Введение к работе
Актуальность. В настоящее время в России насчитывается около 100 млн. м2 аварийного и ветхого жилья и в ближайшие годы тенденция к его росту сохранится. Условия признания жилья аварийным сформулированы в п.38 ч.Ш постановления Правительства РФ № 47 - «Жилые помещения в многоквартирных домах, получивших повреждения в результате взрывов, аварий, пожаров, землетрясений, неравномерной просадки грунтов, других сложных геологических явлений, следует признавать непригодными для проживания, если проведение восстановительных работ технически невозможно или экономически нецелесообразно. Указанные многоквартирные дома признаются аварийными и подлежащими сносу».
Однако существует возможность восстановления геометрического положения в пространстве здания, получившего сверхнормативный крен в результате сложившейся геологической ситуации.
В последние годы наиболее эффективным и безопасным показал себя метод подъема и выравнивания зданий с помощью гидродомкратных систем. Его особенностью является устройство регулируемых фундаментов, позволяющих обеспечить сохранность и пространственную жесткость здания во время выравнивания.
Важными, но малоизученными вопросами являются конструирование, технология и расчет регулируемых фундаментов каркасных зданий, особенно с учетом их все возрастающего объема за последние годы.
В связи с этим, тема диссертационной работы представляется актуальной и важной.
Целью диссертационной работы является разработка конструкции, технологии устройства и методов расчета и проектирования регулируемых фундаментов проектируемых и эксплуатируемых каркасных зданий и сооружений с железобетонным и металлическим каркасом.
Задачи исследования:
проанализировать существующие методоы корректировки геометрического положения здания, их достоинства и недостатки, изучить типы регулируемых фундаментов, существующих в настоящее время;
разработать технологии устройства и конструктивные решения регулируемых фундаментов для проектируемых и эксплуатируемых каркасных зданий с железобетонным и металлическим каркасом;
выявить влияние различных расчетных схем, возникающих в процессе подъема и выравнивания здания, на напряженно - деформированное состояние регулируемых фундаментов;
провести численные и экспериментальные исследования работы регулируемых фундаментов с различными жесткостными характеристиками при изменении расчетной схемы в процессе подъема и выравнивания здания;
выявить возможные случаи работы бетона и арматуры регулируемых фундаментов на всех стадиях их работы в процессе подъема и выравнивания здания;
предложить аналитическое описание вариантов трансформации диаграмм деформирования материалов регулируемых фундаментов на всех стадиях их работы;
разработать методы расчета и проектирования регулируемых фундаментов на основании трансформированных диаграмм деформирования материалов регулируемых фундаментов на всех стадиях их работы;
подтвердить их достоверность и надежность сходимостью экспериментальных и теоретических результатов.
Объект и предмет исследования - железобетонные регулируемые фундаменты проектируемых и эксплуатируемых зданий с железобетонным и металлическим каркасом.
Методы исследований. Численные исследования с использованием метода конечных элементов и экспериментальные исследования с применением тензометрического метода.
Достоверность разработанных рекомендаций и методов расчета подтверждается результатами статистической обработки численных и экспериментальных исследований автора и многих других исследователей.
Научная новизна работы:
разработаны новые конструкции и технология устройства регулируемых фундаментов для проектируемых и эксплуатируемых зданий с железобетонным и металлическим каркасом;
впервые получены экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии плитной части железобетонных регулируемых фундаментов с учетом изменения расчетной схемы в процессе подъема и выравнивания каркасных зданий;
исследовано влияние жесткостных характеристик плитной части на напряженно - деформированное состояние регулируемых фундаментов каркасных зданий на всех стадиях их работы при подъеме и выравнивании зданий;
разработаны рекомендации по проектированию и расчету плитной части регулируемых фундаментов каркасных зданий.
Практическая ценность и внедрение результатов работы
Разработаны практические рекомендации по устройству регулируемых фундаментов каркасных зданий, по технологии их подъема и выравнивания и по их расчету и проектированию, использованные в ОАО «СевКавНИПИагропром» при проектировании реальных объектов.
Результаты исследований использованы ООО НПФ «Интербиотех» в регулируемых фундаментах для подъема и выравнивания объектов «Жилой дом поэта Майкова» в Москве и комплекса офисных 5 и 10-этажных зданий в г. Туапсе.
Результаты исследований внедрены также в учебный процесс в Ростовском государственном строительном университете и Кабардино-Балкарском государственном университете.
Апробация диссертации. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на: Международной конференции «ГЕОТЕХНИКА: научные и прикладные аспекты решения геотехнических задач в условиях нового строительства или реконструкции» (Санкт-Петербург, 2009); Международных научно-практических конференциях «Строительство 2009-2013гг.» (Ростов-на-Дону, 2009-2013гг.); III академических чтениях ЮРО РААСН по проблемам строительных наук (Кисловодск, ЮРО РААСН, 2010-2012гг.); 40,41,42 научно-технических конференциях СевКавГТУ (Ставрополь, 2011-2013гг.); международной конференции по геотехнике «Актуальные вопросы инженерной геологии, механики грунтов и фундаментостроения», (Санкт-Петербург, 2010 г.); научно-практической конференции, посвященной памяти профессоров Ю.Н. Мурзенко и А.П. Пшеничкина (Новочеркасск, 2010).
За разработку и внедрение конструкций регулируемых фундаментов, а также технологий по подъему и выравниванию зданий и сооружений решением президиума РОМГГИФ автор был удостоен диплома им. профессора СБ. Ухова (Москва, 2010).
Публикации. Основные результаты опубликованы в 19 работах, включая 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 11 патентах на изобретения и полезные модели и 6 статьях в других изданиях.
Личный вклад автора состоит в разработке новых конструктивных решений регулируемых фундаментов для проектируемых и эксплуатируемых зданий с металлическим и железобетонным каркасом, в разработке алгоритма выполнения работ при подъеме и выравнивании каркасных зданий, в проведении натурного эксперимента и разработке методики расчета плитной части регулируемых фундаментов каркасных зданий на основании анализа расчетных и экспериментальных данных.
На защиту выносятся:
разработанные технологии по устройству регулируемых фундаментов для эксплуатируемых и вновь возводимых зданий с металлическим и железобетонным каркасом;
результаты численного моделирования;
результаты экспериментальных данных;
рекомендации расчета и проектирования плитной части регулируемых каркасных зданий, основанные на анализе сходимости численных и экспериментальных данных.
Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 166 с. состоит из введения, пяти глав, общих выводов и содержит 132 страницы машинописного текста, 64 рисунка, 12 таблиц, библиографический список из 134 наименований и 8 страниц приложений.
