Опыт уточняющей корректировки Опыт уточняющей корректировки расчетных схем и расчетного расчетных схем и расчетного сопровождения строительства сопровождения строительства

монолитных многоэтажных зданий с монолитных многоэтажных зданий с применением возможностей ПК применением возможностей ПК

««SCADSCAD»»

к.т.н С.К Романовк.т.н С.К Романовк.т.н В.В Ходыкинк.т.н В.В Ходыкин

(Нижегородский государственный архитектурно-(Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет,строительный университет,

ООО МСК «Мост-К»)ООО МСК «Мост-К»)

Сверхнормативные отклонения в Сверхнормативные отклонения в прочности материалов и технологии прочности материалов и технологии производства работпроизводства работ

Необоснованное уточнение Необоснованное уточнение расчетной схемырасчетной схемы

норманорма

Расчётная схема (нагрузки, Расчётная схема (нагрузки, геометрия сечения, размеры геометрия сечения, размеры

элементов) элементов)

Прочностные Прочностные характеристикихарактеристики

Коэффициенты вариации расчётных процедур по железобетонуКоэффициенты вариации расчётных процедур по железобетону ( (по А.С. Лычеву)по А.С. Лычеву)

Вид расчётаВид расчёта VV

Прочность нормальных сечений при изгибеПрочность нормальных сечений при изгибе 0,07650,0765

То же, при внецентренном сжатииТо же, при внецентренном сжатии 0,090,09

Прочность наклонных сеченийПрочность наклонных сечений 0,1460,146

Момент трещинообразования в нормальных сечениях при изгибеМомент трещинообразования в нормальных сечениях при изгибе 0,0880,088

Ширина раскрытия трещин в нормальных сечениях при изгибеШирина раскрытия трещин в нормальных сечениях при изгибеи внецентренном сжатиии внецентренном сжатии

0,3720,372

То же, в наклонных сеченияхТо же, в наклонных сечениях 0,630,63

Кратковременный прогибКратковременный прогиб 0,150,15

Длительный прогибДлительный прогиб 0,2010,201

Полный прогибПолный прогиб 0,6150,615

Длина зоны передачи напряженийДлина зоны передачи напряжений 0,2890,289

……приходится смириться с тем, что большинство массовых расчетов будет приходится смириться с тем, что большинство массовых расчетов будет выполняться по схемам, для которых адекватность реальной работе сооружения выполняться по схемам, для которых адекватность реальной работе сооружения достаточно сомнительна, и необходимая «балансировка» будет достигаться путем достаточно сомнительна, и необходимая «балансировка» будет достигаться путем использования некоторых усредненных поправочных коэффициентов (таких, как использования некоторых усредненных поправочных коэффициентов (таких, как коэффициент условий работы), значения которых обосновываются коэффициент условий работы), значения которых обосновываются экспериментально. В этих условиях еще большему сомнению следует подвергнуть экспериментально. В этих условиях еще большему сомнению следует подвергнуть увлечение использованием переусложненных расчетных схем.увлечение использованием переусложненных расчетных схем.

((А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. «Повышение качества расчетных обоснований проектов»)А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. «Повышение качества расчетных обоснований проектов»)

расчетное

тальноеэксперименd R

R

ГОСТ 27751-88ГОСТ 27751-88(СТ СЭВ 384-87)(СТ СЭВ 384-87)

Группа Ж02Группа Ж02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССРГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙНАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ

Основные положения по расчетуОсновные положения по расчету

Reliability of constructions and foundations.Reliability of constructions and foundations.Principal rules of the calculationsPrincipal rules of the calculations

ОКСТУОКСТУ 5870 5870Дата введения 1988-07-0Дата введения 1988-07-011

4. Учет условий работы4. Учет условий работы4.1.4.1. Возможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементовВозможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементов конструкций, соединений, конструкций, соединений,

зданий и сооружений и их оснований, а также изменения свойств материаловзданий и сооружений и их оснований, а также изменения свойств материалов вследствие влияния температуры, влажности, вследствие влияния температуры, влажности, длительности воздействия, его многократной повторяемости идлительности воздействия, его многократной повторяемости и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, учитываются коэффициентами условий работыучитываются коэффициентами условий работы γγdd..

4.2.4.2.Коэффициенты условий работы могут учитывать факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического Коэффициенты условий работы могут учитывать факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологических воздействий.описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологических воздействий.

4.3. 4.3. Коэффициенты условий работы и способ их введения в расчет устанавливаются на основе экспериментальных и Коэффициенты условий работы и способ их введения в расчет устанавливаются на основе экспериментальных и теоретических данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства теоретических данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ.работ.

Проект нового СНиП «Надежность строительных конструкцийПроект нового СНиП «Надежность строительных конструкций и основанийи оснований

9. УСЛОВИЯ РАБОТЫ МАТЕРИАЛОВ, КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ9. УСЛОВИЯ РАБОТЫ МАТЕРИАЛОВ, КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ9.1. Возможные отклонения принятой расчетной схемы строительного объекта от условий его реальной работы следует 9.1. Возможные отклонения принятой расчетной схемы строительного объекта от условий его реальной работы следует

учитывать за счет введения коэффициентов условий работы учитывать за счет введения коэффициентов условий работы γγdd..

9.2. Коэффициенты условий работы необходимо устанавливать в нормах, регламентирующих расчет конструкций и 9.2. Коэффициенты условий работы необходимо устанавливать в нормах, регламентирующих расчет конструкций и оснований, на основе экспериментальных и теоретических данных, а так же данных о действительной работе материалов, оснований, на основе экспериментальных и теоретических данных, а так же данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ.конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ.

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИБЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Основные положенияОсновные положения

СНиП 52-01-2003СНиП 52-01-2003

6.1.10 Для конструкций сложной конфигурации (например, пространственных), кроме расчетных методов 6.1.10 Для конструкций сложной конфигурации (например, пространственных), кроме расчетных методов оценки несущей способности, трещиностойкости и деформативности, могут быть использованы также оценки несущей способности, трещиностойкости и деформативности, могут быть использованы также результаты испытания физических моделей.результаты испытания физических моделей.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССРГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙНАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ

Основные положения по расчетуОсновные положения по расчету

Reliability of constructions and foundations.Reliability of constructions and foundations.Principal rules of the calculationsPrincipal rules of the calculations

1.7. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных 1.7. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных решений, расчет конструкций и оснований может производиться на основе специально поставленных решений, расчет конструкций и оснований может производиться на основе специально поставленных теоретических или экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях. теоретических или экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.

1,091,09

1,331,33

1,491,49

11

1,201,20

00 55 1010 1515 2020

Коэффициент вариации прочности бетона Коэффициент вариации прочности бетона VV, %, %

Коэ

фф

ицие

нт п

ерех

ода

от к

ласс

аК

оэф

фиц

иент

пер

еход

а от

кла

сса

бето

на, М

Па,

к с

редн

ей п

рочн

ости

бето

на, М

Па,

к с

редн

ей п

рочн

ости

при

обес

пече

ннос

ти 0

,95

при

обес

пече

ннос

ти 0

,95

0,95

0,95

Зависимость между коэффициентом вариации прочности бетона иЗависимость между коэффициентом вариации прочности бетона икоэффициентом перехода от класса бетона к средней прочностикоэффициентом перехода от класса бетона к средней прочности

Класс бетона определяется по формулеКласс бетона определяется по формуле::

,1 VtRB m гдегде RRmm –– средняя прочность бетона по результатам испытаний;средняя прочность бетона по результатам испытаний;

ttαα –– коэффициент Стьюдента;коэффициент Стьюдента;

VV –– коэффициент вариации прочности.коэффициент вариации прочности.

Распределение коэффициентовРаспределение коэффициентоввариации прочности бетонавариации прочности бетона

Изменение коэффициента вариации прочностиИзменение коэффициента вариации прочностибетона во времени, отражающее улучшение егобетона во времени, отражающее улучшение его

статистических характеристикстатистических характеристик

Изменение коэффициента Изменение коэффициента вариации прочности бетона в вариации прочности бетона в историческом плане историческом плане (минимальные, средние, (минимальные, средние, максимальные, значения)максимальные, значения)

129,0

881

cpV

n

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

V Rb, %

Кол

ич

еств

о сл

учае

в

0

5

10

15

20

25

30

35

годы

V, % максимальные

средние

минимальные

Значения

1949 1962 1965 1971 1990

16,6

12,2

9,3

12,2

8,3

11,7

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 10 100 1000

Ln(t), дни

V,%

Колонны 5-го этажаКолонны 5-го этажаКолонна в Колонна в

осяхосях№ №

испытанияиспытанияПрочность Прочность

бетонабетонаКолонна в Колонна в

осяхосях№ №

испытанияиспытанияПрочность Прочность

бетонабетонаКолонна в Колонна в

осяхосях№ №

испытанияиспытанияПрочность Прочность

бетонабетона

3/4-С/43/4-С/4

11 287287

З/4-Г/4З/4-Г/4

2222 306306

И/4-12/4И/4-12/4

4343 270270

22 284284 2323 301301 4444 284284

33 293293 2424 306306 4545 280280

2/4-П/42/4-П/4

44 301301

Л/4-4/4Л/4-4/4

2525 242242

Н/4-10/4Н/4-10/4

4646 311311

55 297297 2626 250250 4747 306306

66 311311 2727 245245 4848 315315

П/4-3/4П/4-3/4

77 311311

А/4-7/4А/4-7/4

2828 250250

Н/4-11/4Н/4-11/4

4949 290290

88 315315 2929 255255 5050 287287

99 311311 3030 248248 5151 295295

К/4-1/4К/4-1/4

1010 315315

7/4-Д/47/4-Д/4

3131 290290

Р/4-10/4Р/4-10/4

5252 306306

1111 311311 3232 287287 5353 313313

1212 313313 3333 285285 5454 315315

К/4-З/4К/4-З/4

1313 311311

4/4-Д/44/4-Д/4

3434 290290

Р4-11/4Р4-11/4

5555 301301

1414 306306 3535 284284 5656 297297

1515 315315 3636 293293 5757 311311

Д/4-3/4Д/4-3/4

1616 287287

12/4-Ж/412/4-Ж/4

3737 295295

Т/4-10/4Т/4-10/4

5858 297297

1717 284284 3838 297297 5959 296296

1818 293293 3939 286286 6060 301301

Д/4-1/4Д/4-1/4

1919 313313

10/4-Ж/410/4-Ж/4

4040 270270

∑∑RR 17608176082020 311311 4141 288288

2121 320320 4242 280280

Исходный бетон М300Требуемый класс бетона по проекту В22,5

Статистическая оценка прочности бетона колонн 5-го этажа на объекте:«Жилой дом по ул. Тимирязева 6-4, I очередь строительства»

МПа4,2507,064,11293098,01098,0

07,0293

7,19

7,1959

93,22804

1

испытаний) 40 более(64,1

смкгс29360

смкгс17608

,1

1

2

22

1

VtRB

R

SV

n

RRS

R

SV

tn

RR

VtRB

m

m

m

n

imi

m

m

m

n

ii

m

m

Фактический класс бетона В24,5

Гостиничный Гостиничный комплекс «Ока»комплекс «Ока»

СП 50-101-2004СП 50-101-2004

Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооруженийПроектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений

5.3.3 Достоверными методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые 5.3.3 Достоверными методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые испытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью плоских горизонтальных штампов испытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью плоских горизонтальных штампов площадью 2500–5000 смплощадью 2500–5000 см22, а также в скважинах или в массиве с помощью винтовой лопасти-штампа площадью 600 см, а также в скважинах или в массиве с помощью винтовой лопасти-штампа площадью 600 см 22 (ГОСТ (ГОСТ 20276).20276).

5.3.6 В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных 5.3.6 В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных приборах и приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248).приборах и приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248).

Для сооружений Для сооружений I I и и II II уровней ответственности значения уровней ответственности значения Е Е по лабораторным данным должны уточняться на основе их по лабораторным данным должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же фунта штампами (см. 5.3.3). Для сооружений сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же фунта штампами (см. 5.3.3). Для сооружений III III уровня ответственности допускается определять значения уровня ответственности допускается определять значения Е Е только по результатам компрессии, корректируя их с помощью только по результатам компрессии, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов повышающих коэффициентов ттkk, , приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные

глинистые грунты с показателем текучести 0 < глинистые грунты с показателем текучести 0 < IILL < < 1, при1, при

этом значения модуля деформации по компрессионным испытаниям следует вычислять в интервале давлений 0,1–0,2 МПа.этом значения модуля деформации по компрессионным испытаниям следует вычислять в интервале давлений 0,1–0,2 МПа.

Таблица 5.1Таблица 5.1

Вид грунтаВид грунта Значения коэффициента Значения коэффициента ттkk при коэффициенте при коэффициенте

пористости пористости ее, равном, равном

0,45-0,550,45-0,55 0,650,65 0,750,75 00,,8585 0,950,95 1,051,05

СупесиСупесиСуглинкиСуглинкиГлиныГлины

4455––

3,53,54,54,566

334466

22335,55,5

––2,52,555

––224,54,5

Примечание Примечание –– Для промежуточных значений Для промежуточных значений е е коэффициент коэффициент mmkk определяют интерполяцией.определяют интерполяцией.

4000

Р о ств ер км о н о л ти н ы й ж .б .

Р еп ер н аяси ст ем а

Т р уб а 8 0 -1 0 0 м м

3 0 0 0

Д о м к р атД Г -2 0 0

С в аям о н о л ти н ая ж .б .

У ш и р ен и еи з щ еб н я

С о б ств ен н ы й в еск о н струк ц и й зд ан и я

Д о м к р атД Г -2 0 0

В ы п уск и ар м ат ур н ы ев к л ен н ы е 1 8 -2 5 м м

Схема статических испытанийСхема статических испытаний

График зависимости перемещений График зависимости перемещений SS ототнагрузки нагрузки FF сваи №73сваи №73

Нагрузка Нагрузка F, кНF, кН

Переме-Переме-щение S, щение S, мммм

Нагрузка Нагрузка F, кНF, кН

Переме-Переме-щение S, щение S, мммм

00 00 32403240 12,5712,57

720720 0,010,01 36003600 14,7614,76

720720 0,010,01 36003600 14,8314,83

720720 0,010,01 36003600 14,8714,87

14401440 1,541,54 36003600 14,9014,90

14401440 1,581,58 39603960 19,0319,03

14401440 1,591,59 39603960 19,1219,12

21602160 3,923,92 39603960 19,1519,15

21602160 3,963,96 39603960 19,1719,17

21602160 3,993,99 43204320 23,4223,42

28802880 8,508,50 43204320 23,4523,45

28802880 8,538,53 43204320 23,4923,49

28802880 8,548,54 46804680 26,6126,61

32403240 12,5012,50 46804680 26,6326,63

32403240 12,5412,54 46804680 26,6426,64

Таблица отсчетов реперовТаблица отсчетов реперовсваи №73, ммсваи №73, мм

0123456789

101112131415161718192021222324252627

0 1000 2000 3000 4000 5000

Нагрузка F, кН

Пер

емещ

ение

S, м

м

Оборудование и применяемые Оборудование и применяемые измерительные приборы для измерительные приборы для определения фактической несущей определения фактической несущей способности грунта под фундаментной способности грунта под фундаментной плитойплитой

Оборудование:Оборудование:- штанги длиной 1 метр, диаметром 89 мм- штанги длиной 1 метр, диаметром 89 мм- штамп диаметром 120 мм, толщиной 20 мм- штамп диаметром 120 мм, толщиной 20 мм- механизм погружения - гидравлическая - механизм погружения - гидравлическая установка из двух гидроцилиндров с установка из двух гидроцилиндров с насосной станцией.насосной станцией.Приборы измерения:Приборы измерения:- манометр МПЗ-УУ2 типа 0-60 кгс/см2- манометр МПЗ-УУ2 типа 0-60 кгс/см2- индикаторы часового типа ИЧ 50.00 ПС - индикаторы часового типа ИЧ 50.00 ПС диапазон измерений от 0 до 50 ммдиапазон измерений от 0 до 50 мм

Описание процесса продавливания Описание процесса продавливания грунта с измерением перемещенийгрунта с измерением перемещений шштанги и прилагаемых нагрузоктанги и прилагаемых нагрузок

Измерения нагрузок и перемещений Измерения нагрузок и перемещений выполняются на участках скважины с шагом 1 м., начиная от выполняются на участках скважины с шагом 1 м., начиная от подошвы фундамента до 15 м включительно. Переход от подошвы фундамента до 15 м включительно. Переход от предыдущего к следующему измерению производится путем предыдущего к следующему измерению производится путем продавливания штампа на следующий горизонт. Нагружение продавливания штампа на следующий горизонт. Нагружение штампа производится ступенями по 200 кг каждая, которая штампа производится ступенями по 200 кг каждая, которая соответствует давлению на измерительном манометре соответствует давлению на измерительном манометре 1 кгс/см21 кгс/см2. Нагружение ступенями производится от 0 до того . Нагружение ступенями производится от 0 до того критического показателя, при котором перемещение штампа критического показателя, при котором перемещение штампа не останавливается (график 1).не останавливается (график 1).

По показателям нагрузок и перемещений По показателям нагрузок и перемещений вычисляется модуль деформаций по формулевычисляется модуль деформаций по формуле

,1 2

dS

PE

где:где:ЕЕ – модуль деформации; – модуль деформации;РР – полная нагрузка на штамп в кг, взятая в конце – полная нагрузка на штамп в кг, взятая в конце прямолинейного участка на графике;прямолинейного участка на графике;SS – конечная осадка в см, соответствующая нагрузке – конечная осадка в см, соответствующая нагрузке РР, взятая , взятая по тому же графику;по тому же графику;dd – диаметр кругового штампа в см;– диаметр кругового штампа в см;μμ – коэффициент Пуассона. – коэффициент Пуассона.

Среднее значение Среднее значение μμ

ГрунтыГрунты Коэффициент поперечной деформации Коэффициент поперечной деформации μμ

ПескиПески 0,280,28

СупесиСупеси 0,310,31

СуглинкиСуглинки 0,370,37

ГлиныГлины 0,410,41

Результаты измерений сводятся в таблицуРезультаты измерений сводятся в таблицу

Таблица результатовТаблица результатов

Условная Условная отметка от отметка от подошвы подошвы плиты, мплиты, м

ЕЕ, кг/см, кг/см22

Номера скважинНомера скважин

11 22 33 44

00 110,0110,0 98,098,0 105,0105,0 108,0108,0

-1-1 94,094,0 52,052,0 100,0100,0 100,0100,0

-2-2 90,090,0 45,045,0 100,0100,0 100,0100,0

-3-3 90,090,0 40,040,0 83,083,0 100,0100,0

-4-4 85,085,0 56,056,0 74,074,0 105,0105,0

-5-5 64,064,0 59,059,0 70,070,0 105,0105,0

-6-6 66,066,0 92,092,0 64,064,0 114,0114,0

-7-7 92,092,0 123,0123,0 68,068,0 136,0136,0

-8-8 92,092,0 127,0127,0 90,090,0 140,0140,0

-9-9 97,097,0 103,0103,0 117,0117,0 150,0150,0

-10-10 109,0109,0 110,0110,0 130,0130,0 155,0155,0

-11-11 111,0111,0 114,0114,0 138,0138,0 172,0172,0

-12-12 140,0140,0 130,0130,0 180,0180,0 185,0185,0

-13-13 181,0181,0 140,0140,0 180,0180,0 185,0185,0

-14-14 190,0190,0 150,0150,0 190,0190,0 196,0196,0

-15-15 190,0190,0 160,0160,0 190,0190,0 196,0196,0

Зависимость модуля деформации Зависимость модуля деформации грунта от глубиныгрунта от глубины

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 50 100 150 200

Е, кг/см2

отм

етка

, м

Скв.1 Скв.2 Скв.3 Скв.4