Конструктивные решения

Конструктивные решения зданий зависят от геологических условий и принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания. К вечномерзлым относятся все виды грунтов, имеющих отрицательную или нулевую температуру и содержащих ледяные включения. Поверхностный слой грунта, промерзающий зимой и оттаивающий летом, называется деятельным слоем.

Потеря мерзлым грунтом несущей способности в результате изменения его температурного режима, т.е. протаивание под построенным зданием, - самое коварное свойство вечной мерзлоты. Строительство зданий – отапливаемого и неотапливаемого – нарушает температурное равновесие в грунте на участке строительства, «чаша протаивания» может достигать глубины 10 – 15 м, возможны значительные деформации.

В практике используют два метода строительства на вечномерзлых грунтах с сохранением вечной мерзлоты и с оттаиванием ее.

Принцип I – грунты основания сохраняются в мерзлом состоянии как в процессе строительства, так и на весь период эксплуатации здания.

Принцип II – грунты основания находятся в оттаявшем состоянии.

I принцип: строительство на мерзлых грунтах чаще всего ведется для неотапливаемых зданий.

Меры обеспечения стабильности границы промерзания, а также поддержание расчетных температур грунта достигаются несколькими методами:

- устройством в зданиях проветриваемых подполий открытых или

закрытых,

- устройством под зданием теплоизолирующих подсыпок,

- искусственным охлаждением грунта под фундаментами.

(поверхностные охлаждающие устройства, заглубленные устройства)

Устройство подполий:

открытые и закрытые: открытые проветривают через зазор между фундаментной балкой и поверхностью грунта, закрытые через продухи в цоколе или вытяжные трубы.

Подполье может быть с нерегулируемым и регулируемым проветриванием. При нерегулируемой проветривании летом возможно неблагоприятное воздействие положительных температур на грунт, а зимой — отрицательных на помещение первого этажа. Кроме того, существует опасность снегозаноса. При регулируемом проветривании приточные трубы располагают выше точек снегового отложения и снегопереноса, что исключает занос снега в подполье.

Часто наряду с проветриваемым подпольем для сохранения грунта в мерзлом состоянии широко используют подсыпки из песка, гравия и шлака Толщину подсыпки определяют теплотехническим расчетом.

Искусственное охлаждение грунта под фундаментами ведут различного вида холодильными установками. Под фундаменты укладывают трубы, по который пропускают холодоноситель — холодный воздух или жидкость. Применение холодильных установок позволяет получить значительную экономию стоимости фундаментов. Однако эксплуатационные расходы достаточно велики, установки требуют постоянного контроля и обслуживания.

II принцип: применяется искусственное оттаивание, заменяют льдистые грунты. Оттаивание должно быть медленное и равномерное. Методы оттаивания:

гидрооттаивание (нагнетание воды 1-2°С) – при крупнообломочных грунтах;

парооттаивание (нагнетание пара) – нельзя при глинистых грунтах, недостаток выпадение конденсата;

электрооттаивание – происходит уплотнение и осушение;

Площадь оттаивания должна быть больше площади помещения. Контур выходит за рамки сооружения не менее половины глубины оттаивания.

Конструктивные системы:

Здания и сооружения для северных районов проектируют с максимальной степенью сборности. Для них применяют конструктивные элементы высокой заводской готовности с надежными и простыми в монтаже соединениями, позволяющими строить объекты круглогодично и в условиях низких температур. Сборные конструкции, используемые для этих целей, должны иметь хорошую транспортабельность.

При строительстве здании по I принципу их конструкции проектируют без учета осадочных деформаций основания. Когда же здания строят по II принципу, возможны два случая: деформации основания в оттаявшем состоянии не превышают предельных величин деформации; основания могут превышать предельные величина.

В первом случае конструктивную схему зданий выбирают без учета особенностей строительства в северных районах, во втором приспосабливают конструкцию зданий к восприятию повышенных деформаций и обеспечивают устойчивость, прочность и эксплуатационную надежность зданий.

Для обеспечения устойчивости, прочности и эксплуатационной надежности здании применяют:

- жесткую конструктивную схему, при которой конструкция здания не могут иметь взаимных перемещений (здание оседает равномерно);

- податливую конструктивную схему, при которой возможно взаимное перемещение шарнирно связанных между собой конструкций

Многоэтажные, а также одноэтажные здания с пролетами до 12 м, как правило, проектируют по жесткой конструктивной схеме, а одноэтажные с пролетами более 12 м — с податливой конструктивной схемой.

Здания и сооружения, разделяют осадочными швами на отсеки

Дата добавления: 2014-01-20