Определение крена высотного сооружения

Прежде всего, следует различать понятия «крен» и «изгиб». Крен возникает от наклона основания из-за появления неравномерных осадок основания сооружения и не изменяет взаимного положения частей сооружения. Он характеризуется отклонением вертикальной оси сооружения от отвесной линии. Крен может быть выражен в линейной, угловой или относительной мерах. Изгиб может возникнуть в результате погрешностей ведения строительных работ или от воздействия внешних условий и характеризуется искривлением вертикальной оси сооружения. Изгиб сооружения и его величину невозможно выявить без точного знания величины крена.

Крены или наклоны сооружений определяют различными методами в зависимости от технических требований и условий наблюдений. Самый простой способ определения крена (способ вертикального проектирования) основан на использовании нитяного отвеса, который закрепляют в верхней части конструкции на расстоянии 5−10 см от боковой поверхности и для гашения колебаний опускают в ведро с жидкостью. По разности расстояний отвеса от боковой поверхности определяют составляющие крена, а по ним и абсолютную величину крена, как это показано на рис. 49. Полная угловая величина крена определяется выражением

γ = arctg(в/а)=arcsin(в/а)= .

Однако в строительной практике крен более удобно определять при помощи теодолита, используя вместо отвеса его коллимационную плоскость. При этом теодолит устанавливают в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстоянии не менее 1,5 высоты сооружения. Выбрав в верхней части сооружения хорошо различимую точку, наводят на нее центр сетки нитей и фиксируют инструмент, закрепляя алидаду горизонтального круга. Затем опускают трубу прибора и наводят сетку нитей на рейку, приложенную к краю сооружения на уровне пола, и снимают отсчет, который и дает соответствующую составляющую крена. Измерения повторяют при другом положении вертикального круга и берут средний отсчет. Величину крена определяют графически, как показано на рис. 51 а, или аналитически по правилу параллелограмма

; ;

где ρ”= 206265”− число секунд в одном радиане.

Крен высоких сооружений (башен, дымовых труб и т. п.) определяют способом малых углов (способ отдельных направлений). Для этого на местности под углом примерно 120º или 60º закрепляют три станции теодолита, образующих треугольник, внутри которого находится сооружение.

a б

Рис.49. Определение крена сооружения

а − с помощью отвеса; б − с помощью теодолита

.

Рулеткой измеряют расстояния между станциями и сооружением (иногда между станциями прокладывают теодолитный ход), а теодолитом измеряют горизонтальные углы β_i между направлениями на станции, а также верхнюю и нижнюю точки сооружения. Углы измеряют комбинацией из трех повторений при двух приемах с перестановкой лимба. Составляющие крена Р ₁, Р ₂ и Р ₃, показанные на рис.50, вычисляют по формуле

Рис.50. Схема определения крена способом малых углов

P _i = d _i β _i / ρ ”

Линейную величину и направление крена находят графически. Для этого на лист миллиметровой бумаги наносят три станции и перпендикулярно им, как показано на рис. 51, откладывают соответствующие значения составляющих крена. Через концы полученных отрезков проводят линии, параллельные направлениям на станции. На пересечении линий получают точку, или в общем случае треугольник погрешностей, центр тяжести которого даст положение вершины сооружения В ₀ относительно его основания О, а расстояние ОВ ₀ − линейную величину крена. Точность определения составляющих крена способом малых углов зависит в основном от точности измерения наблюдаемых углов.

Рис. 51. Определение линейной величины и направления крена

,

где m _β” – средняя квадратическая ошибка измерения угла.