книги из ГПНТБ / Шахназарян С.Х. Возведение зданий методом подъема этажей и перекрытий. Исследования, проектирование, строительство

го на изгиб. Изгнбную жесткость шахты в обоих глав­ ных направлениях можно определить по формуле

В табл. Ѵ.5 приведены расчетные значения нзгибных жесткостей, вычисленные по формуле (Ѵ.2) с учетом опытных значений периодов свободных колебаний

Т = Т а.

Т а б л и ц а Ѵ.5

Как видно из табл. Ѵ.5, жесткости шахт зданий № 3 и 4 по соответствующим направлениям изгиба практиче­ ски имеют одинаковую величину.

Расчетные величины изгибных жесткостей цельных (без проемов) железобетонных шахт в направлениях главных осей определяются по формулам:

Сопоставляя приведенные значения изгибных жест­ костей цельных шахт (без проемов) с данными, приве­ денными в табл. Ѵ.5, можно отметить, что проемы суще­

190

ственно уменьшают изгибную жесткость шахт. Это подт­ верждается также прямыми опытами над моделями шахт (см. § 18, п. 4). По значениям частот первой формы горизонтальных колебаний для моделей с проемами и без них (см. табл. V.4) были определены коэффициен­ ты Кар, учитывающие уменьшение изгибной жесткости цельных моделей в результате ослабления их проемами:

Это значение коэффициента Лфр совпадает с ранее полу­ ченными результатами при статических испытаниях шахт.

Распространяя Значения коэффициента К пр, полу­ ченные для моделей, на железобетонные шахты, получим для жесткостей шахт в натуре с учетом ослабления их проемами следующие величины:

Эти значения жесткостей В ' отличаются от экспери­ ментальных значений В'\ что объясняется факторами технологического характера (неоднородность бетона, ус­ ловия производства работ и др.). Поэтому в формулу изгибной жесткости следует ввести дополнительный ко­ эффициент Кт, учитывающий влияние технологических факторов:

Вэ = КтВ .

Отсюда для изученных шахт Кт получается равным 0,7.

191

В свете изложенного, следуя [10], рекомендуется пе­ риоды основного тона горизонтальных колебаний желе­ зобетонных шахт определять по формуле

/— момент инерции сечения шахты без учета ослаблений проемами;

Е— модуль упругости материала шахты; Лпр— поправочный коэффициент, учитываю­ щий ослабление сечения проемами; Л'т— поправочный коэффициент, учитываю­ щий неоднородность материала и усло­

вия производства работ.

Жесткость при кручении. Собственная частота пер­ вой формы крутильных колебаний консольного бруса с равномерно распределенной массой определяется по известной формуле

ния ослаблений сечения шахты проемами на крутильную жесткость можно записать:

f 2

/ П (V.7)

где Сх = G/1Kp и С2 =5=G/2 кр— соответственно крутильная жесткость модели без прое­ мов и с проемами;

192

Для рассматриваемых моделей Д,р =.7,942 г-см -сек2,

Дм=86,59 г-см -сек2. Значение коэффициента Япр, опре­ деленное по формуле (Ѵ.7), с использованием экспери­ ментальных данных и полученных значений І 1ы и /2м колеблется в пределах Япр= 0,48-1-0,60. В дальнейших расчетах принимаем Ящ)=0,54.

В свете изложенного крутильная жесткость железо­ бетонной шахты с учетом наличия проемов определяется по формуле

чения шахты в натуре при кручении без учета проемов.

Период собственных крутильных колебаний основно­ го тона железобетонных шахт в натуре с учетом ослаб­ ления стен проемами можно определить по формуле

тальных исследований шахт 9-этажных зданий в натуре и на моделях, можно сделать следующие выводы.

При определении периодов и форм свободных изгибных и крутильных колебаний в качестве расчетной схе­ мы для шахт можно принять консольный брус с равно­ мерно распределенной массой по ее высоте, при этом изгибную и крутильную жесткость шахт следует опреде­ лять с учетом ослабления их стен проемами.

По результатам прямых измерений изгибная жест­ кость моделей шахт с проемами меньше, чем у анало­ гичных моделей без проемов, в среднем на 20%. В желе­ зобетонных шахтах в натуре изгибная жесткость полу­ чается меньше расчетной, определенной согласно [10] без учета ослаблений примерно на 44%. Значительное уменьшение изгибной жесткости железобетонных шахт по сравнению с моделями обусловлено тем, что, помимо влияния проемов, существенным оказывается также влияние технологических факторов. Это обстоятельство должно быть учтено при расчетной оценке не только из­ гибной, но и крутильной жесткости конструкции.

Формы упругих линий шахт оригинала и модели, по опытным данным, получились качественно одинаковыми.

Коэффициенты поглощения энергии железобетонных шахт, определенные при колебаниях, обусловленных раз­

194

трех форм колебаний для шахты здания № 4 в направ­

=0,085 сек.

§19. И ССЛ ЕД О ВАН И Е

ШАХТ 12-ЭТАЖ НЫХ ЗД АН И Й В НАТУРЕ И Н А М О Д ЕЛ ЯХ

Динамические испытания железобетонных шахт в на­ туре проводили в процессе строительства здания № 95 и 96 в первом микрорайоне Норкского жилого массива Еревана. Объектом исследований являлись две моно­ литные тонкостенные цилиндрические шахты (№ 1 и 2) высотой 36,7 м кольцевого сечения, наружным диамет­ ром 7 м, толщиной стенок 26 см (рис. V.17). Шахты име­ ли одинаковые по количеству и по расположению двер­ ные и оконные проемы. Стены шахт в местах располо­ жения проемов имели утолщения. Фундаменты и стволы шахт выполнены в монолитном железобетоне. Для фун­ даментов был применен тяжелый бетон марки 200, а

Рис. V.17. Железобетонные шахты 12-этажного здания, возведенные в переставной опалубке

для стволов — марки 300. Основанием фундаментов слу­ жили коренные трещиноватые базальты.

Исследования проводились также на шести гипсовых моделях, изготовленных в масштабе 1:50 по отношению к оригиналу.

Испытания железобетонных шахт и их моделей про­ водились по методике, описанной в § 18, п. 1 для шахт 9-зтажных зданий.

1. Динамические испытания шахт в натуре

Испытание железобетонных шахт проводили в тот период, когда в шахтах отсутствовали элементы лестниц, лифтов и оборудование. Свободные колебания возбуж­ дались мгновенным удалением усилия, приложенного к свободному концу шахты. Горизонтальная составляю­ щая усилий, создаваемых натянутым канатом для шах­ ты № 1, была равна для первого опыта 573 кгс, для вто­ рого—ИЗО кгс, для третьего—1450 кгс, для четверто­ го — 2120 кгс. Шахту № 2 испытывали при горизонталь­ ной нагрузке 673 кгс. Схема расстановки внбродатчиков при горизонтальных колебаниях шахты № 1 в направле­ нии оси X приведена на рис. V.18.

Основные результаты по испытанным шахтам пред­ ставлены в табл. V.6 и на рис. V.19.

Как видно из табл. V.6, частота основного тона сво­ бодных горизонтальных колебаний шахты № 1 в направ-

Т а б л и ц а V.G

Динамические характеристики железобетонных цилиндрических шахт 12-этажных зданий

196

лении оси X составляет 2,2 Гц, а в направлении оси У —• 2,36 Гц. Для шахты № 2 эти значения соответствен­ но равны 2,14 и 2,3 Гц. Значения коэффициентов погло­ щения энергии, равные удвоенной величине декремента затухания, для обеих шахт практически одинаковы и находятся в пределах 0,1—0,14. По показаниям вибро­ датчиков, установленных на фундаментах шахт, было выявлено, что деформации фундаментов при колебаниях по сравнению с деформациями ствола шахты пренебрежимо малы и ими можно пренебречь. Довольно хорошее приближение расчетных кривых, показанных штрихлинией на рис. V. 19, с опытными кривыми, показанными сплошными линиями, позволяет утверждать, что расчет­ ную схему шахт 12-этажных зданий можно принять в ви­ де консольного бруса с равномерно распределенной мас­ сой по его высоте, работающего на изгиб.

а) НалравлетіеХ Налрав/JeniLe У

36.3м

35

О 0,02мм

— расчетная кривая

197

2. Статические и динамические испытания моделей шахт

Испытывались шесть моделей, три из которых имели постоянную толщину стенок, а остальные — утолщения в стенах в местах проемов. Все модели вначале испыты­ вались без проемов, затем в вертикальных стенах моде­ лей вырезались проемы и они испытывались повторно. Испытания моделей проводились в упругой стадии.

Статические испытания. Испытания проводились по методике, рписанной в § 18, п. 1 и 4. Однако в данном случае горизонтальные перемещения модели измеряли не по двум, а по трем направлениям. Горизонтальная нагрузка, прикладываемая к свободному концу модели, при первом загружешш была равна 2 кгс, при вто­ ром —3 кгс.

По результатам испытаний установлено, что расчет­ ную схему модели шахты можно представить в виде консольной балки, работающей на изгиб.

В табл. V.7 приводятся величины коэффициентов К Пр для моделей шахт 12-этажных зданий. Значения Клр бы­ ли вычислены по формуле (V.1) с учетом фактических величин прогибов моделей.

Т аб л и ц а V.7

Динамические испытания. После статических испыта­ ний модели подвергались динамическим испытаниям возбуждением первых форм свободных горизонтальных колебаний по направлениям осей X , У, Z. Величина мгновенно удаленной горизонтальной нагрузки была равна 2 кгс. Первая крутильная форма свободных коле-

198

199’