¿Seguridad de edificios de gran altura con fosos de cimentación basados en puntos ideales?
Debido a los diferentes tipos de edificios y diferentes mecanismos de falla, la interacción entre la estructura de soporte del pozo de cimentación, el suelo y los edificios (estructuras) circundantes conduce al estado de seguridad de los edificios adyacentes en pozos de cimentación profundos. Hay problemas complejos. como multinivel y multiíndice en el proceso de investigación de clasificación. Para resolver estos problemas se introdujo en la investigación el método del punto ideal. El método del punto ideal es un método clásico de evaluación integral de índices múltiples, que tiene las ventajas de un principio de análisis intuitivo, cálculo simple y requisitos de muestra pequeños. En la actualidad, se ha aplicado bien en ingeniería geotécnica, evaluación de la calidad ambiental y otros campos. Basado en la práctica de ingeniería en la que participé y en el método del punto ideal, el autor construyó un sistema de índice de evaluación de grado de seguridad para edificios de gran altura adyacentes a pozos de cimentación profundos y proporcionó un punto de referencia de evaluación cuantitativa más detallado con referencia al monitoreo de uso común. estándares, conformando así un modelo de Evaluación más completo. Al mismo tiempo, los pesos integrados se obtienen tanto desde aspectos subjetivos como objetivos, para lograr una distribución de pesos más razonable.
1 Principios básicos del método del punto ideal
El método del punto ideal necesita determinar el sistema de índice de evaluación, determinar el peso mediante métodos científicos, definir un modelo y encontrar un punto como lo más cerca posible del punto ideal, de modo que la distancia desde la función de evaluación del punto ideal positivo sea la más pequeña y la distancia desde la función de evaluación del punto ideal negativo sea la más grande. Finalmente, la condición del objeto se evalúa por la proximidad al. el punto ideal.
1.1 Establecer una matriz de índices de evaluación. Para un objeto de evaluación, déjelo tener indicadores de evaluación /z. Tome estos n indicadores como cada función objetivo de la toma de decisiones del objeto de evaluación, sea el peso correspondiente a la función vectorial la escala del objeto de evaluación y el valor bajo el objetivo () sea. Su matriz de indicadores sirve para determinar los puntos ideales positivos y negativos. Los indicadores de evaluación se pueden dividir en dos categorías: indicadores positivos e indicadores negativos. Si el indicador cambia monótonamente, se pueden definir el punto ideal -f( ) y el punto ideal negativo (I). Cuando el indicador es un indicador positivo, cuanto mayor sea el valor, mejor, entonces ( ) = maxl () (1) = min cuando el indicador () es un indicador inverso, cuanto menor sea el valor, mejor ( ) = min; ; () (1) = max /() donde: f( ) y f (1) son los efectos respectivamente.
1.2 Determine la solución óptima para el índice de distancia entre el objeto de evaluación y los puntos ideales positivos y negativos. Cuanto más cerca esté de los puntos ideales positivos y negativos y más lejos de los puntos ideales positivos y negativos. , mejor será la solución. El método de distancia de Minkowski es un método comúnmente utilizado. Este artículo utiliza la distancia euclidiana para definir la distancia entre el objeto de evaluación y los puntos ideales positivos y negativos. La distancia al punto ideal positivo es: d. ={∑wiEi(x)-( )]}(4) La distancia al punto ideal negativo es: D={∑[ ()-(1) ]}(5 ).
1.3 Calcular la cercanía del punto ideal. La cercanía del punto ideal es: c = d2/(d1 d2) (6) Obviamente, c pertenece al intervalo [0, 1]. Cuanto mayor es c, más cerca está del punto ideal positivo y más lejos está del punto ideal negativo.
2 Peso de fusión
2.1 El método del coeficiente de variación para obtener el peso objetivo El método del coeficiente de variación es un método de ponderación objetivo que utiliza la información contenida en los datos del indicador para obtener el peso. . Los pasos básicos de cálculo son los siguientes: 1) Utilizar el coeficiente de variación de cada indicador para medir el grado de diferencia en el valor de cada indicador. La fórmula para el coeficiente de variación de cada indicador es la siguiente: VI = 6 ~/(I = 1, 2, n) (7), donde c es el coeficiente de variación del primer indicador, también llamado coeficiente de desviación estándar ; es la desviación estándar del índice I; es el promedio del primer índice. 2) Normalizar el coeficiente de variación para determinar el peso de cada indicador: nwi1 =/(8) i = l.
2.2 El proceso de jerarquía analítica, también llamado proceso de jerarquía analítica, es una comparación y juicio subjetivo de cada elemento de evaluación, y se calcula su peso. Este artículo utiliza el método de escala proporcional para ponderar cada indicador. Los pasos básicos de cálculo son los siguientes: 1) Establecer una matriz de juicio. A través de la evaluación de los indicadores de evaluación por parte de expertos, las ponderaciones iniciales forman una matriz de juicio. Los elementos en las filas y columnas de la matriz de juicio representan los coeficientes de escala obtenidos al comparar los indicadores con xi. 2) Calcule la media geométrica de cada fila y escale los datos en la matriz de juicio, registrada como k.. 3) Realice el procesamiento de normalización. Calcule los resultados secuencialmente utilizando la fórmula n = ki/∑ k (9) i = l para determinar el peso subjetivo de cada indicador.
2.3 El peso objetivo se obtiene mediante el método del coeficiente de variación. (i=1, 2,, n) El peso subjetivo (i=1, 2,, n) se obtiene utilizando el método de escala proporcional AHP. Al fusionarlos, el peso de fusión final Wi (= 1, 2, 11, 0) puede reflejar tanto el juicio de la experiencia subjetiva como la información contenida en el peso objetivo. Debido a la gran cantidad de indicadores de evaluación, este artículo utiliza un método de ponderación de combinación multiplicativa relativamente simple para calcular el peso de fusión final, y la fórmula es: =wi. /∑ (I = 1, 2, n)I = 1(1o)ⅲVolumen de agua y drenaje de construcción.
3. Modelo de evaluación de seguridad de edificios de gran altura cerca de pozos de cimentación profundos basado en el método del punto ideal ponderado por fusión.
3.1 El establecimiento de un sistema de índice de diagnóstico de seguridad de edificios de múltiples niveles se basa en el análisis de los mecanismos de daño y las prácticas de ingeniería de edificios adyacentes en fosos de cimentación profundos, combinado con el sistema de índice de medidas de protección para edificios adyacentes. Durante la construcción de fosos de cimentación profundos, de acuerdo con los requisitos de las normas y especificaciones pertinentes, el proceso de jerarquía analítica se utiliza para clasificar los elementos de evaluación de seguridad de edificios adyacentes en fosos de cimentación profundos en tres categorías: información de estabilidad del edificio, información de alteración del suelo y capacidad antidisturbios de la base. Teniendo en cuenta la representatividad y viabilidad de los indicadores de evaluación, el método del coeficiente de correlación se utiliza para seleccionar indicadores subyacentes que sean altamente representativos y fáciles de medir en la práctica de la ingeniería. El sistema de índice de evaluación de seguridad de edificios de gran altura adyacentes a pozos de cimentación profundos se muestra en la Figura 1.
3.2 Establecer un conjunto de indicadores de evaluación de seguridad para edificios de gran altura adyacentes a fosos de cimentación profundos. Tomando como referencia las especificaciones y estándares actuales nacionales y extranjeros y los datos de ingeniería medidos, complementados con cálculos mecánicos y simulaciones numéricas, se determinaron los estándares de evaluación cuantitativa para los 14 indicadores mensurables del fondo. Para calcular y eliminar el impacto de diferentes métodos de medición, unidades y propiedades de los datos originales en la evaluación integral, los valores de membresía de cada indicador se obtienen mediante una transformación difusa y los valores estandarizados de todos los indicadores subyacentes. obtenidos, como se muestra en la Tabla 1. Desplazamiento horizontal del suelo, viento rápido en la cámara, capacidad anti-perturbaciones de los cimientos del edificio C, coeficiente de cimientos Cl, coeficiente de Platz c2, coeficiente de permeabilidad c3.
3.3 Calcule el peso de fusión del índice de evaluación De acuerdo con el método anterior, use el método del coeficiente de variación para calcular el peso objetivo, use el método de escala del producto AHP para calcular el peso subjetivo y use el método de ponderación combinado para combinar el peso objetivo y el peso subjetivo, para obtener el peso de fusión final de cada índice de evaluación.
3.4 Establecer puntos ideales positivos y puntos ideales negativos. Después de la normalización, todos los indicadores de evaluación son positivos. Tomando los límites superior e inferior de los estándares de calificación de cada índice de evaluación en la Tabla 1 como los puntos ideales positivos y los puntos ideales negativos, la matriz de puntos ideales positivos ( ) y la matriz de puntos ideales negativos (I) de la clasificación de daño I-IV se obtienen según (2).
3.5 Determine el nivel de seguridad del edificio a evaluar. Según las normas pertinentes y las opiniones integrales de expertos, el nivel de seguridad de los edificios de gran altura adyacentes a pozos de cimentación profundos se divide en cuatro niveles y 8383 cimientos. Se proporcionan estándares para cada nivel. La influencia del personal de construcción del pozo, los topógrafos y el personal de administración proporciona una referencia para contramedidas oportunas y razonables. Los resultados de clasificación específicos se muestran en la Tabla 2.
4 Ejemplos de proyectos
4.1 Descripción general del proyecto
En 2013 se construyó un edificio residencial de gran altura en una comunidad, con una altura de aproximadamente 33 m y una profundidad de unos 14,5 m. Los cimientos del edificio son pilotes de tubos de hormigón prefabricados. El pozo de cimentación se excava utilizando una rampa circular de túnel fluvial. El pozo de cimentación tiene forma de arco y está cerca del lado este del edificio objetivo. La pendiente es suave y la profundidad del entierro es de aproximadamente 16,4 m. -rico. Su nivel de agua estable es consistente con la profundidad de enterramiento del acuífero. Es básicamente consistente con la pendiente de su terreno. El plano del edificio y del pozo de cimentación se muestra en la Figura 2.
4.2 Obtención de indicadores de evaluación
Este trabajo selecciona el estado del edificio en tres intervalos de tiempo iguales después de la excavación del pozo de cimentación como objeto de evaluación para el seguimiento, y obtiene el índice de deformación del edificio y perturbación del suelo Datos de cambio detallados para el indicador. El informe del estudio geológico antes del inicio del proyecto del pozo de cimentación contiene información detallada sobre los parámetros de prueba geotécnica.
4.3 Calcular el peso del índice
Según las fórmulas (7)-(10), calcular el peso objetivo, el peso subjetivo y el peso de fusión de cada índice de evaluación.
4.4 Determinación del nivel de seguridad del edificio
El peso de fusión y la matriz de puntos ideales positivos y negativos se calculan según las fórmulas (4) y (5), los tres resultados de monitoreo y. cada juicio se puede calcular. La cercanía al punto ideal de nivel se muestra en la Tabla 6. Al comparar los resultados del juicio del modelo con los resultados del juicio real del proyecto, los resultados del juicio son básicamente consistentes, lo que indica que el modelo de evaluación tiene un buen efecto de juicio.
5 Resultados y Discusión
1) Basado en el mecanismo de pozo de cimentación que afecta a los edificios adyacentes, combinado con la práctica de la ingeniería, haciendo referencia a las especificaciones de monitoreo actuales y utilizando el método del coeficiente de correlación, 14 Se han utilizado indicadores de evaluación representativos y de fácil acceso para construir un sistema de evaluación del grado de seguridad para edificios de gran altura adyacentes a fosos de cimentación. Tomando como referencia básica las especificaciones estándar existentes y los datos medidos de ingeniería, complementados con cálculos mecánicos y métodos de simulación numérica, y mediante la estandarización de dimensiones, se desarrolló un modelo de evaluación del nivel de seguridad para edificios de gran altura adyacentes a fosos de cimentación basado en el método del punto ideal. Se obtiene, lo que proporciona una base para juzgar la seguridad de los edificios adyacentes a los pozos de cimentación. Proporciona una base teórica para identificar posibles riesgos de seguridad y tomar medidas de control oportunas.
2) Se evaluó el nivel de seguridad del pozo de cimentación profundo adyacente al edificio de gran altura en la rampa y se obtuvieron buenos resultados de juicio, lo que indica que el modelo es confiable.
3) A partir de este resultado, se puede ver que el índice de inclinación de los edificios de gran altura tiene un impacto muy destacado en los resultados de la evaluación de seguridad, por lo que el rango de valores y la ponderación científica de este índice deben ser mejorado. Se necesita más investigación para mejorar la división y el valor de los indicadores de evaluación en diversos entornos.
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