Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов
На основании анализа результатов длительных наблюдений за деформациями зданий в зонах влияния горных выработок и подтопления определены предельные значения максимального раскрытия трещин в наружных стенах, отклонения их от вертикали и перегиба, гарантирующие безопасную эксплуатацию зданий в сложных...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2008
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15884 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов / В.Р. Шнеєр // Наукові праці УкрНДМІ НАН України — 2008. — № 3. — С. 80-88. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-15884 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шнеєр, В.Р. 2011-02-02T12:46:08Z 2011-02-02T12:46:08Z 2008 Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов / В.Р. Шнеєр // Наукові праці УкрНДМІ НАН України — 2008. — № 3. — С. 80-88. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15884 622.837:622.838 На основании анализа результатов длительных наблюдений за деформациями зданий в зонах влияния горных выработок и подтопления определены предельные значения максимального раскрытия трещин в наружных стенах, отклонения их от вертикали и перегиба, гарантирующие безопасную эксплуатацию зданий в сложных горно-геологических условиях. Based on the analysis of long-term observations of buildings in the zones of mine working and underflooding impact, limiting values related to maximum opening of cracks in exterior walls, vertical displacement and overbending of walls that ensure safe upkeep of buildings in complicated mining-geological conditions have been determined. uk Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов |
| spellingShingle |
Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов Шнеєр, В.Р. |
| title_short |
Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов |
| title_full |
Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов |
| title_fullStr |
Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов |
| title_full_unstemmed |
Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов |
| title_sort |
деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов |
| author |
Шнеєр, В.Р. |
| author_facet |
Шнеєр, В.Р. |
| publishDate |
2008 |
| language |
Ukrainian |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| format |
Article |
| description |
На основании анализа результатов длительных наблюдений за деформациями зданий в зонах влияния горных выработок и подтопления определены предельные значения максимального раскрытия трещин в наружных стенах, отклонения их от вертикали и перегиба, гарантирующие безопасную эксплуатацию зданий в сложных горно-геологических условиях.
Based on the analysis of long-term observations of buildings in the zones of mine working and underflooding impact, limiting values related to maximum opening of cracks in exterior walls, vertical displacement and overbending of walls that ensure safe upkeep of buildings in complicated mining-geological conditions have been determined.
|
| issn |
1996-885X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15884 |
| citation_txt |
Деформаційні критерії безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-геологічних умов / В.Р. Шнеєр // Наукові праці УкрНДМІ НАН України — 2008. — № 3. — С. 80-88. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT šneêrvr deformacíiníkriterííbezpečnoíekspluatacííbudívelʹzaskladnihgírničogeologíčnihumov |
| first_indexed |
2025-11-25T20:56:23Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:56:23Z |
| _version_ |
1850543632432496640 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
УДК 622.837:622.838
ДЕФОРМАЦІЙНІ КРИТЕРІЇ
БЕЗПЕЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ БУДІВЕЛЬ ЗА СКЛАДНИХ
ГІРНИЧО-ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВ
Шнеєр В.Р.
(УкрНДМІ НАНУ, м. Донецьк, Україна)
На основании анализа результатов длительных наблюдений
за деформациями зданий в зонах влияния горных выработок и
подтопления определены предельные значения максимального
раскрытия трещин в наружных стенах, отклонения их от вер-
тикали и перегиба, гарантирующие безопасную эксплуатацию
зданий в сложных горно-геологических условиях.
Based on the analysis of long-term observations of buildings in
the zones of mine working and underflooding impact, limiting values
related to maximum opening of cracks in exterior walls, vertical dis-
placement and overbending of walls that ensure safe upkeep of build-
ings in complicated mining-geological conditions have been deter-
mined.
Останніми роками особливої актуальності набула проблема
забезпечення надійної експлуатації існуючого фонду житлових,
громадських і виробничих будівель у вугільних регіонах України,
де велика кількість міст і промислових підприємств підпадають
під негативний вплив зрушень земної поверхні, обумовлених
підземним видобуванням вугілля. Небезпеку для об’єктів по-
верхні становить також підтоплення територій внаслідок затоп-
лення гірничих виробок шахт, що ліквідуються. Виходячи з того,
що у короткий термін неможливо відновити або застосувати за-
ходи захисту великої кількості будівель на підроблюваних тери-
80
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
торіях, надзвичайно важливим є обґрунтування граничного де-
формаційного ресурсу таких будівель.
Для досягнення цієї мети з великої кількості тривалих спо-
стережень за деформованим станом житлових, громадських і ви-
робничих будівель в зонах зрушень земної поверхні [1] відібрано
такі, у яких при першому обстеженні зафіксовано деформації
зовнішніх стін, що перевищують існуючі граничні значення
критеріїв безпечної експлуатації будівель за складних гірничо-
геологічних умов: максимальне розкриття тріщин у зовнішніх
стінах більше 25 мм [2, 3] або відхилення зовнішніх стін від вер-
тикалі 100 мм і більше [4].
Відібрані будівлі систематизовано за умовами їх існування:
без ремонту, виконано ремонт, виконано посилення, будівлі
відселено, зруйнована оцегловка, будівлі розібрано або зруйно-
вано унаслідок аварії.
Для житлових і громадських будівель, поряд з критеріями
максимального розкриття тріщин у зовнішніх стінах та відхи-
лення стін від вертикалі, приймається ще один характерний кри-
терій: максимальний перегин кам’яної кладки зовнішніх стін по
вертикалі. Місцевий перегин кам’яної кладки стін формується в
зонах зосереджених деформацій будівель і є характерним для під-
роблюваних територій з утворенням уступів земної поверхні при
видобуванні вугілля в крутопадаючих пластах або наявності роз-
ривних тектонічних порушень в межах впливу гірничих виробок
на об’єкти поверхні. Для виробничих будівель приймається один
узагальнений деформаційний критерій – максимальне розкриття
тріщин у зовнішніх стінах.
З використанням даних натурних спостережень обчислено
середні максимальні значення розкриття тріщин у зовнішніх
стінах δс.макс, відхилення зовнішніх стін від вертикалі ∆с.макс та пе-
регину кам’яної кладки зовнішніх стін по вертикалі tс.макс у
підроблюваних житлових і громадських будівлях для трьох
варіантів умов їх існування:
– по першому варіанту враховуються усі будівлі з тріщина-
ми у зовнішніх стінах розкриттям більше 25 мм та (або)
відхиленням зовнішніх стін від вертикалі 100 мм і більше неза-
лежно від умов їх існування (без ремонту, виконано ремонт, ви-
81
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
конано посилення, зруйнована оцегловка, відселені, розібрані або
зруйновані унаслідок аварії):
kji
kji
nnn ++
++
= ∑∑∑ максмаксмакс
1с.макс
δδδ
δ ; (1)
kji
kji
nnn ++
∆+∆+∆
=∆
∑∑∑ максмаксмакс
1с.макс ; (2)
kji
kji
nnn
ttt
t
++
++
=
∑∑∑ максмаксмакс
1с.макс ; (3)
– по другому варіанту, на відміну від першого, враховують-
ся усі будівлі за винятком тих, що експлуатуються без ремонту:
kj
kj
nn +
+
= ∑∑ максмакс
2с.макс
δδ
δ ; (4)
kj
kj
nn +
∆+∆
=∆ ∑∑ максмакс
2с.макс ; (5)
kj
kj
nn
tt
t
+
+
= ∑∑ максмакс
2с.макс ; (6)
– по третьому варіанту враховуються тільки ті будівлі, в
яких виконано посилення або зруйнована оцегловка, а також такі,
що відселені або зруйновані унаслідок аварії:
k
k
n
∑= макс
3с.макс
δ
δ ; (7)
k
k
n
∑∆
=∆ макс
3с.макс ; (8)
k
k
n
t
t ∑= макс
3с.макс , (9)
де δмаксi, ∆максi , tмаксi – максимальне розкриття тріщин у зов-
нішніх стінах, відхилення від вертикалі та перегин кам’яної клад-
ки зовнішніх стін будівель, де не було ремонту, мм;
82
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
δмаксj, ∆максj , tмаксj – максимальне розкриття тріщин у зовніш-
ніх стінах, відхилення від вертикалі та перегин кам’яної кладки
зовнішніх стін будівель, де було виконано ремонт, мм;
δмаксk, ∆максk , tмаксk – максимальне розкриття тріщин у зовні-
шніх стінах, відхилення від вертикалі та перегин кам’яної кладки
зовнішніх стін будівель, де було виконано посилення або зруйно-
вана оцегловка, а також – відселених, розібраних чи зруйнованих
унаслідок аварії, мм;
ni – кількість будівель відповідно до визначаємих узагальне-
них деформацій (δмакс, ∆макс, tмакс), де не було ремонту;
nj – кількість будівель відповідно до визначаємих узагальне-
них деформацій, де було виконано ремонт;
nk – загальна кількість будівель відповідно до визначаємих
узагальнених деформацій, де було виконано посилення або зруй-
нована оцегловка, а також відселених чи зруйнованих унаслідок
аварії.
Результати обчислення середніх максимальних значень уза-
гальнених деформацій δс.макс, ∆с.макс і tс.макс та кількість будівель по
варіантах наведено в таблиці 1.
Аналіз результатів обчислення середніх значень максималь-
ного розкриття тріщин у зовнішніх стінах житлових і громадсь-
ких підроблюваних будівель показує, що найбільш
обґрунтованими відповідно до прийнятої методики обчислення
по варіантах існування будівель є результати по двоповерхових
будівлях. По-перше, кількість розглянутих двоповерхових
будівель згідно критерію δмакс становить 42, що значно переви-
щує кількість одноповерхових (7), триповерхових (4), чотирипо-
верхових (10) та п’ятиповерхових будівель (5). По-друге,
логічним є зростання середнього значення максимального роз-
криття тріщин по варіантах 1, 2 і 3: необхідність ремонту
підроблюваних будівель виникає при більшому розкритті тріщин,
ніж їх існування без ремонту, а необхідність посилення – при
більшому значенні δс.макс, ніж їх існування без ремонту, та зна-
ченні δс.макс, за яким було виконано ремонт.
83
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
Таблиця 1
Середні максимальні значення деформацій зовнішніх стін
житлових і громадських будівель в зонах зрушень
земної поверхні
Середні максимальні значення
деформацій
δс.макс, ∆с.макс і tс.макс, мм
та кількість будівель
по варіантах
Поверховість
будівель
Узагальнені
деформації
зовнішніх
стін
1 2 3
δмакс 47(7) 53(3) 48(1)
∆макс 153(11) 153(9) 152(6) Одноповерхові
tмакс 150(3) 150(2) 150(1)
δмакс 56(42) 65(26) 86(11)
∆макс 158(9) 162(6) 191(3) Двоповерхові
tмакс 135(5) 135(5) 165(2)
δмакс 30(4) 30(4) 30(3)
∆макс 150(1) 150(1) 0(0) Триповерхові
tмакс 0(0) 0(0) 0(0)
δмакс 71(10) 71(10) 68(5)
∆макс 179(1) 0(0) 0(0) Чотириповерхові
tмакс 133(2) 133(2) 133(2)
δмакс 96(5) 114(4) 137(3)
∆макс 0(0) 0(0) 0(0) П’ятиповерхові
tмакс 150(1) 150(1) 150(1)
Примітка. В дужках наведено кількість будівель.
Слід звернути увагу на дані таблиці 1 щодо варіанту 3:
кількість будівель, за яких було виконано посилення, досить ма-
ла, що достовірно відображає практику видобування вугілля на
забудованих територіях, що існувала протягом багатьох років,
коли заходи захисту підроблюваних будівель практично не за-
стосовувалися, внаслідок чого технічний стан великої кількості
будівель є незадовільним, передаварійним, а в деяких випадках –
аварійним. Виходячи з цього, пропонується граничні значення
84
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
узагальнених деформацій зовнішніх стін підпроблюваних
будівель прийняти як середні з трьох варіантів і визначати по
формулах:
321
33с.макс22с.макс11с.макс
гр
δδδ
δ
nnn
nnn
++
++
= ; (10)
321
33с.макс22с.макс11с.макс
гр nnn
nnn
++
∆+∆+∆
=∆ ; (11)
321
33с.макс22с.макс11с.макс
гр nnn
ntntnt
t
++
++
= , (12)
де n1, n2, n3 – кількість будівель по варіантах.
Підставляючи в формулу (10) відповідні значення із таблиці
1, визначаємо: для одноповерхових будівель δгр = 49 мм; для дво-
поверхових будівель δгр = 63 мм; для чотириповерхових будівель
δгр = 70 мм.
Зважаючи на невелику кількість даних по триповерхових і
п’ятиповерхових будівлях (табл.1), із запасом приймаємо гранич-
не значення максимального розкриття тріщин у зовнішніх стінах
триповерхових будівель таким, як для двоповерхових:
δгр = 63 мм, а п’ятиповерхових будівель – таким, як для чотири-
поверхових: δгр = 70 мм.
Згідно результатам спостережень, відхилення зовнішніх стін
від вертикалі характерне для одно- і двоповерхових будівель. Се-
реднє значення ∆с.макс по усіх варіантах цих будівель приймається
за граничне: для одноповерхових будівель ∆гр = 153; для двопо-
верхових будівель ∆гр = 165 мм.
Граничне значення перегину кам’яної кладки зовнішніх стін
житлових і громадських будівель приймаємо незалежно від їх по-
верховості та обчислюємо по першому варіанту одно-, двох-, чо-
тири- і п’ятиповерхових будівель: tгр = 140 мм.
Для підроблюваних одноповерхових виробничих будівель, у
яких ремонти не виконувалися, а посилення окремих конструкцій
було виконано тільки у трьох випадках, до того ж у двох із них
максимальне розкриття тріщин у зовнішніх стінах було досить
малим, граничне розкриття тріщин приймаємо як середнє макси-
85
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
мальне розкриття тріщин з урахуванням усіх відібраних будівель:
δгр = δс.макс = 63 мм.
Для визначення граничних значень узагальнених дефор-
маційних критеріїв технічного стану житлових будинків, що екс-
плуатуються в зонах підтоплення, зі 100 підтоплених одноповер-
хових житлових будинків з деформаціями зовнішніх стін, що пе-
ревищують допустиме за умов експлуатації розкриття тріщин 10
мм [12] або відхилення стін від вертикалі більше 100 мм,
відібрано 39 будинків у яких максимальне розкриття тріщин у
зовнішніх стінах перевищує 25 мм. Ці будинки систематизовано
за умовами їх існування (без ремонту, виконано ремонт, виконано
посилення чи розібрано) і обчислено середні максимальні зна-
чення розкриття тріщин у зовнішніх стінах δс.макс та відхилення їх
від вертикалі ∆с.макс для трьох варіантів: перший варіант – врахо-
вуються усі підтоплені будинки незалежно від умов їх існування;
другий варіант – на відміну від першого варіанту, враховуються
усі будинки за винятком таких, що експлуатуються без ремонту;
третій варіант – враховуються тільки ті будинки, в яких виконано
посилення, а також – розібрані (таблиця 2).
Таблиця 2
Середні максимальні значення деформацій зовнішніх стін одно-
поверхових житлових будинків в зонах підтоплення
Середні максимальні значення деформацій
δс.макс і ∆с.макс, мм
та кількість будинків по варіантах
Узагальнені
деформації
зовнішніх стін 1 2 3
δмакс 40(8) 40(8) 47(3)
∆макс 168(38) 170(30) 199(8)
Примітка. В дужках наведено кількість будинків.
Граничні значення узагальнених деформацій зовнішніх стін
одноповерхових житлових будинків в зонах підтоплення обчис-
люємо як середні з трьох варіантів по формулах (10), (11): δгр = 41
мм та ∆гр = 172 мм.
86
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
ВИСНОВКИ
1. На засаді аналізу деформацій будівель в зонах зрушень
земної поверхні, обумовлених підземним видобуванням вугілля, і
в зонах підтоплення над гірничими виробками шахт, що ліквіду-
ються, відібрано узагальнені деформаційні критерії технічного
стану будівель, які здатні свідчити про небезпеку їх подальшої
експлуатації: для житлових і громадських будівель в зонах зру-
шень земної поверхні – максимальне розкриття тріщин,
відхилення від вертикалі та перегин зовнішніх стін; для однопо-
верхових виробничих будівель в зонах зрушень земної поверхні –
максимальне розкриття тріщин у зовнішніх стінах; для однопо-
верхових житлових будинків в зонах підтоплення – максимальне
розкриття тріщин та відхилення від вертикалі зовнішніх стін.
2. Розроблено методику визначення граничних значень уза-
гальнених деформаційних критеріїв безпечної експлуатації
будівель в зонах зрушень земної поверхні і підтоплення, що ба-
зується на зіставленні зміни умов існування будівель з
відповідними значеннями узагальнених деформаційних критеріїв
по результатах тривалих натурних спостережень.
3. Одержано граничні значення узагальнених дефор-
маційних критеріїв житлових і громадських будівель в зонах
зрушень земної поверхні: розкриття тріщин у зовнішніх стінах
одноповерхових будівель δгр = 49 мм, дво- і триповерхових
будівель δгр = 63 мм, чотири- і п’ятиповерхових будівель
δгр = 70 мм; відхилення від вертикалі зовнішніх стін одноповер-
хових будівель ∆гр = 153 мм і двоповерхових будівель ∆гр = 165
мм; місцевий перегин зовнішніх стін по вертикалі одно-, двох-,
три-, чотири- і п’ятиповерхових будівель tгр = 140 мм.
4. Одержано граничне значення узагальненого дефор-
маційного критерію розкриття тріщин у зовнішніх стінах однопо-
верхових виробничих будівель в зонах зрушень земної поверхні
δгр = 63 мм.
5. Одержано граничні значення узагальнених дефор-
маційних критеріїв одноповерхових житлових будинків в зонах
87
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 3, 2008
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 3, 2008
підтоплення: розкриття тріщин у зовнішніх стінах δгр = 41 мм,
відхилення зовнішніх стін від вертикалі ∆гр = 172 мм.
6. Одержані граничні значення розкриття тріщин у
зовнішніх стінах житлових і громадських будівель в зонах зру-
шень земної поверхні δгр = 49-70 мм значно перевищують допус-
тиме за умов експлуатації розкриття тріщин 7-10 мм згідно галу-
зевому стандарту України «Правила підробки будівель, споруд і
природних об’єктів при видобуванні вугілля підземним спосо-
бом».
7. При подальших дослідженнях з використанням граничних
значень узагальнених деформаційних критеріїв будівель, що екс-
плуатуються в зонах зрушень земної поверхні і підтоплення, буде
розроблено класифікацію технічного стану і систему заходів що-
до підвищення ресурсу безпечної експлуатації будівель за склад-
них гірничо-геологічних умов.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Аналіз зміни деформованого стану будівель за результатами
тривалих спостережень в зонах зрушень земної поверхні і під-
топлення: Звіт про НДР (проміжний)/ УкрНДМІ; Керівник
Анциферов А.В. – Р 1.5/18 КП-2007; № ДР 0107U007591;
Инв. № 2257. – Донецьк, 2007. – 165 с.
2. Правила охраны сооружений и природных объектов от вред-
ного влияния подземных горных разработок на угольных ме-
сторождениях. – М.: Недра, 1981. – 288 с.
3. Защита и подработка зданий и сооружений/ Шагалов С.Е.,
Муллер Р.А., Марков В.В. и др. – М.: Недра, 1974. – 256 с.
4. Рекомендации по выбору комплекса строительных и горных
мер защиты подрабатываемых населенных пунктов и про-
мышленных предприятий/ Донецкий ПромстройНИИ-проект,
ВНИМИ. – Донецк: ДПСНИИП. – 1986. – 224 с.
88
|