Деформационные швы должны проходить через все здание.

Деформационные швы должны проходить через все здание, включая конструкцию фундамента. Точное решение до сих пор является сложным техническим вопросом, особенно для оснований с неблагоприятными или меняющимися геологическими условиями. В технической литературе вопрос о деформационных швах, предназначенных для восприятия неравномерной осадки, детально не рассматривается.
В этой части книги приводим решения для зданий, неравномерная осадка отдельных частей которых вызвана неодинаковой нагрузкой на ленточные фундаменты.

Основные предпосылки решения:
а) однотипные здания, но с разными размерами фундаментов;
б) однородные грунты основания с одинаковыми физическими и механическими свойствами.

Причиной неравномерной осадки является неодинаковая нагрузка на строительные конструкции, т.е. различная высота застройки или неодинаковые временные нагрузки.

Приведенное решение пригодно для кирпичных или блочных зданий, преимущественно жилых, возведенных на ленточных фундаментах. Задача этого анализа — определить примерные параметры для выбора типа деформационных швов с учетом влияния жесткости здания.
Предлагаемое решение позволяет определять деформационные швы для восприятия неравномерной осадки при различной конструктивной структуре зданий.

Для наглядности показан один из основных примеров выбора деформационного шва между двумя перпендикулярно присоединяемыми лентами переменной ширины, воспринимающими неравномерную нагрузку от надземной части зданий. Последовательность решения. В этом случае была определена кривая напряжения под фундаментами на глубину трехкратной ширины большего фундамента. Таким образом, была определена величина взаимной пригрузки без учета влияния жесткости конструкции здания, при различных отношениях ширины ленточных фундаментов. Максимальная ширина фундаментной ленты была принята 4 м.

Результаты анализа приведены, на основании которых можно определить величину пригрузки на грунт основания под воздействием более нагруженных ленточных фундаментов. Это означает, что в данном случае следует определять деформацию меньшего фундамента, обусловленную пригрузкой от большего фундамента.



С помощью установленных величин напряжения в отдельных точках прогибающейся части здания можно определять величину осадки, а следовательно, и характер деформации. Сравнением величины расчетной деформации с величиной предельной деформации можно определить необходимость устройства деформационного шва. Для определения деформации меньшего фундамента (а значит, и здания), а также деформации в месте стыка различно нагруженных частей зданий следует определить основные параметры кривой деформации, т. е. величину неравномерной их осадки и длину прогибающейся части, следовательно, величину пригрузки.

Это решение не учитывает влияния жесткости прогибающегося здания на величину и характер деформации, поэтому даже в этом случае необходимо иметь в виду закономерность, что здание и основание взаимодействуют как единое целое, а отдельные компоненты взаимно влияют друг на друга. Известно, что грунт под действием внешней нагрузки подвергается деформации. Зная свойства деформации грунтов, можно определить предполагаемую осадку различных точек фундамента по всей длине деформирующегося здания. Однако под влиянием жесткости стены деформация основания частично выравнивается.

Отсюда вытекает следующая задача:
Необходимо определить форму и величину деформации здания с учетом его жесткости, причем осадка в месте стыка с более нагруженной частью здания должна быть увеличена на величину неравномерной осадки.
В результате в месте стыка происходит искусственное (насильственное) увеличение осадки менее нагруженной части здания.

Поскольку до сих пор неизвестна взаимосвязь между жесткостью здания и податливостью основания, которая определяет характер конечной деформации, решение этой задачи очень сложно. В настоящее время известны два теоретических метода в подходе к решению этой задачи: теория грунтов Пресс Винклера и теория упругого полупространства. Однако ни одна из них не дает полного ответа, а результаты отвечают действительности только в некоторых особых случаях. В нашем случае вопрос осложнен тем, что в месте стыка двух различно нагруженных частей зданий грунты искусственно сжаты, а это означает, что по всей длине конструкции фундамента, где действует пригрузка, напряжение в грунте основания повышено.

Поэтому в данном случае следует исходить из двух основных предпосылок:
а) жесткость деформируемого здания ничтожна, что значит, что конструкция абсолютно упруга. В этом случае деформация здания будет следовать за деформацией основания, характеризуемая найденной кривой напряжения;
б) здание абсолютно жестко. В этом случае все здание обнаруживало бы одинаковую осадку и не произошло бы прогиба. Однако возможен наклон здания в целом.

Это означает, что кривая деформации конструкции средней жесткости зависит преимущественно от жесткости прогибающейся части здания. Существует много мнений относительно определения величины средней жесткости, следовательно, и допускаемой деформации здания, однако общая теория не разработана, поэтому на основе критической оценки был выбран критерий, предложенный Г. Варлашкиным, который основан на результатах измерений фактических деформаций жилых зданий, возведенных на подрабатываемых территориях. Можно заметить, что деформация в этих случаях была вызвана искусственно.

Было установлено, что величина и кривая деформации основания фактически зависят от жесткости здания. Для показателя жесткости здания было взято отношение длины к высоте здания, т. е. отношение ?/Я.
Величина а выражает жесткость здания и зависит от отношения Ь:Н. Она приведена, где изображена прямая зависимость между коэффициентом а и отношением Ь:Н, Величина Ъ — выравнивающий коэффициент жесткости здания. Автор рекомендует использовать приведенную выше формулу для отношения Ь\Н в пределах от 1,6 до 10.
Следовательно, если известно отношение жесткости здания, которое характеризует допустимый прогиб, к деформации основания, можно решить данную гипотезу. В нашем случае, однако, нельзя предположить, что под влиянием жесткости здания уменьшится разница в осадке в месте стыка зданий.

Если предложенные Варлашкиным примеры можно использовать, то следует предположить, что примерный прогиб в этом особом случае будет уменьшаться за счет того, что под влиянием жесткости здания будет увеличиваться длина деформируемой части, т. е. область пригрузки, выраженная величиной К или Ки пропорциональной величине а.

Это отношение приведено, где жесткость стены выражена величиной а = 0,5. Если, следовательно, указанная зависимость действительна, то область пригрузки К увеличится при величине а в 2 раза. Отношение частично проверено при испытании на моделях. Была проверена также форма кривой деформации и величина предельного прогиба <р.

Теперь для данных величин Ки / и ф можно определить предполагаемую величину деформационного шва.
Для простоты проектирования деформационных швов и определения необходимости их устройства был разработан график для различных параметров кривой деформации К\ и а также различных величин допускаемого прогиба ф.

Пример. Длина прогибающегося здания 30 м, высота б м. Осадка при коэффициенте сжимаемости С—50 составляет для низкой части здания 4,2 см, а для высокой — 6.2 см. Разница <1 составляет 2 см. Допускаемый относительный прогиб конструкции ф — 0,001. Ширина большего фундамента 2.3 м, меньшего—1 м. С помощью графика найдем для отношения /.:#=1а=0,618, а по графику в этом случае193 — величину К=8 м, для фундамента шириной 2,3 м 7(1 = 12,9 см = = К1а. Теперь известны все величины кривой деформации, а из графика следует, что устройство деформационного шва необходимо, поскольку окончательный прогиб более допустимого — 0,001.