Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Общие сведения о деформациях зданий и сооружений. Размещение марок





Обязательная

1. Д.А. Кулешов, Г.Е. Стрельников, Г.Е. Рязанцев. Инженерная геодезия. Картцентр – Геодезиздат, Москва, 1996г., с – 304

2. Инженерная геодезия. Под редакцией проф. Д.Ш. Михелева. Высшая школа, Москва, 2000 г., с – 464.

3. Ю.Д. Роев. Инженерная геодезия, части 1, 2, 3. Изд. ВТУ, 2003 г.

 

Дополнительная

4. Б.Д. Федоров. Геодезия. Высшая школа, Москва, 1969г., с – 312.

5. Н.П. Булгаков, Е.М. Рывина, Г.А. Федотов. Прикладная геодезия. Недра, Москва, 1990г., с – 416.

6. Г.В. Багратуни, И.Ф. Болгов, В.А. Величко и др. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1969г., с – 400.

7. М.А. Кардаев, В.А. Величко, Г.Е. Мепуриашвили. Геодезия в дорожном строительстве. Недра, Москва, 1972г., с – 143.

8. С.Ф. Мовчан, Я.А. Сокольский. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций. «Высшая школа», Москва, 1970 г., с – 109.

9. Курс инженерной геодезии. Под редакцией В.Е. Новака. М.,Недра, 1989 г.

10. Лабораторный практикум по инженерной геодезии. М., Недра, 1990 г.

11. В.И. Федоров, П.И. Шилов. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1982г., с – 357.


Тема 5. Мониторинг сооружений

 

Общие сведения о деформациях зданий и сооружений. Размещение марок

Природа деформаций, термины и определения

Построенное по проекту инженерное сооружение с течением времени претерпевает некоторые изменения. Под сильным и постоянным давлением сооружения грунты в основании фундамента несколько сжимаются, и происходит осадка сооружения. В том случае, если сжимаемость грунтов под фундаментом неодинаковая или если нагрузка на разные части фундамента различная, осадка имеет неравномерный характер, что приводит к перекосам, прогибам, кренам и другим видам деформаций сооружения. При значительных величинах этих, деформаций в фундаменте и стенах зданий образуются трещины.

Значительные осадки ряда сооружений могут быть следствием сильных динамических воздействий, передаваемых на основание от вибрации неуравновешенных агрегатов, движения тяжелого транспорта, работы молотов и т. д. Осадки фундамента от динамических воздействий происходят мгновенно. В течение ряда лет от вибраций грунт под фундаментом разжижается, образуя пустоты, увеличивающиеся под влиянием размыва грунтовых вод, что в некоторый момент приводит к резким осадкам фундамента.

Смещение здания, сооружения в вертикальной плоскости называется осадкой, в горизонтальной - горизонтальным перемещением (сдвигом).

Совокупность действий по определению пространственного положения сооружения или его отдельных элементов во времени называется мониторингом. По материалам наблюдений за осадками сооружений, во-первых, определяют абсолютные величины осадок для отдельных частей и, во-вторых, выявляют общий характер затухания осадок, чтобы в случае необходимости провести профилактические мероприятия для устранения активного хода осадок, способных вызвать катастрофические последствия.

Средняя квадратическая ошибка измерений осадок сооружений обычно допускается около ± 1 мм. И лишь в случаях наблюдений за осадками фундаментов высокоточных агрегатов, а также сооружений, осадка которых после затухания возобновилась, точность измерений повышают до десятых долей миллиметра.

Методы определения осадок зданий и сооружений

Гидростатическое нивелирование

Его целесообразно применять при наблюдениях за осадками фундаментов и несущих строительных конструкций, в стесненных условиях подвальных и других помещений, где наблюдение геометрическим нивелированием крайне затруднительно или невозможно.

Тригонометрическое нивелирование

Тригонометрическое нивелирование для измерения осадок зданий и сооружений применяется в том случае, когда нельзя использовать геометрическое или гидростатическое нивелирование, например, при наблюдениях гидротехнических сооружений в горных районах.

 

Методы определения горизонтальных перемещений зданий и сооружений

Требования СНиП к точности определения горизонтальных перемещений

Горизонтальные перемещения (сдвиги) определяются от опорных пунктов, расположенных вне сферы влияния здания, сооружения и принятых за неподвижные. Перемещения, определяемые относительно какой-либо точки здания, сооружения, называются относительными или взаимными.

Согласно требованиям СНиП средние квадратические ошибки определения горизонтальных перемещений зданий, сооружений не должны превышать:

1 мм - для зданий и сооружений, возводимых на скальных и полускальных грунтах;

3 мм - для зданий и сооружений, возводимых на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах;

10 мм - для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадочных и других сильно сжимаемых грунтах;

15 мм - для земляных плотин.

Наблюдение за горизонтальными перемещениями зданий, сооружений после ввода их в эксплуатацию проводится дважды в году, желательно весной и осенью, и прекращаются, когда скорость смещения становится меньше 2 мм в год. Наблюдения возобновляются, когда появляются деформации, непредусмотренные проектом.

Метод створных наблюдений

Метод створных наблюдений применяют для определения горизонтальных перемещений прямолинейных плотин, колонн зданий и других сооружений, где возможно установить наблюдаемые точки в плане на одной прямой.

Метод отдельных направлений

При невозможности закрепления створа на здании, сооружении для измерения перемещений применяется метод отдельных направлений. Сущность метода заключается в повторных измерениях горизонтальных углов β1 и β2 в опорных пунктах А и В (рис. 2).

Рис. 2. Схема определения смещения точек сооружения методом отдельных направлений

 

Углы β измеряются высокоточным теодолитом, расстояния d измеряются приборами, обеспечивающими точность измерения порядка 1: 1000.

При невозможности создать створ, например, в горной местности, для наблюдений за горизонтальными перемещениями сооружений пользуются методом триангуляции. Сущность метода заключается в периодическом определении координат контрольных знаков, включенных в триангуляционную сеть. По разностям координат между смежными циклами наблюдений определяют горизонтальное перемещение сооружений.

 

Прямые методы

Метод отвеса

 

Рис. 3. Схемы определения крена сооружения: а - вертикальным проектированием, б - способом горизонтальных углов

 

При использовании отвеса для определения крена нить закрепляют вверху сооружения (рис. 24, а) и по ее отклонению от сооружения определяют абсолютную величину крена i при помощи шкаловых устройств, например, линейки с миллиметровыми делениями. Крен в относительной мере выразится формулой

i =/h

 

где h - высота сооружения; ℓ - отклонение от вертикали.

Этот простой способ обеспечивает требуемую точность при высоте сооружения до 15 м.

 

С помощью теодолита

Определение крена сооружения может быть выполнено с помощью теодолита, установленного над постоянным знаком примерно на расстоянии двойной высоты сооружения. Зрительную трубу наводят на заметную верхнюю точку сооружения В (см. рис. 3, а) и, опустив трубу вниз, отмечают проекцию этой точки В0 на горизонтальной реечке, расположенной перпендикулярно к визирной линии теодолита. Аналогично определяют величину крена в другой вертикальной плоскости, перпендикулярной первоначальной. Если в первой плоскости величина крена была равной ℓ1, а в другой - ℓ2, то общая величина крена будет равна

ℓ = (ℓ1 + ℓ2) 0.5

Для определения изменения величины и направления крена проводят цикл наблюдений через определенные промежутки времени с одних и тех же постоянных знаков.

 

Способ координат

Крен сооружения можно определить способом координат, для чего вокруг сооружения, на расстоянии около трех его высот, прокладывают замкнутый полигонометрический ход и вычисляют в частной системе координаты трех-четырех постоянно закрепленных на местности пунктов. С этих пунктов прямой засечкой определяют координаты заметной точки на вершине сооружения. По разности координат между текущим и начальным циклами наблюдений находят составляющие приращения крена за данный промежуток времени

Δx = xi –x0, Δy = yi –y0

полную величину приращения крена и его направление

Для наблюдений за изменениями величины крена высотных зданий и сооружений целесообразно пользоваться способом горизонтальных углов. В этом случае с закрепленных на местности пунктов А и В (рис. 3, б), находящихся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, периодически измеряют высокоточным теодолитом углы между опорными направлениями АВ и ВА и направлениями на наблюдаемую верхнюю точку сооружения С. По разности углов между циклами измерений и горизонтальному проложению до наблюдаемой точки, которое определяется прямой засечкой из пунктов А и В, определяют составляющие крена ℓ1 и ℓ2 из равенств

1 = d1 Δβ1 / ρ", ℓ2 = d2 Δβ2 / ρ",

Полную величину крена l определяют по формуле, а отношение линейной величины крена к высоте сооружения дает крен в относительной мере и вычисляется по сумме квадратов составляющих отклонения.

 

Первый способ

Применяется тогда, когда верх и основание сооружения, например, дымовая труба, открыты для измерений горизонтальных углов и расстояний в двух (желательно, взаимно – перпендикулярных) плоскостях.

Порядок определения крена в этом случае следующий (рис. 4). Теодолит, тщательно поверенный и исправленный устанавливают на расстоянии, позволяющем производить наблюдения и измерения на малых зенитных расстояниях. Теодолит приводят в рабочее положение и наводят крест сетки нитей зрительной трубы на верх сооружения.

Берут отсчеты по горизонтальному кругу α3, α4 при наведении креста сетки нитей (биссектора) на диаметрально – противоположные образующие дымовой трубы при неизменном положении зрительной трубы в вертикальной плоскости. Наводят зрительную трубу на основание сооружения и берут отсчеты α1, α2 по горизонтальному кругу при наведении креста сетки нитей на диаметрально – противоположные образующие основания дымовой трубы при неизменном положении зрительной трубы в вертикальной плоскости. Разность средних отсчетов по горизонтальному кругу при наведении на верх и основание сооружения и будет составляющей крена в угловой мере в этой вертикальной плоскости сооружения. С целью повышения точности (уменьшения коллимационной погрешности) и для контроля измерения производят при двух положениях вертикального круга.

 

Рис. 4. Схема измерений горизонтальных углов при определении крена дымовой трубы в двух плоскостях близких к 900

 

В том случае, когда необходимо определить характер наклона сооружения (т.е. различить крен и изгиб трубы) указанные измерения производят на нескольких зенитных расстояния (сечениях, см. рис. 5), одновременно определяя высоту сечения Hi. Величина h0 определяется по вертикально – установленной у основания сооружения рейке при отсчете по вертикальному кругу, равном МО или MZ.

Разность отсчетов по горизонтальному кругу при неизменном положении зрительной трубы в вертикальной плоскости (т.е. на высоте исследуемого сечения) определяет угловой размер исследуемого сечения (например, диаметр дымовой трубы).

Для перевода крена и размеров сечений сооружения, выраженных в угловой мере, в линейную величину определяют цену одного градуса (минуты, секунды) в линейной мере. Для этого у основания дымовой трубы устанавливают горизонтально и перпендикулярно направлению на точку измерения (станцию) нивелирную рейку и берут отсчеты по горизонтальному кругу при наведении креста сетки нитей на концы рейки (с целью повышения точности при двух кругах). Цена одного градуса равна частному от деления длины рейки (например, 3, 5 м) на разность отсчетов по горизонтальному кругу. Если диаметр основания несколько метров и разность диаметров основания и верха трубы значительная, в полученную цену деления следует ввести поправки за редуцирование ее на вертикальную ось. Поправка вычисляется в виде коэффициента учитывающего диаметр основания (коэффициент равен частному от деления расстояния от точки установки теодолита до центра основания дымовой трубы на расстояние от точки установки теодолита до точки установки рейки).

 

 

Рис. 5. Измерение горизонтальных углов на различных сечениях (зенитных расстояниях)

Расстояние от точки установки теодолита (станции) до основания сооружения (трубы, в частности) измеряют с помощью ленты или рулетки в прямом и обратном направлениях. К измеренному расстоянию прибавляют величину радиуса основания сооружения. При отсутствии условий для прямых измерений (т.е. при наличии препятствий технического и технологического плана) расстояния измеряют с помощью электронного дальномера или используя принципы оптических дальномеров с постоянным вертикальным базисом.

Указанные выше действия повторяют, измеряя горизонтальные углы β1, β2, β3, β4 на другой точке (станции), лежащей в перпендикулярной плоскости. Действительная величина крена равна корню квадратному из суммы квадратов его составляющих во взаимно – перпендикулярных плоскостях.

 

Второй способ

Применяется на сильно застроенной территории и, как следствие, при ограниченной видимости.

 

 

Рис. 6. Измерения крена трубы из концов базиса

 

На местности выбирается базис AB (см. рис. 6) с концов которого видны верх и основание трубы. С каждой точки концов базиса производят указанные выше измерения. Величина крена равна разности условных координат центра жерла трубы и центра основания вычисленные из решения треугольников, образованных центрами жерла и основания трубы и базисной стороной.

Схема измерений и вычислений размеров элементов трубы (высот и диаметров сечений) приведена на рис. 7.

Наиболее эффективным средством определения крена сооружения является электронный безотражательный тахеометр, снабженный окулярными насадками для наблюдений при малых зенитных расстояниях.

 


r1

 

 
 

 


r2

 

H0

 

 

 

 


ν1

r3

 

ν2

 

ν3

теодолит

рейка телескопическая 5 м

h0

 

 

r0 S0

Рис. 7. Схема измерений и вычислений размеров элементов трубы (высот и диаметров сечений)

 

Составитель лекции - профессор кафедры №4

к.т.н., с.н.с. Роев Ю.Д.

Обязательная

1. Д.А. Кулешов, Г.Е. Стрельников, Г.Е. Рязанцев. Инженерная геодезия. Картцентр – Геодезиздат, Москва, 1996г., с – 304

2. Инженерная геодезия. Под редакцией проф. Д.Ш. Михелева. Высшая школа, Москва, 2000 г., с – 464.

3. Ю.Д. Роев. Инженерная геодезия, части 1, 2, 3. Изд. ВТУ, 2003 г.

 

Дополнительная

4. Б.Д. Федоров. Геодезия. Высшая школа, Москва, 1969г., с – 312.

5. Н.П. Булгаков, Е.М. Рывина, Г.А. Федотов. Прикладная геодезия. Недра, Москва, 1990г., с – 416.

6. Г.В. Багратуни, И.Ф. Болгов, В.А. Величко и др. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1969г., с – 400.

7. М.А. Кардаев, В.А. Величко, Г.Е. Мепуриашвили. Геодезия в дорожном строительстве. Недра, Москва, 1972г., с – 143.

8. С.Ф. Мовчан, Я.А. Сокольский. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций. «Высшая школа», Москва, 1970 г., с – 109.

9. Курс инженерной геодезии. Под редакцией В.Е. Новака. М.,Недра, 1989 г.

10. Лабораторный практикум по инженерной геодезии. М., Недра, 1990 г.

11. В.И. Федоров, П.И. Шилов. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1982г., с – 357.


Тема 5. Мониторинг сооружений

 

Общие сведения о деформациях зданий и сооружений. Размещение марок







Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.