к.т.н С.К Романов к.т.н В.В Ходыкин (Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет,

к.т.н С.К Романов
к.т.н В.В Ходыкин
(Нижегородский государственный архитектурностроительный университет,
ООО МСК «Мост-К»)
Опыт уточняющей корректировки
расчетных схем и расчетного
сопровождения строительства
монолитных многоэтажных зданий с
применением возможностей ПК
«SCAD»
Расчётная схема (нагрузки,
геометрия сечения, размеры
элементов)
Прочностные
характеристики
норма
Сверхнормативные отклонения в
прочности материалов и технологии
производства работ
Необоснованное уточнение
расчетной схемы
Коэффициенты вариации расчётных процедур по железобетону (по А.С. Лычеву)
Вид расчёта
V
Прочность нормальных сечений при изгибе
0,0765
То же, при внецентренном сжатии
0,09
Прочность наклонных сечений
0,146
Момент трещинообразования в нормальных сечениях при изгибе
0,088
Ширина раскрытия трещин в нормальных сечениях при изгибе
и внецентренном сжатии
0,372
То же, в наклонных сечениях
0,63
Кратковременный прогиб
0,15
Длительный прогиб
0,201
Полный прогиб
0,615
Длина зоны передачи напряжений
0,289
…приходится смириться с тем, что большинство массовых расчетов будет
выполняться по схемам, для которых адекватность реальной работе сооружения
достаточно сомнительна, и необходимая «балансировка» будет достигаться путем
использования некоторых усредненных поправочных коэффициентов (таких, как
коэффициент
условий
работы),
значения
которых
обосновываются
экспериментально. В этих условиях еще большему сомнению следует подвергнуть
увлечение использованием переусложненных расчетных схем.
(А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. «Повышение качества расчетных обоснований проектов»)
d 
Rэксперим ентальное
R расчетное
ГОСТ 27751-88
(СТ СЭВ 384-87)
Группа Ж02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ
Основные положения по расчету
Reliability of constructions and foundations.
Principal rules of the calculations
ОКСТУ 5870
Дата введения 1988-07-01
4. Учет условий работы
4.1. Возможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементов конструкций, соединений,
зданий и сооружений и их оснований, а также изменения свойств материалов вследствие влияния температуры, влажности,
длительности воздействия, его многократной повторяемости и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах,
учитываются коэффициентами условий работы γd.
4.2.Коэффициенты условий работы могут учитывать факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического
описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологических воздействий.
4.3. 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
работ.
Проект нового СНиП «Надежность строительных конструкций и оснований
9. УСЛОВИЯ РАБОТЫ МАТЕРИАЛОВ, КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ
9.1. Возможные отклонения принятой расчетной схемы строительного объекта от условий его реальной работы следует
учитывать за счет введения коэффициентов условий работы γd.
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,
конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ.
БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Основные положения
СНиП 52-01-2003
6.1.10 Для конструкций сложной конфигурации (например, пространственных), кроме расчетных методов
оценки несущей способности, трещиностойкости и деформативности, могут быть использованы также
результаты испытания физических моделей.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ
Основные положения по расчету
Reliability of constructions and foundations.
Principal rules of the calculations
1.7. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных
решений, расчет конструкций и оснований может производиться на основе специально поставленных
теоретических или экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.
Класс бетона определяется по формуле:
B  Rm 1  tV ,
где Rm –
tα –
V –
средняя прочность бетона по результатам испытаний;
коэффициент Стьюдента;
коэффициент вариации прочности.
0,95
Коэффициент перехода от класса
бетона, МПа, к средней прочности
при обеспеченности 0,95
Зависимость между коэффициентом вариации прочности бетона и
коэффициентом перехода от класса бетона к средней прочности
1,49
1,33
1,20
1,09
1
0
5
10
15
Коэффициент вариации прочности бетона V, %
20
Распределение коэффициентов
вариации прочности бетона
18
90
16,6
80
14
12,2
12
12,2
10
11,7
9,3
8,3
8
6
4
Количество случаев
16
60
50
40
30
20
10
0
0
1
10
100
1000
n  881
Vcp  0,129
70
2
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
Ln(t), дни
V Rb, %
35
30
25
V, %
V,%
Изменение коэффициента вариации прочности
бетона во времени, отражающее улучшение его
статистических характеристик
Значения
20
максимальные
15
средние
минимальные
10
5
годы
0
1949
1962 1965 1971
1990
Изменение коэффициента
вариации прочности бетона в
историческом плане
(минимальные, средние,
максимальные, значения)
Колонны 5-го этажа
Колонна в
осях
3/4-С/4
2/4-П/4
П/4-3/4
К/4-1/4
К/4-З/4
Д/4-3/4
Д/4-1/4
№
испытания
Прочность
бетона
1
287
2
284
3
Колонна в
осях
№
испытания
Прочность
бетона
22
306
№
испытания
Прочность
бетона
43
270
23
301
44
284
293
24
306
45
280
4
301
25
242
46
311
5
297
26
250
47
306
6
311
27
245
48
315
7
311
28
250
49
290
8
315
29
255
50
287
9
311
30
248
51
295
10
315
31
290
52
306
11
311
32
287
53
313
12
313
33
285
54
315
13
311
34
290
55
301
14
306
35
284
56
297
15
315
36
293
57
311
16
287
37
295
58
297
17
284
38
297
59
296
18
293
39
286
60
301
19
313
40
270
20
311
41
288
21
320
42
280
З/4-Г/4
Л/4-4/4
А/4-7/4
7/4-Д/4
4/4-Д/4
12/4-Ж/4
10/4-Ж/4
Колонна в
осях
И/4-12/4
Н/4-10/4
Н/4-11/4
Р/4-10/4
Р4-11/4
Т/4-10/4
∑R
17608
Статистическая оценка прочности бетона колонн 5-го этажа на объекте:
«Жилой дом по ул. Тимирязева 6-4, I очередь строительства»
Исходный бетон М300
Требуемый класс бетона по проекту В22,5
B  Rm  1  t  V ,
n
R
17608 кгс см 2
Rm 

 293 кгс см 2
n
60
t  1,64 (более 40 испытаний)
i
i 1
V
Sm
Rm
n
Sm 
 R
i 1
i
 Rm 
2
n 1
S
19,7
V m 
 0,07
Rm 293

22804,93
 19,7
59
B  0,098  Rm  1  t  V   0,098  293  1  1,64  0,07   25,4 МПа
Фактический класс бетона В24,5
575
633
292
29
568
92
619
202
25
599
202
3
239
27
269
7
715
273
124
74
617
252
17
605
132
69
61
600
156
41
593
593
203
59
629
607
202
44
605
575
107
150
51
605
206
206
Гостиничный
комплекс «Ока»
СП 50-101-2004
Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений
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
площадью 2500–5000 см2, а также в скважинах или в массиве с помощью винтовой лопасти-штампа площадью 600 см2 (ГОСТ
20276).
5.3.6 В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных
приборах и приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248).
Для сооружений I и II уровней ответственности значения Е по лабораторным данным должны уточняться на основе их
сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же фунта штампами (см. 5.3.3). Для сооружений III
уровня ответственности допускается определять значения Е только по результатам компрессии, корректируя их с помощью
повышающих коэффициентов тk, приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные
глинистые грунты с показателем текучести 0 < IL < 1, при
этом значения модуля деформации по компрессионным испытаниям следует вычислять в интервале давлений 0,1–0,2 МПа.
Таблица 5.1
Вид грунта
Супеси
Суглинки
Глины
Значения коэффициента тk при коэффициенте
пористости е, равном
0,45-0,55
0,65
0,75
0,85
0,95
1,05
4
5
–
3,5
4,5
6
3
4
6
2
3
5,5
–
2,5
5
–
2
4,5
Примечание – Для промежуточных значений е коэффициент
mk определяют интерполяцией.
Схема статических испытаний
Собственный вес
конструкций здания
Труба 
80-100 мм
Ростверк
монолтиный ж.б.
4000
Домкрат
ДГ-200
Свая
монолтиная ж.б.
Реперная
система
Уширение
из щебня
3000
Выпуски арматурные
вкленные 
18-25 мм
Домкрат
ДГ-200
График зависимости перемещений S от
нагрузки F сваи №73
Таблица отсчетов реперов
сваи №73, мм
Нагрузка F, кН
0
Перемещение S,
мм
Нагрузка
F, кН
Перемещение S,
мм
0
0
3240
12,57
720
0,01
3600
14,76
720
0,01
3600
14,83
720
0,01
3600
14,87
1440
1,54
3600
14,90
1440
1,58
3960
19,03
1440
1,59
3960
19,12
2160
3,92
3960
19,15
2160
3,96
3960
19,17
2160
3,99
4320
23,42
2880
8,50
4320
23,45
2880
8,53
4320
23,49
2880
8,54
4680
26,61
3240
12,50
4680
26,63
3240
12,54
4680
26,64
Перемещение S, мм
Нагрузка
F, кН
0
1
2
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
1000
2000
3000
4000
5000
Оборудование и применяемые
измерительные приборы для
определения фактической несущей
способности грунта под фундаментной
плитой
Оборудование:
- штанги длиной 1 метр, диаметром 89 мм
- штамп диаметром 120 мм, толщиной 20 мм
- механизм погружения - гидравлическая
установка из двух гидроцилиндров с
насосной станцией.
Приборы измерения:
- манометр МПЗ-УУ2 типа 0-60 кгс/см2
- индикаторы часового типа ИЧ 50.00 ПС
диапазон измерений от 0 до 50 мм
Описание процесса продавливания
грунта с измерением перемещений
штанги и прилагаемых нагрузок
Измерения
нагрузок
и
перемещений
выполняются на участках скважины с шагом 1 м., начиная от
подошвы фундамента до 15 м включительно. Переход от
предыдущего к следующему измерению производится путем
продавливания штампа на следующий горизонт. Нагружение
штампа производится ступенями по 200 кг каждая, которая
соответствует давлению на измерительном манометре
1 кгс/см2. Нагружение ступенями производится от 0 до того
критического показателя, при котором перемещение штампа не
останавливается (график 1).
По показателям нагрузок и перемещений
вычисляется модуль деформаций по формуле
P
E  1  2
,
S d
где:
Е – модуль деформации;
Р – полная нагрузка на штамп в кг, взятая в конце
прямолинейного участка на графике;
S – конечная осадка в см, соответствующая нагрузке Р, взятая
по тому же графику;
d – диаметр кругового штампа в см;
μ – коэффициент Пуассона.


Среднее значение μ
Грунты
Коэффициент поперечной деформации μ
Пески
0,28
Супеси
0,31
Суглинки
0,37
Глины
0,41
Результаты измерений сводятся в таблицу
Таблица результатов
Условная
отметка от
подошвы
плиты, м
Зависимость модуля деформации
грунта от глубины
Е, кг/см2
Номера скважин
1
2
3
4
0
50
100
150
Е, кг/см2
200
0
0
110,0
98,0
105,0
108,0
-1
94,0
52,0
100,0
100,0
-2
90,0
45,0
100,0
100,0
-3
-3
90,0
40,0
83,0
100,0
-4
-4
85,0
56,0
74,0
105,0
-5
-5
64,0
59,0
70,0
105,0
-6
66,0
92,0
64,0
114,0
-7
92,0
123,0
68,0
136,0
-8
92,0
127,0
90,0
140,0
-9
97,0
103,0
117,0
150,0
-10
109,0
110,0
130,0
155,0
-13
-11
111,0
114,0
138,0
172,0
-14
-12
140,0
130,0
180,0
185,0
-15
-13
181,0
140,0
180,0
185,0
-16
-14
190,0
150,0
190,0
196,0
-15
190,0
160,0
190,0
196,0
-1
-2
отметка, м
-6
-7
-8
-9
-10
-11
-12
Скв.1
Скв.2
Скв.3
Скв.4