Способ определения усилий в сооружениях на подрабатываемых территориях

(71) Украинский фнаучно-исследоватгорной геомеханик В 4илиал Всесоюзного льского институт и маркшеидерск де (7 2) Ю.Ф.КренидР.А,Муллер53) 624131.356) Сб. Эксперия инженерных Б.Ю.Караваев ные исследоваий, Р 3/Донец- Госстрой8-10,ооруже проект 69, с. ии Промстроини ССР, Донецк, 1Там же, с. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИИ В СООРУЖЕНИЯХ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ(57) Изобретение относится к строительству, в частности к исследованиюработы строительных сооружений наподрабатываемых грунтовых основанияхЦель изобретения - повьппение точности исследований. Способ включает установку на подрабатываемой территории устройств, моделирующих работуотдельных элементов сооружений. Идентичные устройства устанавливают нанеподрабатываемых территориях. Определяют усилия .в строительствах наподрабатываемой и на неподрабатываемых территориях. По разности этихусилий определяют усилия в сооружениях за счет подработки территории.По величине усилия определяют объеми оптимальные варианты работ по защите сооружений от подработки территории. 6 ил.40 113701Изобретение относится к строительству, в частности к исследованию работы строительных сооружений на подрабатываемых грунтовых основаниях.5Цель изобретения - повышение 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 искривлении грунтового основания; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - устройство для определения суммарных усилий при одновременных вертикальных и горизонтальных деформациях20 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 35 щими для установки на стержни приборов для измерения деформаций стержней (удлиненных индикаторов часового типа). В теле фундаментных блоков и в грунте основания вокруг фрагмента фундамента закладывается специальная маркшейдерская наблюдательная станция, состоящая из нескольких профильных линий стенных 5 и грунтовых 6 ре 45 перов и предназначенная для определения горизонтальных деформаций основания и фрагмента фундамента.Гибкость сооружения в вертикальной плоскости (за счет гибкости стержней- связей) позволяет ему воспринимать лишь горизонтальные деформации основания, а прерывистость его дает воэможность определять продольные усилия в связях (арматуре) фундамента, вызванные этими деформациями.Устройство (фиг.З и 4) содержит два параллельных ряда бетонных фундаментных блоков 1, расположенных в 81 гдвух траншеях, иэ которых одна глубже другой. Продольные ряды фундаментных блоков 1 пригружены в поперечном направлении бетонными блоками 2 до удельной вертикальной нагрузки на основание 4, 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 силоизмерительные 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 1 О, приваренными к балкам 7 и служащими для измерения их изгиба, а также грунтовыми реперами 6, заложенными вокруг устройства и служащими для определения искривления основания при подработке.Устройство (фиг.5 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 пригруэочными 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 типаСпособ осуществляют следующим образом.В городе или поселке, подвергающемуся воздействию горных работ, выбирают типовое бескаркасное здание, в котором условно вмделяют отдельные основные несущие конструкции - стены и фундамент, Работу каждой из этих1370181 констРукций моделнруют с помощьюизображенных на фиг,1-6 устройств.Одни из этих устройств устанавливаютна подрабатываемой территории, а другие - аналогичные им - на неподрабатываемой территории.При подработке территории происходит деформирование основания фрагментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, вызванное смещениеммассива грунта над горными выработками. Возникают вертикальные и горизонтальные деформации грунтового основания, которые измеряют, проводя наблюдения на маркшейдерской наблюдательной станции,При воздействии горизонтальных деформаций основания на устройство, моделирующее работу фундамента (фиг,1Ои 2), его фундаментные блоки 1 вместе с лежащими на них пригрузочнымиблоками 2 смещаются в продольном направлении друг относительно друга,вызывая этим растягивающее или сжимающее продольные усилия в соединяющих фундаментные блоки стальныхстержнях 3. Эти усилия определяют спомощью съемных удлиненных индикато -ров часового типа, которые устанавливают на специальные стальные колки 4, предварительно приваренные кстержням 3,Действие на устройство вертикальных деформаций основания вызываеттолько изгиб стержней-связей и практически не влияет на величины продольных усилий в стержнях, так какне вызывает их удлинения или ускорения. 30 45 50 55 Таким образом, с помощью этого устройства определяют величины продольных усилий в фундаментах зданий, вызванных воздействием горизонтальных деформаций основания. При воздействии горизонтальных деформаций основания на устройство, моделирующее работу стены бескаркасного здания (фиг.3 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, происходит относительное перемещение балок 7 и фундаментных блоков 1, которое не сопровождается ростом дополнительных усилий в балках. При воздействии на устройство вертикальных деформаций (искривление основания) фунда: ентные 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 силоизмерительных приборов - динамометровсжатия, Изгиб балок 7 определяют путем наблюдений эа 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.5 и 6) горизонтальных деформаций основания его фундаментные блоки 1 смещают друг относительно другав продольном направлении, вызываяэтим продольные усилия в двутавровыхбалках 7. Одновременно с горизонтальными на фрагмент здания действуют ивертикальные 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 игоризонтальных деформаций подрабатываемого грунтового основания передаются на двутавровые балки 7, вызываяв последних усилия, которые определяют через деформации этих балок 7измеряемые съемным индикатором часового типа, который устанавливают наизмерительные колки 12,Таким образом, как и в реальныхзданиях, те величины обобщенных усилий, что определяют в балках 7, являются результатом совместного одновременного воздействия на зданиявертикальных и горизонтальных деформаций основания.По величине обобщенного усилия,полученного на устройстве фиг5 и 6,работающем на подрабатываемой территории, производят расчет объема истоимости конструктивных мер защитыздания, а по величине вертикальныхподр ФУсилия Ю в стержнях-сваях 3 уст 7ройства фиг.1 и 2 на неподрабатываемой территории являются результатомвоздействия температуры воздуха И Н(Дополнительные усилия от воздействия подработки Ю ,др в зданиях н сооружениях определяют по разности усилий в устройствах на подрабатывае 20 513 О и горизонтальных усилий, полученных на устройствах фиг.1-4, работающих на подрабатываемой территории, выбирают оптимальные варианты мер защиты.Усилия в стержнях 3 устройства фиг. и 2 на подрабатываемой территории являются результатом суммарного воздействия подработки территории Н н температуры воздухабодр.Н 181 6мых и на неподрабатываемых территориях,Формула изобретенияСпособ 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, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения точности исследований, идентичные устройства устанавливают на неподрабатываемых территориях, определяют усилия, возникающие в сооружениях за счет подработки территории, по разности усилий в устройствах, установленных на подрабатываемой и неподрабатываенцх территориях, и по величине усилий определяют объем и оптимальные варианты работ по защите сооружений от подработки территории.1370181 Составитель В,Малышев Техред М.Дидык Редактор Н,Горват Корректор Н.Король Заказ 377/25 Тираж 636 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5