|
40 Таким образом, здание или сооружение это конструкции надземной части, фундамент конструкции подземной части здания, основание область литосферы, геологическое строение площадки (рис. 1.11). Компоненты системы ЗФО обладают определенным комплексом взаимного влияния (взаимодействия)[ 145]. Так, локальное разрушение здания может не отразиться на работоспособности фундамента и основания, может повредить конструкцию фундамента и не отразиться на свойствах основания и, наконец, может нарушить требуемые свойства всех составляющих системы, включая основание. Повреждения фундамента могут привести к полному или частичному разрушению здания или могут повлиять или не отразиться на свойствах основания. Повреждения основания вследствие ошибок инженерно-геологических изысканий, проектирования, несовершенной или неправильно выбранной технологии работ или вследствие неучтенных техногенных воздействий наиболее опасны и могут привести к потере работоспособности всей системы. Многочисленные примеры аварийных ситуаций, иллюстрирующие изложенную выше схему взаимодействия компонентов системы ЗФО содержатся в трудах Хеммонда Р. [280], Сечи К. [205], Абелева М.Ю. [2], Швеца В.Б. с соавт. [294] и др. Компоненты системы: здание, фундамент, основание на следующем уровне расчленения образуют локализованные подсистемы. При этом каждый компонент обладает структурой, характерной только для него. Так, компонент «здание» определяется набором, типами, размерами и физико-техническими параметрами несущих и ограждающих конструкций. В пределах этого компонента строительные конструкции образуют как собственную подсистему взаимодействия, так и подсистему взаимодействия с конструкциями фундамента. |
1.3. Обоснование системного подхода к моделированию строительного объекта Современные здания и сооружения это сложные многоэлементные системы, обладающие неоднородной структурой с различными прочностными и деформационными характеристиками элементов конструкций и связей между ними, создаваемые для выполнения большого числа различных функций. строительный представляет собой объект-систему, в определенном смысле обособленную от окружающей среды (ОС) и взаимодействующую с ней как целое. Компоненты этого взаимодействия находятся между собой в функциональной зависимости: СО=ДОС). Под окружающей средой обычно понимаются условия, в которых существует данная система, и которые влияют на процесс ее формирования и функционирования. Любой строительный объект является одновременно средой обитания человека и оказывает влияние (экологическое) на окружающую среду. В данной работе под внешней средой мы будем понимать только те факторы (внешние воздействия), которые, непосредственно влияя на строительный объект, вызывают в нем внутренние усилия, деформации, перемещения Строго говоря, термин «здание (сооружение)» включает в себя кроме самого здания, также и подземную часть строительного объекта. В дальнейшем изложении надземная часть, фундамент и грунтовое основание сооружения будут рассматриваться как компоненты системы «здание-фундаментоснование», а для простоты надземную часть строительного объекта условимся называть зданием (сооружением). Таким образом, здание или сооружение это конструкции надземной части, фундамент конструкции подземной части здания, основание область литосферы, геологическое строение площадки (рис. 1.5). 31 I Рис. 1.5. Система «здание фундамент основание» (ЗФО) Компоненты системы ЗФО обладают определенным комплексом взаимного влияния (взаимодействия)[103]. Так, локальное разрушение здания: а) может не отразиться на работоспособности фундамента и основания, б) может повредить конструкцию фундамента и не отразиться на свойствах основания и, наконец, в) может нарушить требуемые свойства всех составляющих системы, включая основание. Повреждения фундамента могут привести: а) к полному или частичному разрушению здания; б) могут повлиять или не отразиться на свойствах основания. Повреждения основания (утрата несущей способности или предельные деформации) вследствие ошибок инженерно-геологических изысканий, проектирования, несовершенной или неправильно выбранной технологии работ или вследствие неучтенных техногенных воздействий наиболее опасны и могут привести к потере работоспособности всей системы. Многочисленные примеры аварийных ситуаций, иллюстрирующие изложенную выше схему взаимодействия компонентов системы «здание32 фундамент-основание» содержатся в трудах Хеммонда Р. [172], Сечи К. [145], Абелева М.Ю. [1], Швеца В.Б. с соавт. [184] и др. Компоненты системы: здание, фундамент, основание на следующем уровне расчленения образуют локализованные подсистемы. При этом каждый компонент обладает структурой, характерной только для него. Так, компонент «здание» определяется набором, типами, размерами и физико-техническими параметрами несущих и ограждающих конструкций. В пределах этого компонента строительные конструкции образуют как собственную подсистему взаимодействия, так и подсистему взаимодействия с конструкциями фундамента. При дальнейшем расчленении системы можно выделить отдельные элементы: в надземной части и фундаменте конструкции, узлы, стыки, детали, простые и сложные, но связанные между собой и определяющие, в конечном счете, прочность и устойчивость сооружения в целом; в основании слои грунта. Выход из строя отдельного элемента под действием тех или иных факторов может привести к критическому состоянию части или всей системы, так как в любой системе имеет место принцип взаимозависимости целого и частей [122, 137]. Характеристики параметров компонентов более высокого уровня, как правило, играют роль внешних воздействий при исследовании их элементов более низкого уровня. В системе «здание-фундамент-основание» главным звеном, ради которого предпринимаются все действия, является здание, так как, в конечном счете, именно его пригодность к эксплуатации представляет основной интерес. Работа его деформирующемся грунтовом основании является сложным физическим процессом в условиях пространственного нагружения. Фундамент и грунт при этом являются нагружающими системами и их свойства влияют на процесс разрушения здания. При исследовании вопросов безопасности все компоненты системы ЗФО должны рассматриваться совместно. 33 |