Виды (формы) деформаций сооружений и их причины

    В зависимости от жесткости сооружения и характера развития неравномерных осадок и/или просадок под ним могут возникнуть следующие виды его деформаций:

   - Прогиб и выгиб

   Прогиб и выгиб возникают в протяженных зданиях и сооружениях, не обладающей большой жесткостью в результате неравномерной осадки (податливости) основания.

   Здание большой протяженности в зависимости от грунтовых условий на одном участке может получить прогиб, а на другом – выгиб.

   При прогибе наиболее опасная зона деформаций растяжения (растянутая зона) находится в нижней части сооружения (у фундамента).

   При выгибе - наоборот, в верхней части (у кровли).

   В соответствии с СП 22.13330.2016 "Основания зданий и сооружений" п.5.6.4 совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться в т.ч. относительным прогибом или выгибом f / L , где L - длина однозначно изгибаемого участка сооружения.

   - Сдвиг

   Сдвиг зданий возникает при увеличенной просадке основания с одной из сторон.

   Наиболее опасная зона строения - стена в средней зоне, где возникает большой сдвиг.

  

   - Крен (наклон)

   Крен - поворот фундамента относительно горизонтальной оси, проявляющийся при несимметричной загрузке основания.

   Крен происходит относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента.

   Крен рассматривается как разность абсолютных осадок двух точек фундаментов, отнесенных к расстоянию между ними, и определяется по формуле:

          где S1 и S2 — осадки крайних точек сплошного фундамента или двух фундаментов.

    Крен характерен и представляет наибольшую опасность для жестких сооружений (при их высокой изгибной жесткости) (например, для относительно больших по высоте сооружений, таких как водонапорная башня, дымовая труба, относительно узкий многоэтажный дом), с внецентренным загружением и несимметричным напластованием грунтов под ними.

   Опасен дальнейший рост крена и последующее разрушение здания: в результате крена возникает дополнительный момент, способствующий, в свою очередь, дальнейшему нарастанию крена, что в конечном результате может привести к потере устойчивости сооружения и его опрокидыванию.

 

   - Перекос

 

    Перекос возникает при резком проявлении неравномерности осадок (при появлении неравномерных осадок) на участке небольшой протяженности (небольшом участке длинного сооружения), при сохранении относительно вертикального положения (относительной вертикальности) несущих конструкций.

   - Горизонтальное смещение

 

   Горизонтальные смещения (сдвиг) возможны в сооружениях, на которые передаются значительные горизонтальные усилия.

   Подобный вид деформации возможен в фундаментах, стенах подвалов, подпорных стенках, мостовых опорах, опорах распорных конструкций, гидротехнических сооружений.

   - Кручение (скручивание)

   Кручение возникает при различных кренах (при неодинаковом крене) сооружения по его длине (крен при этом развивается в разные стороны в двух соседних сечениях сооружения).

  Таким образом один торец здания перемещается (крен) в одну сторону, а другой торец – в другую сторону. В этом случае в работу вступают перекрытия.

   При такой форме деформирования перераспределение усилий в конструкциях происходит как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях.

   Элементы перекрытий, например, могут испытывать изгиб или перемещение в горизонтальном направлении.

   О разделении сооружений по жесткости (жёстких, гибких сооружениях и сооружениях конечной жесткости можно прочитать здесь: https://porebrick.blogspot.com/2021/02/jestkost-sooryjenii.html