Характерные деформации зданий

Здания, в процессе своей работы, деформируются в меру своей жесткости под влиянием окружающих воздействий. Деформация конструкций здания во многом зависит от деформационного состояния его фундаментов. Самая распространенная деформация фундаментов – это осадка. Здания и его фундаменты имеют различную чувствительность к осадкам, которые могут происходить в любые периоды: и в процессе строительства и во время эксплуатации. Чувствительность к осадкам определяется жесткостью. В зависимости от жесткости здания подразделяются на абсолютно жесткие, с конечной жесткостью и гибкие.

Абсолютно жесткие здания и сооружения обладают большой жесткостью в вертикальном направлении. К ним относят башни, дымовые трубы, тяжелые опоры (мостов, эстакад и т.п.). Ввиду значительной жесткости такие сооружения не подвержены изгибу, каким-то местным деформациям и испытывают осадку, как единое целое, имеется также жесткий фундамент. При симметричной вертикальной нагрузке осадка таких зданий и сооружений бывает равномерной. При несимметричном загружении может возникать крен. При этом появляются дополнительные напряжения (усилия), которые, как правило, не опасны ввиду большого запаса прочности.

Здания и сооружения конечной жесткости представляют основу современной городской застройки. К ним относятся здания каркасные, с неполным каркасом, кирпичные, крупноблочные, крупнопанельные и т.д., такие типы строений при развитии неравномерных осадок фундаментов получают деформации отдельных участков, выраженные в искривлениях, трещинообразовании и даже разрушении. Обладая конечной жесткостью, такие здания способны перераспределять давление по подошве фундаментов, в результате чего возникают дополнительные усилия. Величина дополнительных усилий, как правило, не учитывается в проектировании, и это приводит к образованию трещин, и даже, к аварийным ситуациям. Поэтому строительными нормами определены предельные величины деформаций, исходя из физико-технических свойств конструкций и материалов.

Абсолютно гибкие сооружения называются так потому, что под действием нагрузок они следуют за осадками основания, при этом дополнительные усилия практически не возникают, так как ситуация реализуется деформациями. К этой группе сооружений относят дамбы, земляные насыпи, гибкие резервуары, одноэтажные здания со статически определимой расчетной схемой, эстакады, галереи с разрезной пролетной схемой и т.п. В этом случае предельные деформации практически гибких сооружений назначают, исходя из условий нормальной эксплуатации.

При рассмотрении здания, как объекта обследования и реконструкции, необходимо внимательно изучить его строительную и конструктивную схемы, а также особенности грунтовой обстановки на площадке. Основой и результатом такого изучения становится оценка жесткости здания, особенности передачи нагрузки на фундаменты и грунты и предварительная оценка характера возможных деформаций в процессе эксплуатации.

В зависимости от жесткости и характера развития неравномерных осадок в здании могут возникать следующие деформации: прогиб, выгиб, крен, перекос, кручение, горизонтальное смещение. На рис. 5.17 показаны характерные виды деформаций.