В период, когда основным назначением каркасных зданий было промышленное производство, и к оформлению полов и перегородок предъявлялись только утилитарные требования, вопрос деформирования второстепенных конструкций не был значимым. В последние десятилетия каркасная конструктивная схема стала широко применяться для объектов жилого и общественного назначения. В связи с этим актуальность работы связана с тем, что для современных каркасных зданий: торгово-коммерческих, развлекательных комплексов, бизнес-центров — важно решить вопрос обеспечения сохранности светопрозрачных и второстепенных конструкций, отделанных дорогостоящими материалами, легко деформирующихся вследствие неравномерных осадок. Рассматриваемая научно-техническая проблема состоит в том, что для структуры, не обладающей значительной собственной жесткостью, она может быть решена только путем выравнивания осадок отдельных опор. Целью исследования является разработка «инженерного» метода расчета оснований фундаментов, направленного на обеспечение механической безопасности ограждающих и второстепенных конструкций каркасных зданий в условиях неравномерных деформаций основания. Для этого в статье кратко рассмотрены вопросы влияния неравномерных деформаций на сохранность конструкций каркасных зданий. Описаны основные теоретические предпосылки «инженерного» метода детерминированной осадки. Представлены результаты сравнительного анализа расчетов с натурными архивными данными штамповых испытаний, проводившихся в северо-западной части Васильевского о-ва г. Ленинграда в 1965 г. Представленные примеры иллюстрируют практическую значимость рассматриваемого вопроса: как максимально сократить затраты на периодический ремонт второстепенных конструкций в связи с проявляющимися неравномерными деформациями основания и обеспечить их механическую безопасность.

1. Алексеев С.И., 1996. Автоматизированный метод расчета фундаментов по двум предельным состояниям. Изд-во СПбГТУ, Санкт-Петербург.
2. Алексеев С.И., 2019. К вопросу деформационной методики расчета одиночной сваи. Вестник гражданских инженеров, № 4(75), с. 52–57, https://www.doi.org/10.23968/1999-5571-2019-16-4-52-57.
3. Алексеев С.И., Кондратьев С.О., 2017. BRNL-FT — Проектирование внецентренно нагруженных фундаментов по заданной осадке. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2017613015 от 07.03.2017.
4. Алексеев С.И., Кондратьев С.О., 2018. Методика проектирования фундаментов на естественном основании по заданной осадке. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета, Том 20, № 2, с. 194–206, https://doi.org/10.31675/1607-1859-2018-20-2-194-206.
5. Байбурин Д.А., Тупицына Д.С., 2022. Частотность дефектов и повреждений промышленных зданий. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия Строительство и архитектура, Том 22, № 1, с. 23–32, https://www.doi.org/10.14529/build220103.
6. Беляева Е.А., Дьяконов И.П., 2021. Проблемы проектирования и строительства новых зданий вблизи окружающей исторической застройки.
Вестник гражданских инженеров, № 1(84), с. 76–82, https://www.doi.org/10.23968/1999-5571-2021-18-1-76-82.
7. Бурланд Дж.Б., Ямиолковский M., Виджиани К., 2003. Стабилизация Пизанской башни. Реконструкций городов и геотехническое строительство, № 7, с. 43–59.
8. Васенин В.А., Шашкин А.Г., 2022. Вековые осадки зданий Санкт-Петербурга. Изд-во института «Геореконструкция», Санкт-Петербург.
9. Евсеев Н.А., 2018. Особенности учета нелинейной работы железобетона в расчетах взаимодействия здания и основания. Геотехника, Том Х, № 4, с. 58–71.
10. Евсеев Н.А., 2019. Метод расчета зданий из монолитного железобетона во взаимодействии с основанием при учете физически нелинейной работы железобетонных конструкций. Жилищное строительство, № 11, с. 41–45, https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-11-41-45.
11. Кондратьев С.О., 2022. Разработка метода расчета оснований фундаментов каркасных зданий при детерминированной осадке. Дис. … канд. техн. наук, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург.
12. Мангушев Р.А., Пеньков Д.В., 2021. Сравнение результатов численных расчетов с использованием современных моделей грунта (Hardening Soil, Hardening Soil Small и Generalized Hardening Soil) с результатами мониторинга. Вестник гражданских инженеров, № 2(85), с. 85–93, https://doi.org/10.23968/1999-5571-2021-18-2-85-93.
13. Пеньковский Г.Ф., Сахаров И.И., 2008. О взаимодействии сооружений с основанием в задачах статики и динамики. Вестник гражданских инженеров, № 2(15), с. 48–50.
14. Шашкин А.Г. (ред.), 2021. Мониторинг зданий и сооружений при строительстве и эксплуатации. Изд-во института «Геореконструкция», Санкт-Петербург.
15 .Шашкин А.Г., Шашкин К.Г., Евсеев Н.А., Лукин В.М., 2020. Система мониторинга высотного здания при эксплуатации. Жилищное строительство, № 12, с. 3–12, https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-12-3-12.
16. Энсебеков А.Э., 2022. Влияние наружных стен на жесткость каркаса зданий. Вестник международной ассоциации экспертов по сейсмостойкому строительству, № 2(14), с. 82–86, https://doi.org/10.38054/iaeee-202225.
17.Alekseev S.I., 1998. Engineering method of foundation design by equalized settlements. Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 35, pp. 138–143, https://doi.org/10.1007/BF02465926.
18. Alekseev S.I., Kondratev S.О., 2017. Usage of the “BRNL-FT” program for foundation calculation using the method of the predefined equated soil settlements. Procedia Engineering, No. 189, pp. 126–132, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.021.
19. Carbonari S., Dezi F., Leoni G., 2011. Linear soil-structure interaction of coupled wall-frame structures on pile foundations. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 31, No. 9, pp. 1296–1309, https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2011.05.008.
20. Kudryavtsev S., Ulitskii V., Alekseev S., Kondratev S., 2019. Consideration of soil strata heterogeneity influence on differential foundation settlements of overpasses for high-speed railways. MATEC Web of Conferences, Vol. 265, ID 02003, https://doi.org/10.1051/matecconf/201926502003.
21. Shashkin A.G., Shashkin K.G., Dashko R.E., 2019. Аnalysis of causes of deformations in historic buildings on weak clay soils. Geotechnics fundamentals and applications in construction: new materials, structures, technologies and calculations, Proceedings of the International Conference on geotechnics fundamentals and applications in construction, Vol. 2, Saint Petersburg, 2019, pp. 329–334, https://doi.org/10.1201/9780429058882-64.
22. Ulitskiy V., Alekseev S., Kondratev S., 2020. Experimental evaluation of the deformational calculation method of foundations for overpasses of highspeed railways. Transportation Soil Engineering in Cold Regions, Vol. 2, pp. 83–91, https://doi.org/10.1007/978-981-15-0454-9_10.
23. Ulitsky V., Shashkin A., Shashkin K., Lisyuk M., Awwad T., 2017. Numerical simulation of new construction projects and existing buildings and structures considering their deformation scheme. Proceedings of the 19th International Conference on soil mechanics and geotechnical engineering, Seoul, Korea, 2017, pp. 2061–2064.
24. Vasenin V.A., Evseev N.A., 2019. Effective stiffness for modeling reinforced concrete structures in soil-structure interaction calculation. Geotechnics fundamentals and applications in construction: new materials, structures, technologies and calculations, Proceedings of the International Conference on geotechnics fundamentals and applications in construction, Vol. 2, Saint Petersburg, 2019, pp. 396–401, https://doi.org/10.1201/9780429058882-76.

КОНДРАТЬЕВ С.О.
ООО «ИСП “Геореконструкция”», г. Санкт-Петербург, Россия, kondratev.s@yandex.ru
Адрес: Измайловский пр-кт, д. 4, литера А, г. Санкт-Петербург, 190005, Россия

During the period when the frame buildings were concerned only with industrial production purposes and only utilitarian requirements were imposed on the design of floors and partitions, the issue of deformation of secondary structures was not significant. But in recent decades the frame structural scheme has been widely used in residential and public facilities. In this regard the relevance of the work is to address the important issue of securing translucent and secondary structures, finished with expensive materials, easily deformed by uneven settlements (for modern frame buildings: shopping malls, entertainment complexes, business centers, etc.). The scientific and technical problem is in the fact that for a structure with no significant internal stiffness, this issue can only be solved by equalizing the settlement of individual footings. The purpose of the research is to develop the “engineering” calculation method aimed at mechanical safety ensuring of enclosing and secondary structures in conditions of different soil settlements. For this aim the article provides brief review of uneven soil settlement influence on mechanical safety of frame buildings. It is described the main theoretical basic of the “engineering” calculation method, based on predefined equated soil settlements. The results of a comparative analysis are presented for calculated and archive soil settlements by PLT, which were obtained in 1965 at north-west of Vasilyevsky Island (Leningrad). The presented examples illustrate the practical significance of the issue under consideration: how to minimize the costs of periodic repairs of enclosing structures due to appearing uneven soil settlements and to provide the mechanical safety of objects.

1. Alekseev S.I., 1996. The automated method of foundation calculating for the two limit conditions. Publishing house of the Saint Petersburg State University of Architectural and Civil Engineering, Saint Petersburg. (in Russian)
2. Alekseev S.I., 2019. About the method of calculating the single pile deformation. Bulletin of Civil Engineers, No. 4(75), pp. 52–57, https://www.doi.org/10.23968/1999-5571-2019-16-4-52-57. (in Russian)
3. Alekseev S.I., Kondratev S.O., 2017. BRNL-FT - design of eccentrically loaded foundations for a given settlement. Certificate of official registration of the computer program No. 2017613015 dated 07 March 2017. (in Russian)
4. Alekseev S.I., Kondratev S.O., 2018. Spread foundation calculation according to predetermined settlement. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitelnogo Universiteta. Journal of Construction and Architecture, Vol. 20, No. 2, pp. 194–206, https://doi.org/10.31675/1607-1859-2018-20-2-194-206. (in Russian)
5. Baiburin D.A., Tupitsyna D.S., 2022. Frequency of defects and damage of industrial buildings. Bulletin of the South Ural State University. Serya Construction Engineering and Architecture, Vol. 22, No. 1, pp. 23–32, https://www.doi.org/10.14529/build220103. (in Russian)
6. Belyaeva E.A., Diakonov I.P., 2021. Problems of design and construction of new buildings near an adjacent historical development area. Bulletin of Civil Engineers, No. 1(84), pp. 76–82, https://www.doi.org/10.23968/1999-5571-2021-18-1-76-82. (in Russian)
7. Burland J.B., Jamiolkowski M., Viggiani C., 2003. The stabilization of the Pisa Tower. Rekonstrukciya Gorodov i Geotekhnicheskoe Stroitelstvo, No. 7, pp. 43–59. (in Russian)
8. Vasenin V.A., Shashkin A.G., 2022. Century-old soil settlements of buildings in Saint Petersburg. Publishing house of the Institute “Georekonstrukciya”, Saint Petersburg. (in Russian)
9. Evseev N.A., 2018. The features of reinforced concrete non-linear behavior account in soil-structure interaction calculations. Geotechnics, Vol. X, No. 4, pp. 58–69.
10. Evseev N.A., 2019. Method of calculation of monolithic reinforced concrete buildings in interaction with the base with due regard for physically nonlinear work of reinforced concrete structures. Zhilishchnoe Stroitelstvo, No. 11, pp. 41–45, https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-11-41-45. (in Russian)
11.Kondratev S.O., 2022. The development of foundation base calculation method using deterministic soil settlement for frame structures. PhD Thesis, Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint Petersburg. (in Russian)
12.Mangushev R.A., Penkov D.V., 2021. Comparison of the results of numerical calculations using modern soil models (Hardening Soil, Hardening Soil Small and Generalized Hardening Soil) with the geotechnical monitoring results. Bulletin of Civil Engineers, No. 2(85), pp. 85–93, https://doi.org/10.23968/1999-5571-2021-18-2-85-93. (in Russian)
13. Penkovsky G.F., Sakharov I.I., 2008. On interaction of structures with foundations in the problems of statics and dynamics. Bulletin of Civil Engineers, No. 2(15), pp. 48–50. (in Russian)
14. Shashkin A.G. (ed.), 2021. Monitoring of buildings and structures during the construction and exploitation. Publishing house of the Institute “Georekonstrukciya”, Saint Petersburg. (in Russian)
15. Shashkin A.G., Shashkin K.G., Evseev N.A., Lukin V.M., 2020. Monitoring system of a high-rise building during operation. Zhilishchnoe Stroitelstvo, No. 12, pp. 3–12, https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-12-3-12. (in Russian)
16. Ensebekov A.E., 2022. Influence of exterior walls on the stiffness of the building frame. Newsletter of the International Association of Experts on Earthicking Construction, No. 2(14), pp. 82–86, https://doi.org/10.38054/iaeee-202225. (in Russian)
17. Alekseev S.I., 1998. Engineering method of foundation design by equalized settlements. Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 35, pp. 138–143, https://doi.org/10.1007/BF02465926.
18. Alekseev S.I., Kondratev S.О., 2017. Usage of the “BRNL-FT” program for foundation calculation using the method of the predefined equated soil settlements. Procedia Engineering, No. 189, pp. 126–132, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.021.
19. Carbonari S., Dezi F., Leoni G., 2011. Linear soil-structure interaction of coupled wall-frame structures on pile foundations. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 31, No. 9, pp. 1296–1309, https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2011.05.008.
20. Kudryavtsev S., Ulitskii V., Alekseev S., Kondratev S., 2019. Consideration of soil strata heterogeneity influence on differential foundation settlements of overpasses for high-speed railways. MATEC Web of Conferences, Vol. 265, ID 02003, https://doi.org/10.1051/matecconf/201926502003.
21. Shashkin A.G., Shashkin K.G., Dashko R.E., 2019. Аnalysis of causes of deformations in historic buildings on weak clay soils. Geotechnics fundamentals and applications in construction: new materials, structures, technologies and calculations, Proceedings of the International Conference on geotechnics fundamentals and applications in construction, Vol. 2, Saint Petersburg, 2019, pp. 329–334, https://doi.org/10.1201/9780429058882-64.
22. Ulitskiy V., Alekseev S., Kondratev S., 2020. Experimental evaluation of the deformational calculation method of foundations for overpasses of highspeed railways. Transportation Soil Engineering in Cold Regions, Vol. 2, pp. 83–91, https://doi.org/10.1007/978-981-15-0454-9_10.
23. Ulitsky V., Shashkin A., Shashkin K., Lisyuk M., Awwad T., 2017. Numerical simulation of new construction projects and existing buildings and structures considering their deformation scheme. Proceedings of the 19th International Conference on soil mechanics and geotechnical engineering, Seoul, Korea, 2017, pp. 2061–2064.
24. Vasenin V.A., Evseev N.A., 2019. Effective stiffness for modeling reinforced concrete structures in soil-structure interaction calculation. Geotechnics fundamentals and applications in construction: new materials, structures, technologies and calculations, Proceedings of the International Conference on geotechnics fundamentals and applications in construction, Vol. 2, Saint Petersburg, 2019, pp. 396–401, https://doi.org/10.1201/9780429058882-76.

STANISLAV O. KONDRATEV
Construction Design Institute Georekonstrukciya LLC; Saint Petersburg, Russia; kondratev.s@yandex.ru
Address: Bld. 4, Litera A, Izmailovsky Ave, 190005, Saint Petersburg, Russia