ОЦЕНКА  ЧИСЛОВЫХ  ХАРАКТЕРИСТИК  ДЕФОРМАЦИЙ  СООРУЖЕНИЙ

Кузнецов  Олег  Федорович

почетный  геодезист  России,  доцент  каф.  «Строительство»  Филиала  НОУ  ВПО  МТИ  «ВТУ»  в  г.  Оренбурге,  г.  Оренбург

E-mail: 

Вагнер  Елена  Станиславовна

преподаватель  кафедры  «Строительство»  Филиала  НОУ  ВПО  МТИ  «ВТУ»  в  г.  Оренбурге,  г.  Оренбург

E-mail: 

EVALUATION  OF  NUMERICAL  CHARACTERISTICS  OF  CONSTRUCTION  DEFORMATIONS

Oleg  Kuznetsov

honoured  surveyor  of  Russia,  associate  professor  of  Faculty  of  Construction,  Branch  of  Non-state  Educational  Establishment  HVE  Moscow  Technological  Institute  “World  Technological  University”,  Orenburg

Elena  Vagner

teacher  of  Faculty  of  Construction,  Branch  of  Non-state  Educational  Establishment  HVE  Moscow  Technological  Institute  “World  Technological  University”,  Orenburg

АННОТАЦИЯ

В  статье  рассмотрен  пример  оценки  числовых  характеристик  деформаций  сооружений  на  примере  вертикальных  перемещений  (осадок)  и  кренов  сооружения.  Оценка  эксплуатационного  состояния  сооружений  осуществляется  путем  сравнения  накопленных  осадок  и  кренов  с  их  предельно  допустимыми  величинами.  Уменьшение  (затухание)  скоростей  свидетельствует  о  стабилизации  пространственного  положения  сооружений.  По  графику  может  быть  оценено  фактическое  напряженно-деформированное  состояние  и  запас  несущих  свойств  отдельных  элементов  сооружений,  а  на  их  основе  рассчитана  надежность  сооружений.

ABSTRACT

The  article  briefly  reviews  an  example  of  evaluation  of  construction  deformations’  numerical  characteristics  based  on  vertical  movements  (settlements)  and  construction  tilts.  Constructions’  operational  status  evaluation  is  monitored  by  comparison  of  accumulated  settlements  and  tilts  with  its  maximum  permissible  values.  Deceleration  (damping)  indicates  attitude  hold  of  constructions.  According  to  schedule  it  is  possible  to  estimate  the  factual  strain-stress  distribution  and  lift  characteristics  of  particular  construction  elements;  then  on  its  basis  could  be  evaluated  structure  safety  of  constructions. 

Ключевые  слова:  числовые  характеристики,  деформации  сооружений.

Keywords:  numerical  characteristics;  construction  deformations.

Числовые  характеристики  деформаций  сооружений  можно  получить  в  результате  геодезических  измерений  и  наблюдений,  которые  ведутся  по  мере  возведения  сооружений,  после  их  завершения  и  сравнения  результатов  измерений,  выполненных  в  разное  время.  Оценим  числовые  характеристики  на  примере  вертикальных  перемещений  (осадок)  и  кренов  сооружения  [3].

Оценка  материалов  наблюдений  начинается  с  тщательной  проверки  всех  записей  и  вычислений  в  полевых  журналах  превышений  между  реперами  и  марками  двумя  исполнителями  (в  две  руки).  Округление  выполняют  обычно  до  0,01—0,1  мм.  Затем  составляют  схему  нивелирования,  на  которое  выписывают  вычисленные  превышения,  полученные  и  допустимые  невязки. 

Уравновешивание  каждого  полигона  осуществляют  с  использованием  одного  из  способов,  известных  в  геодезии  [5].  После  увязки  превышений  вычисляют  отметки  Нк  каждой  из  N  марок  сооружения  в  данном  цикле  измерений,  например,  а  также  среднеквадратические  погрешности  отметок  в  цикле  (1):

    ,  (1)

где:  —  число  станций  до  наиболее  удаленной  точки  хода;

—  среднеквадратическая  погрешность  отметки  однойстанции  в  цикле.

Перемещение  (осадку)  каждой  марки  в  период  между  i-ми    циклами  измерений  вычисляют  по  формуле  (2):

.  (2)

Среднеквадратическую  погрешность  определения  осадки  из  двух  циклов  вычисляют  по  формуле  (3):

  (3)

Результаты  вычисления  осадок  сводят  в  таблицы,  а  так  же  выносят  на  схему  сооружения.  Для  этого  на  схеме  под  номером  каждой  марки  пишут  величину  ее  осадки  в  миллиметрах  за  период  между  циклами  измерений.

При  существенной  неравномерности  осадок  на  план  сооружения  (см.  Рис.  1)  путем  интерполяции  между  марками  наносят  линии  равных  осадок  (для  осадок  10,  20,  30  мм.)  и  т.  д. 

Рисунок  1.  Линии  равных  осадок

По  данным  измерений  и  вычислений  каждого  цикла  подсчитывают:

·     среднюю  осадку  сооружения  (4):

  (4)

где:    —  сумма  осадок  всех  N  марок  сооружения  [3];

·     относительный  прогиб  (выгиб)  вдоль  основных  осей  сооружения  (5):

  (5)

где:  ,  —  осадки  крайних  марок  на  оси  сооружения,  мм;

  —  осадка  средней  марки,  мм;

L  —  расстояние  между  крайними  марками,  мм;

·     крен  сооружения  (6):

  (6)

При  наличии  вдоль  оси  сооружения  более  трех  марок  целесообразно  строить  в  виде  графика  форму  изогнутой  оси  (она  может  быть  построена  вдоль  различных  осей  на  основании  плана  с  линиями  равных  осадок)  [1].

По  результатам  длительных  наблюдений  за  сооружением  осуществляют  построение  графиков  средних  осадок,  а  также  вычисление  среднегодовых  (сезонных,  месячных)  скоростей  осадок  и  кренов  (8):

,  (7)

где:  —  скорость  осадки,  мм/год  (мм/сезон,  мм/месяц);

t  —  период  наблюдений;

—  средняя  осадка  в  конце  и  начале  наблюдений;

,  (8)

где:    —  скорость  крена,; 

t  —  период  колебаний; 

  —  крен  по  направлению  данной  оси  в  конце  и  начале  наблюдения.

После  завершения  работ  по  каждому  циклу  высотного  контроля  стабильности  должны  быть  оформлены  и  подвергнуты  анализу  следующие  материалы:  планы  (схемы)  высотной  опорной  сети  и  деформационных  марок  с  нанесенными  на  них  осадками  и  кренами  за  период  между  циклами,  а  также  изолиниями  осадок  (линиями  равных  осадок);  сводные  таблицы  осадок  и  кренов  предпоследнего  и  последнего  циклов  контроля;  графики  осадок  и  кренов  для  всего  периода  контроля  (всех  циклов,  включая  последний);  полевые  вычисления,  краткую  пояснительную  записка.

Оценка  эксплуатационного  состояния  сооружений  осуществляется  путем  сравнения  накопленных  осадок  и  кренов  с  их  предельно  допустимыми  величинами  и  путем  анализа  скоростей  осадков  и  кренов.  Уменьшение  (затухание)  скоростей  свидетельствует  о  стабилизации  пространственного  положения  сооружений  [1].

По  графику  формы  изогнутой  оси  с  привлечением  других  характеристик  (местных  деформаций,  физико-механических  и  геометрических  характеристик)  конструкций  может  быть  оценено  фактическое  напряженно-деформированное  состояние  и  запас  несущих  свойств  отдельных  элементов  сооружений,  а  на  их  основе  рассчитана  надежность  сооружений.

При  других  видах  геодезического  контроля  стабильности  сооружений  (планового,  азимутального  и  т.  д.)  для  вычисления  параметров  пространственного  положения  используют  формулы.  Обработка  параметров  и  использование  их  для  оценки  эксплуатационного  состояния  сооружений  осуществляется  по  принципиальной  схеме,  аналогичной  рассмотренной  выше  для  контроля  осадок  и  кренов.  Результаты  контроля  оформляются  в  виде  таблиц,  схем  и  графиков  плановых  перемещений,  азимутальных  разворотов  и  трещин.  Эксплуатационное  состояние  сооружений  оценивается  путем  изучения  скоростей  протекания  процессов  плановых  перемещений,  азимутальных  разворотов  и  развития  трещин.

Список  литературы:

1.Интулов  И.П.  Инженерная  геодезия  /  И.П.  Интулов.  Воронеж,  2006.  —  273  с.

2.Кузнецов  О.Ф.  Геодезическое  обеспечение  строительства  и  эксплуатации  сооружений  /  О.Ф.  Кузнецов.  Оренбург:  Экспресс-печать,  2008.  —  201  с.

3.Кузнецов  О.Ф.  Инженерная  геодезия  /  О.Ф.  Кузнецов.  М.:  МГСУ,  2013.  —  363  с.

4.СНиП  3.01.03-84  Геодезические  работы  в  строительстве.

5.Федотов  В.А.  Инженерная  геодезия  /  В.А.  Федотов.  М.:  Высшая  школа,  2007.  —  463  с.