Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок
Розроблено класифікацію технічного стану будівель у залежності від співвідношення їх залишкового, допустимого і граничного деформаційного ресурсу, а також прогнозованого впливу гірничих виробок. Розроблено систему заходів щодо підвищення залишкового деформаційного ресурсу будівель. There is develope...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2010
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99601 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок / В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 85-94. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860190208105906176 |
|---|---|
| author | Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. |
| author_facet | Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. |
| citation_txt | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок / В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 85-94. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Розроблено класифікацію технічного стану будівель у залежності від співвідношення їх залишкового, допустимого і граничного деформаційного ресурсу, а також прогнозованого впливу гірничих виробок. Розроблено систему заходів щодо підвищення залишкового деформаційного ресурсу будівель.
There is developed the classification for technical state of buildings depending on the relationship of their residual, permissible and maximum deformation resource, and also forecasted influence of mine workings. There is developed the system of measures for an increasing the residual deformation resource of buildings.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:05:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
85
УДК 622.837:622.838
КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И
МЕРЫ ПО ПОВЫШЕНИЮ ДЕФОРМАЦИОННОГО
РЕСУРСА ЗДАНИЙ В ЗОНАХ ВЛИЯНИЯ ГОРНЫХ
ВЫРАБОТОК
Шнеер В. Р., Блинникова Е. В.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Розроблено класифікацію технічного стану будівель у за-
лежності від співвідношення їх залишкового, допустимого і гра-
ничного деформаційного ресурсу, а також прогнозованого впливу
гірничих виробок. Розроблено систему заходів щодо підвищення
залишкового деформаційного ресурсу будівель.
There is developed the classification for technical state of build-
ings depending on the relationship of their residual, permissible and
maximum deformation resource, and also forecasted influence of mine
workings. There is developed the system of measures for an increasing
the residual deformation resource of buildings.
В отраслевом стандарте [1] предусмотрено определение
технического состояния зданий в зонах влияния горных вырабо-
ток по их деформационному ресурсу, который выражается пока-
зателем суммарных ∆l или сосредоточенных ∆h деформаций зда-
ний, функционально связанным с обобщенным деформационным
критерием максимального раскрытия характерных трещин в на-
ружных стенах. По нормируемым значениям допустимого по ус-
ловиям эксплуатации максимального раскрытия трещин [δmax]
определены нормативные допустимые показатели суммарных
[∆lд]н и сосредоточенных [∆hд]н деформаций зданий разной этаж-
ности и назначения.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
86
При ожидаемом влиянии деформаций земной поверхности
по результатам обследования устанавливают фактическое значе-
ние максимального раскрытия характерных трещин в наружных
стенах зданий и определяют их остаточный деформационный ре-
сурс (∆lост или ∆hост), который сравнивают с расчетными показа-
телями деформаций этих зданий ∆l или ∆h от прогнозируемого
влияния подработки. Если остаточный деформационный ресурс
зданий меньше расчетных показателей деформаций, то подработ-
ка допускается только c применением мер защиты. В то же время,
как известно, во многих случаях здания в зонах влияния горных
выработок эксплуатируются с деформациями конструкций, кото-
рые превышают допустимые согласно отраслевому стандарту [1].
Поэтому этим стандартом допускается поэтапное применение
мер защиты зданий в процессе подработки по результатам инст-
рументальных наблюдений, но никаких указаний по определе-
нию условий использования и подработки зданий с деформация-
ми конструкций, которые превышают допустимые по условиям
эксплуатации, в стандарте нет.
Учитывая реальное состояние существующей застройки в
зонах многократного влияния горных выработок и опираясь на
имеющийся опыт, разработана новая классификация техническо-
го состояния зданий, которая наряду с нормированным критери-
ем допустимого по условиям эксплуатации влияния деформаций
земной поверхности на здания содержит и нормированный кри-
терий предельного по условиям безопасности влияния деформа-
ций земной поверхности на здания.
Предлагаемая классификация характеризуется четырьмя со-
стояниями в зависимости от соотношения нормативного допус-
тимого деформационного ресурса зданий по условиям эксплуата-
ции, фактического остаточного деформационного ресурса по ус-
ловиям эксплуатации, прогнозируемого влияния деформаций
земной поверхности на здания, нормативного предельного де-
формационного ресурса по условиям безопасности и фактическо-
го остаточного деформационного ресурса по условиям безопас-
ности.
Нормальное состояние – фактический остаточный деформа-
ционный ресурс здания по условиям эксплуатации равен норма-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
87
тивному допустимому ресурсу или меньше его и прогнозируемое
влияние деформаций земной поверхности на здание не приводит
к полному исчерпанию нормативного допустимого ресурса.
Удовлетворительное состояние – фактический остаточный
деформационный ресурс здания по условиям эксплуатации равен
нормативному допустимому ресурсу или меньше его, а прогнози-
руемое влияние деформаций земной поверхности на здание при-
водит к полному исчерпанию нормативного допустимого ресур-
са, но остаточный деформационный ресурс здания по условиям
безопасности больше 50 % от нормативного предельного дефор-
мационного ресурса.
Неудовлетворительное состояние – фактический остаточ-
ный деформационный ресурс здания по условиям эксплуатации
равен нормативному допустимому ресурсу, меньше его или пол-
ностью исчерпан и остаточный деформационный ресурс здания
по условиям безопасности с учетом прогнозируемого влияния
деформаций земной поверхности меньше 50 % от нормативного
предельного деформационного ресурса.
Аварийное состояние – фактический остаточный деформа-
ционный ресурс здания по условиям безопасности меньше 50 %
от нормативного предельного деформационного ресурса.
Согласно результатам исследований [2] влияние плавных
деформаций земной поверхности на здания характеризуется рас-
четными показателями, определяемыми в зависимости от вида
деформаций и отношения длины здания l к его высоте H.
При горизонтальных деформациях растяжения и кривизне
выпуклости расчетные показатели определяют по формулам:
– при l≥2H
)(εε HlKHl ++=′∆ lmр.в ; (1)
– при l≤2H
)4/3ε( ε Klm +=′′∆ llр.в . (2)
При горизонтальных деформациях сжатия и кривизне во-
гнутости расчетные показатели определяют по формулам:
– при l≥2H
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
88
)( HlKHl −+=′∆ /2)ε( εсп m ; (3)
– при l≤2H
)/2cп /4ε( ε lKl +=′′∆ ml . (4)
В формулах (1) – (4) l и H – длина и высота здания, м; mε –
коэффициент условий работы для горизонтальных деформаций
земной поверхности, определяемый согласно [1]; ε – расчетные
горизонтальные деформации растяжения и сжатия земной по-
верхности, 10-3; K – расчетная кривизна выпуклости или вогнуто-
сти земной поверхности, 10-3 1/м.
При сосредоточенных деформациях земной поверхности в
качестве расчетного показателя деформаций здания на уступе
принимается высота уступа: ∆h = hу.
Так как расчетные показатели ∆l и ∆h характеризуют де-
формированное состояние зданий в условиях влияния горных
выработок, то значения этих показателей при допустимом и пре-
дельном значениях обобщенного деформационного критерия
максимального раскрытия трещин в наружных стенах соответст-
вуют нормативным допустимому и предельному деформацион-
ному ресурсу зданий.
Согласно отраслевому стандарту [1] допустимое по услови-
ям эксплуатации максимальное раскрытие трещин в наружных
стенах зданий установлено в зависимости от их разряда и нахо-
дится в пределах от 3,5 мм до 12,5 мм для жилых и обществен-
ных зданий и от 3,5 мм до 25 мм для производственных зданий.
Для определения предельных значений обобщенных дефор-
мационных критериев технического состояния зданий в зонах
влияния горных выработок было отобрано 84 жилых и общест-
венных и 16 производственных зданий, в которых при первом об-
следовании было зафиксировано максимальное раскрытие тре-
щин в наружных стенах больше 25 мм [3, 4]. На основании ре-
зультатов длительных наблюдений отобранные здания были сис-
тематизированы по условиям их дальнейшего существования: без
ремонта, выполнен ремонт, выполнено усиление, здания отселе-
ны, разобраны или разрушены вследствие аварии.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
89
С использованием данных натурных наблюдений вычисле-
ны средние максимальные значения раскрытия трещин в наруж-
ных стенах δс.макс подрабатываемых жилых и общественных зда-
ний для трех вариантов их существования:
– по первому варианту учитываются все здания с трещина-
ми раскрытием больше 25 мм независимо от условий их сущест-
вования;
– по второму варианту, в отличие от первого, учитываются
все здания, за исключением эксплуатируемых без ремонта;
– по третьему варианту учитываются только здания, в кото-
рых выполнено усиление, а также – отселенные, разобранные или
разрушенные вследствие аварии.
Результаты вычислений средних максимальных значений
раскрытия трещин δс.макс и количество зданий по каждому вари-
анту приведены в табл. 1.
Анализ результатов вычисления средних максимальных
значений раскрытия трещин в наружных стенах жилых и общест-
венных подрабатываемых зданий показывает, что наиболее обос-
нованными применительно к принятой методике вычисления по
вариантам существования зданий являются результаты для двух-
этажных зданий. Во-первых, количество рассмотренных двух-
этажных зданий равно 42, что значительно превышает количест-
во одноэтажных (7), трехэтажных (4), четырехэтажных (10) и пя-
тиэтажных (5) зданий. Во-вторых, логичным является увеличение
среднего значения максимального раскрытия трещин по вариан-
там 1, 2 и 3.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
90
Таблица 1
Средние максимальные значения раскрытия трещин
в наружных стенах жилых и общественных зданий
Этажность
зданий
Средние максимальные значения
раскрытия трещин δс.макс, мм
и количество зданий по вариантам
1 2 3
Одноэтажные 47(7) 53(3) 48(1)
Двухэтажные 56(42) 65(26) 86(11)
Трехэтажные 30(4) 30(4) 30(3)
Четырехэтажные 71(10) 71(10) 68(5)
Пятиэтажные 96(5) 114(4) 137(3)
Примечание. В скобках указано количество зданий.
Следует обратить внимание на данные табл. 1 по вариан-
ту 3: количество зданий, в которых было выполнено усиление,
невелико, что достоверно отображает практику добычи угля на
подрабатываемых территориях, которая существовала на протя-
жении многих лет, когда меры защиты подработанных зданий
практически не применялись, вследствие чего техническое со-
стояние большого количества зданий является неудовлетвори-
тельным, предаварийным, а в некоторых случаях – аварийным.
Исходя из этого, с точки зрения надежности, предельные значе-
ния максимального раскрытия трещин в жилых и общественных
зданиях определены как средневзвешенные из трех вариантов по
формуле:
321
33с.макс22с.макс11с.макс
п
δδδ
δ
nnn
nnn
++
++
= , (5)
где n1, n2, n3 – количество зданий по вариантам.
Подставляя в формулу (5) средние максимальные значения
раскрытия трещин, найдем: для одноэтажных зданий δп = 49 мм;
для двухэтажных δп = 63 мм; для четырехэтажных δп = 70 мм.
В связи с небольшим количеством данных по трехэтажным
и пятиэтажным зданиям принимаем с запасом предельные значе-
ния максимального раскрытия трещин в наружных стенах для
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
91
трехэтажных зданий как для двухэтажных δп = 63 мм, а для пяти-
этажных зданий как для четырехэтажных δп = 70 мм.
Для одноэтажных производственных зданий, в которых ре-
монты не выполнялись, а усиление было выполнено только в
трех случаях, предельное раскрытие трещин принимаем как
среднее максимальное по всем вариантам: δп = 63 мм.
Для получения расчетных предельных значений δп исполь-
зуем коэффициент надежности по ответственности γn [5]. Прини-
маем для одноэтажных зданий γn = 0,95, для двух- и трехэтажных
γn = 0,9 и для четырех- и пятиэтажных γn = 0,85. С учетом этих
коэффициентов для жилых и общественных одноэтажных зданий
δп = 45 мм, для двух- и трехэтажных зданий δп = 55 мм, для четы-
рех- и пятиэтажных зданий δп = 60 мм.
Для одноэтажных каркасных, с неполным каркасом и бес-
каркасных производственных зданий в зонах влияния горных вы-
работок расчетные предельные значения раскрытия трещин в на-
ружных стенах δп = 60 мм.
Подставляя в уравнения взаимосвязи [6] расчетные пре-
дельные значения раскрытия трещин δп, вычислим нормативный
предельный деформационный ресурс жилых, общественных и
производственных зданий [∆lп]н (табл. 2, 3). Для сравнения в таб-
лицах приведены значения нормативного допустимого деформа-
ционного ресурса [∆lд]н.
Вычитая из нормативных значений допустимого и предель-
ного деформационного ресурса фактические показатели суммар-
ных и сосредоточенных деформаций, определяемые с использо-
ванием уравнений взаимосвязи [6] при фактическом максималь-
ном раскрытии характерных трещин, найдем фактический оста-
точный деформационный ресурс зданий по условиям эксплуата-
ции и безопасности.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
92
Таблица 2
Нормативный предельный и допустимый деформационный
ресурс жилых и общественных зданий в зонах влияния горных
выработок
Вид
ресурса
Значения ресурса, мм при числе этажей здания
1 2 3 4 5
[∆lп]н 255 360 465 610 670
[∆lд]н 110 140 180 225 255
Примечание. Приведенные значения допустимого ресурса отно-
сятся к жилым зданиям.
Таблица 3
Нормативный предельный и допустимый деформационный
ресурс производственных зданий в зонах влияния горных
выработок
Типы зданий Вид
ресурса
Значения ресурса, мм при высоте здания,
м
6 9 12 15 18
Каркасные [∆lп]н 540 620 705 795 895
[∆lд]н 135 160 180 205 230
С неполным
каркасом и
бескаркасные
[∆lп]н 405 465 525 595 670
[∆lд]н 105 120 135 150 170
Примечание. Приведенные значения допустимого ресурса отно-
сятся к зданиям третьего разряда согласно [1].
Прогнозируемый остаточный деформационный ресурс зда-
ний по условиям эксплуатации и безопасности с учетом плани-
руемой подработки находим, вычитая из нормативных значений
допустимого и предельного деформационного ресурса сумму
фактического показателя деформаций и расчетного показателя от
планируемой подработки.
В зависимости от технического состояния зданий необхо-
димо применять соответствующие меры защиты для повышения
их остаточного деформационного ресурса.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
93
При нормальном состоянии достаточно выполнения локаль-
ного ремонта деформированных элементов конструкций и от-
дельных помещений после окончания влияния деформаций зем-
ной поверхности на здание.
При удовлетворительном состоянии необходимо в процессе
влияния деформаций земной поверхности на здание проводить
инструментальные наблюдения за раскрытием трещин в наруж-
ных стенах и если максимальное раскрытие трещин превысит
25 % от предельного значения δп, то необходимо применить ло-
кальные меры защиты деформированных элементов конструк-
ций, а после окончания влияния деформаций земной поверхности
на здание выполнить ремонт деформированных элементов конст-
рукций и отдельных помещений.
При неудовлетворительном состоянии необходимо в про-
цессе влияния деформаций земной поверхности на здание прово-
дить инструментальные наблюдения за раскрытием трещин в на-
ружных стенах и если максимальное раскрытие трещин превысит
25 % от предельного значения δп, то необходимо применить ло-
кальные меры защиты деформированных элементов конструк-
ций, а при дальнейшем увеличении максимального раскрытия
трещин до 50 % от предельного значения необходимо комплекс-
ное применение локальных и общих мер защиты конструкций и
здания в целом с учетом прогнозируемого влияния деформаций
земной поверхности.
При аварийном состоянии необходимо до начала влияния
деформаций земной поверхности на здание применить общие ме-
ры защиты здания в целом с учетом прогнозируемого влияния
деформаций земной поверхности.
Локальные меры защиты включают: усиление простенков
между оконными проемами металлическими обоймами; усиление
оконных и дверных проемов металлическими рамами; увеличе-
ние площади опирания плит перекрытий на стены и плит покры-
тий на балки и фермы; усиление колонн металлическими обой-
мами.
Общие меры защиты включают: устройство замкнутых
вдоль периметра наружных стен здания комплексных металличе-
ских конструкций усиления простенков, оконных и дверных про-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
94
емов; устройство замкнутых вдоль периметра наружных стен
здания цокольных, междуэтажных и карнизных металлических
поясов; усиление фундаментов и стен подвала односторонними и
двусторонними железобетонными обоймами.
Применение разработанной методики определения и повы-
шения остаточного деформационного ресурса зданий в зонах
влияния горных выработок будет способствовать обеспечению их
безопасной эксплуатации и увеличению добычи угля под сущест-
вующими зданиями.
СПИСОК ССЫЛОК
1. ГСТУ 101.00159226.001-2003. Правила підробки будівель,
споруд і природних об’єктів при видобуванні вугілля підзем-
ним способом: Введ. 01.01.2004. – Київ, 2004. – 128 с.
2. Анциферов, А. В. Деформаційний ресурс будівель та споруд,
що експлуатуються за складних гірничо-геологічних умов /
А. В. Анциферов, О. В. Бліннікова, В. Р. Шнеєр // Цільова
комплексна програма НАН України «Проблеми ресурсу і без-
пеки експлуатації конструкцій, споруд та машин»: зб. наук.
ст. за результатами, отриманими в 2004-2006 рр. / Інститут
електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України. – Київ, 2006. –
С. 28 – 32.
3. Правила охраны сооружений и природных объектов от вред-
ного влияния подземных горных разработок на угольных ме-
сторождениях. – М.: Недра, 1981. – 288 с.
4. Защита и подработка зданий и сооружений / С. Е. Шагалов,
Р. А. Муллер и др. – М.: Недра, 1974. – 256 с.
5. Надежность строительных конструкций и оснований. Основ-
ные положения по расчету. ГОСТ 27751-88 с изменением
№ 1, утв. Постановлением Госстроя России от 21.01.1993 г.
Введ. 01.01.1995 г.
6. Науковий проект «Розробка системи оцінки технічного стану
та підвищення ресурсу безпечної експлуатації будівель за
складних гірничо-геологічних умов»: Звіт про НДР (заключ.) /
УкрНДМІ; Керівник А. В. Анциферов. – № 0109U003537. –
Донецьк, 2009.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99601 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:05:26Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. 2016-04-30T18:28:19Z 2016-04-30T18:28:19Z 2010 Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок / В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 85-94. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99601 622.837:622.838 Розроблено класифікацію технічного стану будівель у залежності від співвідношення їх залишкового, допустимого і граничного деформаційного ресурсу, а також прогнозованого впливу гірничих виробок. Розроблено систему заходів щодо підвищення залишкового деформаційного ресурсу будівель. There is developed the classification for technical state of buildings depending on the relationship of their residual, permissible and maximum deformation resource, and also forecasted influence of mine workings. There is developed the system of measures for an increasing the residual deformation resource of buildings. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок Article published earlier |
| spellingShingle | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. |
| title | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок |
| title_full | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок |
| title_fullStr | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок |
| title_full_unstemmed | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок |
| title_short | Классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок |
| title_sort | классификация технического состояния и меры по повышению деформационного ресурса зданий в зонах влияния горных выработок |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99601 |
| work_keys_str_mv | AT šneervr klassifikaciâtehničeskogosostoâniâimerypopovyšeniûdeformacionnogoresursazdaniivzonahvliâniâgornyhvyrabotok AT blinnikovaev klassifikaciâtehničeskogosostoâniâimerypopovyšeniûdeformacionnogoresursazdaniivzonahvliâniâgornyhvyrabotok |