При возведении зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения важным является обеспечение безопасных условий труда оператору башенного крана и исполнителям строительно-монтажных работ на строительной площадке, поскольку эти условия во многом определяют производительность башенного крана и темпы строительства в целом. Аварии, связанные с использованием грузоподъемной техники в строительстве, зачастую приводят не только к травматизму и гибели участников самого строительного производства, но и сторонних прохожих, оказавшихся в опасной зоне в силу несоответствия проекта организации строительства требованиям действующих сводов правил, содержащих требования по обеспечению охраны труда и промышленной безопасности в строительстве. Статья посвящена анализу причин аварийности в строительстве, вызванных эксплуатацией башенных кранов, и путей обеспечения их надежной и безопасной эксплуатации. Предложены теоретическое обоснование и инженерно-технические решения обеспечения безопасности при выполнении строительно-монтажных работ по возведению строительных объектов за счет совершенствования конструкции кабины башенного крана и ее оснастки. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований сенсомоторной деятельности оператора строительной машины, заложенные в основу разработанных на уровне изобретений инженерно-технических решений кабин башенных кранов повышенной обзорности и их оснастки.
В статье предложен метод прогноза деформации земной поверхности при устройстве котлованов в условиях плотной городской застройки с применением способа «стена в грунте», основанный на моделировании методом конечных элементов. Приведены результаты численного моделирования строительства полузаглубленного сооружения под защитой «стены в грунте». Выявлены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния в зависимости от параметров стены и физико-механических свойств грунтов. В работе приведены мульды оседаний поверхности при строительстве котлована способом «стена в грунте», эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, возникающих в стене. Для оценки расхождения результатов моделирования в плоской и объемной постановке задачи выполнены численные эксперименты в Plaxis 2D и 3D.
Рассматривается вариант многофункционального подземного комплекса, являющегося частью многоэтажного высотного здания. Комплекс располагается в подземной части здания и играет роль фундамента, заменяя собой обычный плитно-свайный фундамент. Выполнены предварительные расчеты методом конечных элементов с учетом этапности строительства подземного комплекса и наземного высотного здания. В результате расчетов получены распределение вертикальных смещений и их значения.
Рассмотрены результаты моделирования работы двух вариантов многофункционального подземного комплекса, являющегося фундаментом многоэтажного высотного здания. Комплекс играет роль комбинированного фундамента. Моделирование выполнено с учетом поэтапного строительства подземной и наземной частей здания.
Дан геомеханический анализ оседания поверхности при строительстве станции метрополитена глубокого заложения. Станция представляет собой типовую пилонную конструкцию, активно используемую при строительстве последних станций Санкт-Петербургского метрополитена. Расчеты выполнены методом конечных элементов с учетом очередности строительства станционного комплекса. В результате численного моделирования построены мульды оседания земной поверхности и получены прогнозные оценки оседания земной поверхности.
Предложены варианты объемно-планировочных решений пересадочных узлов станций на две, три и четыре линии метрополитена, размещенных в едином объеме с многофункциональным подземным комплексом. Выполнены предварительные расчеты методом конечных элементов с учетом этапности строительства подземного комплекса, сооружаемого по различным схемам.
Выполнено численное моделирование методом конечных элементов двух вариантов свайных фундаментов для высотного здания. Задача решалась в объемной постановке с учетом этапности приложения нагрузок. По результатам расчетов построены эпюры изменения вертикальных перемещений на различных этапах строительства. Выполнен анализ мульды оседания.
Приведена интеллектуальная технология проектирования конструкции пилонной станции метрополитена, сооружаемой по малоосадочной технологии, в которой учитываются основные этапы ввода элементов конструкций в работу. В качестве исходной принята схема взаимодействия системы «обделка – грунтовый массив». Расчет напряженного состояния конструкций выполнен методом конечных элементов.
Выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния пилонной станции с чугунной обделкой метрополитена глубокого заложения. Сложная геометрия станции и последовательная проходка тоннелей с поэтапной разработкой на полное сечение потребовали применить трехмерное моделирование с учетом технологии возведения станции.
Работа представляет результаты численного моделирования с применением пластических конструктивных моделей с различными критериями разрушения. На языке FISH были разработаны критерии разрушения Балмера и Баландина и применены для моделирования двух основных проблем: сжатие горного образца и сооружение конструкций в горном массиве.
Рассмотрены проблемы, связанные с геомеханическим прогнозом напряженно-деформированного состояния станций глубокого заложения. Показан комплексный подход изучения статической работы станций, включающий натурные исследования на различных этапах их строительства и численное моделирование методом конечных элементов.
Рассмотрены проблемы, связанные с геомеханическим прогнозом напряженно-деформированного состояния станций глубокого заложения. Показан комплексный подход изучения статической работы станций, включающий натурные исследования на различных этапах их строительства и численное моделирование методом конечных элементов.
Рассмотрено напряженно-деформированное состояние одного из станционных комплексов Санкт-Петербургского метрополитена, испытывающего взаимное влияние от расположенного над ним торгово-развлекательного комплекса.
Осуществлено численное моделирование методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния обделок перегонных тоннелей метрополитена в зоне их взаимного влияния. Тоннели не параллельны друг другу, имеют разную глубину заложения и проходились в разное время. Для моделирования было выбрано два опытных участка, соответствующих участкам, на которых производились натурные наблюдения. Использование метода конечных элементов позволило решить задачу в объемной постановке и учесть сложную конфигурацию тюбингов, слоистость массива и этапы возведения тоннелей.
Показан характер формирования вертикальной нагрузки на обделку станции колонного типа «Комендантский проспект» Санкт-Петербургского метрополитена глубокого заложения с учетом технологии ее сооружения. На базе многочисленных натурных исследований было осуществлено математическое моделирование методом конечных элементов (МКЭ). Для расчетов использовались трехмерные упругие и вязкоупругие модели на различных этапах сооружения станции. По результатам расчетов построены эпюры распределения вертикальной нагрузки на обделку колонной станции метрополитена глубокого заложения. Выявлены характер и закономерности ее формирования без учета и с учетом влияния забоя среднего тоннеля.
Технология строительства станций метрополитенов в значительной мере влияет на развитие напряженно-деформированного состояния (НДС) системы обделка - грунтовый массив. На выявление характера этого влияния и изменения напряженно-деформированного состояния колонно-прогонных комплексов станции в горно-геологических условиях Санкт- Петербургского метрополитена и направлена эта работа. Натурные исследования проводились на строящейся станции колонного типа «Комендантский проспект» в течение 7 месяцев. Измерения проводились с помощью струнных датчиков линейных деформаций и переносного цифрового периодомера. Выявлены закономерности и оценено влияние технологических процессов (разработка верхнего свода, ядра, обратного свода и разборка тюбингов временного заполнения) на формирование напряженно-деформированного состояния колонно-прогонных комплексов.
Задачей натурных исследований являлось наблюдение за процессами разжатия в торцах железобетонных ригелей и формирования напряженно-деформированного состояния железобетонных и стальных колонн. Измерения проводились с помощью струнных датчиков линейных деформаций (ПЛДС-400) и переносного цифрового периодомера (ПЦП-1). Длительные натурные наблюдения (14 лет) за развитием напряженно-деформированного состояния колонно-прогонного комплекса проводились на станции колонного типа глубокого заложения. В результате анализа полученных данных мы пришли к выводу, что применяемый метод разжатия ригелей домкратами Фрейсине не приводит к переходу их балочной двухкон- сольной работы в одношарнирную арочную. Выявлены закономерности и оценено влияние технологических процессов (разработка верхнего свода, ядра и обратного свода) на формирование напряженно-деформированного состояния колонно-прогонного комплекса. Последний замер, сделанный в конце 2001 г., показал, что процесс развития напряжен ний и деформаций во времени продолжается и по сей день.
Натурные наблюдения показывают, что распределение напряжений вокруг горных выработок является неравномерным как в поперечном, так и в продольном направлениях. Для учета такого распределения напряжений рассматривается взаимодействие крепи выработки с окружающим ее массивом горных пород. Крепь рассматривается как упругая длинная замкнутая цилиндрическая оболочка. На крепь действует нагрузка, изменяющаяся неравномерно как вдоль оболочки, так и в поперечном направлении: р = р(х,0), где х - расстояние по образующей, выраженное в долях радиуса; 9- центрапьный угол, выраженный в радианах. Тогда можно рассмотреть два случая: крепь находится под действием осесимметричной радиальной нагрузки, зависящей только от одной переменной х, на крепь действует нагрузка, зависящая только от угла 9 Решение задачи для нагрузки вида Р = р(х, 9) получается суммированием этих двух решений. Оценим средние нагрузки на крепь для типовых условий строительства стволов при упругом режиме взаимодействия: R 0 = 3,0; R l = 3,5 м; R - 3,25 м; h - 0,5 м; Vj = 0,25; / = 0; v - 0,25; = 2 -10 4 МПа; £ = 2 • 10 4 МПа Таким образом, при моделировании крепи вертикальных стволов замкнутой цилиндрической оболочкой расчетная средняя нагрузка в три раза меньше, чем соответствующая величина для плоской задачи.
