появлением дополнительных вертикальных усилий в балках 7. Эти усилия определяют с помощью сило- измерительных приборов - динамометров С) ;атия. Изгиб балок 7 определяют путем наблюдений за смещением в вертикальной плоскости стенных реперов 10.

С помощью устройства, моделирующего работу стены, определяют величины вертикальных усилий в стенах многократно подрабатываемых бескаркасных зданий, вызванные только вертикальными деформациями основания. При воздействии на устройство (фиг.З и 6) горизонтальных деформаций основания его фундаментные блоки 1 смещают друг относительно друга в продольном направлении, вызывая этим продольные усилия в двутавровых балках 7. Одновременно с горизонтальными на фрагмент здания действуют и вертикальные деформации основания (искривления), вызывающие изгиб балки 7. В результате в балках 7 возникают дополнительные вертикальные усилия, измеряющиеся с помощью динамометров сжатия 8. Совместное и одновременное воздействие вертикальных и горизонтальных деформаций подрабатываемого грунтового основания передаются на двутавровые балки 7, вызывая в последних усилия, которые определяют через деформации этих балок 7 измеряемые съемным индикатором часового типа, который устанавливают на измерительHbie колки 12.

Таким образом, как и в реальных зданиях, те величины обобщенных усилий, что определяют в балках 7, являются результатом совместного одновременного воздействия на здания вертикальных и горизонтальных деформаций основания.

По величине обобщенного усилия, полученного на устройстве фиг.5 и 6, работающем на подрабатываемой территории, производят расчет объема и стоимости конструктивных мер защиты здания, а по величине вертикальных

513701

и горизонтальных усилий, полученных на устройствах ф11г.1-А, работающих на подрабатываемой территории, выбирают оптимальные варианты мер защиты.

Усилия в стержнях 3 устройства фиг.1 и 2 на подрабатываемой территории являются результатом суммарного воздействия подработки терриNnOAf.

И температуры воздуха

N

ПОАР

« N,

Усилия N J в стержнях-сваях 3 устройства фиг,1 и 2 на неподрабатывае- мой территории являются результатом воздействия температуры воздуха

N, N,

Дополнительные усилия от воздей- ствия подработки N . в зданиях и сооружениях определяют по разности усилий в устройствах на подрабатывае

0

5

0

81

мых и на неподрабатываемых территориях. Формула изобретения

Способ определения усилий в сооружениях на подрабатываемых территориях, включающий установку на подрабатываемой территории устройств, моделирующих работу отдельных элементов сооружений,и измерение в них усилий и деформаций, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности исследований, идентичные устройства устанавливают на неподраба- тываеьых территориях, определяют усилия, возникакщие в сооружениях за счет подработки территории, по разности усилий в устройствах, установленных на подрабатываемой и неподрабатываемых территориях, и по величине усилий определяют объем и оптимальные варианты работ по защите сооружений от подработки территории.

Изобретение относится к строительству, в частности к исследованию работы строительных сооружений на подрабатываемых грунтовых основаниях. Цель изобретения - повышение точности исследований. Способ включает установку на подрабатьгеаемой территории устройств, моделирующих работу отдельных элементов сооружений. Идентичные устройства устанавливают на неподрабатываемых территориях. Определяют усилия .в строительствах на подрабатываемой и на неподрабатываемых территориях. По разности этих усилий определяют усилия в сооружениях за счет подработки территории. По величине усилия определяют объем и оптимальные варианты работ по защите сооружений от подработки территории. 6 ил. ( (Л

W////////// / 7////Т j /////// //////

/л /

гг

Фиг ;

Фиг ;

фиг.З

ff / /

////// /// /. ///

V

Фиг.5

фиг. Ц

8

//

S

,

У /// /

2

фиг. 6