Расчет фундамента на винтовых сваях scad. Фундаменты на свайном основании. Проектирование и расчет. Расчёт одиночной сваи

Геометрические характеристики здания

Здание в плане имеет прямоугольную форму, размеры 75,0 х 24,0 м, высота 15,9 м в верхней точке. Здание включает 3 этажа. Первый этаж высотой 4,2 м; второй этаж – 3,6 м; третий этаж – 3,5 м.

Несущая система здания

За относительную отметку 0,000 принят уровень чистого пола первого этажа, что соответствует абсолютной отметке +12.250м. Отметка подошвы ростверка +10.700. Здание имеет прямоугольную форму в плане размерами: 75,0х24,0 м. Поперечные рамы здания установлены с шагом 6 м и 3 м. Пролет здания составляет 24,0 м. Здание имеет 2 внутренних уровня перекрытий, отметка чистого пола первого этажа 0,000, второго этажа +4,200 и третьего этажа +7,800. Отметка низа несущей конструкции покрытия (фермы) составляет +12,000.

Конструктивная схема здания – рамно-связевой каркас.

Каркас здания запроектирован металлическим с покрытием из стропильных ферм, выполненных из гнуто-сварных стальных труб квадратного сечения.Стропильные фермы пролетом 24м с уклоном верхних поясов 3% от конька в обе стороны. Нижние пояса - горизонтальные. Основными несущими конструкциями каркаса являются стальные колонны, объединенные системой вертикальных и горизонтальных связей.

Прочность и пространственная неизменяемость обеспечиваются жесткой заделкой колонн в фундаментах в плоскости рам и вертикальными связями по колоннам из плоскости рам. Фермы крепятся к колоннам шарнирно.

Устойчивость покрытия создает жесткий диск покрытия – система горизонтальных стержневых связей и профилированный лист по верхним поясам стропильных ферм. Горизонтальные связи покрытия расположены по верхним поясам ферм. Для обеспечения устойчивости ферм при монтаже используются съемные инвентарные распорки, разработанные в проекте производства работ.

Каркас здания

Согласно схемам загружения покрытия принято две марки стропильных ферм:

1.Ф1, в осях 2-4;

2.Ф2 в осях 1, 5-13.

Стропильные фермы выполнены из двух монтажных марок. Верхние пояса соединяются на фланцах, нижние - с помощью накладок на высокопрочных болтах (фрикционные соединения). В качестве сечений приняты стальные гнутые замкнутые сварные квадратные профили по ГОСТ 30245-2003.

Стропильная ферма марки Ф1:

1.Верхний пояс – гнутый квадратный профиль 180х10;

2.Нижний пояс - гнутый квадратный профиль 140х8;

3.Опорные раскосы - гнутый квадратный профиль 120х8;

4.Растянутые/сжатые раскосы - гнутый квадратный профиль 120х6;

Стропильная ферма марки Ф2:

1.Верхний пояс – гнутый прямоугольный профиль 180х140х8;

2.Нижний пояс - гнутый квадратный профиль 140х7;

3.Опорные раскосы - гнутый квадратный профиль 120х5;

4.Растянутые/сжатые раскосы - гнутый квадратный профиль 100х4;

5.Стойки - гнутый квадратный профиль 80х3.

Колонны каркаса имеют постоянное по высоте здания сечение и запроектированы из прокатного профиля двутаврового сечения типа «К», 35К2 (СТО АСЧМ 20-93);

Балки межэтажных перекрытий запроектированы из прокатного профиля двутаврового сечения типа «Б» (СТО АСЧМ 20-93):

Главные балки - двутаврового сечения 70Б1;

Второстепенные балки - двутаврового сечения 40Б2;

Балки покрытия в осях 14/А-Д запроектированы из прокатного профиля двутаврового сечения типа «Б» (СТО АСЧМ 20-93), 60Б2.

Монорельс для тали – 45М (СТО АСЧМ 20-93);

Связи (горизонтальные и вертикальные) запроектированы из гнуто-сварных стальных труб квадратного сечения. В качестве сечений приняты стальные гнутые замкнутые сварные квадратные профили по ГОСТ 30245-2003:

1.Вертикальные связи - гнутый квадратный профиль 180х5;

2.Горизонтальные связи - гнутый квадратный профиль 150х4.

Перекрытия выполнены из монолитных железобетонных плит, выполненных по стальному профилированному листу СКН50-600-0,7, используемому в качестве несъемной опалубки. Толщина перекрытия 110 мм. Принят бетон класса В25, W4, F100. Перекрытия выполнены по верхним поясам металлических балок.

Распорки запроектированы из стального гнутого замкнутого сварного квадратного профиля по ГОСТ 30245-2003.

1.Распорки по верхним поясам ферм (Р1) - гнутый квадратный профиль 120х5;

2.Распорки по нижним поясам ферм (Р2) - гнутый квадратный профиль 120х5;

3.Распорка в осях 1-2/В (Р3) - гнутый квадратный профиль 120х5;

4.Распорки в плоскости второго этажа (Р4) - гнутый квадратный профиль 120х5.

Основание и фундамент

Фундаменты здания цеха - свайные, приняты на основании данных инженерно-геологических изысканий. Ростверки под колонны несущего каркаса данных корпусов – столбчатые монолитные железобетонные из бетона В20, W6. Высота ростверков 1,6 м. Фундаментные балки – монолитные железобетонные из бетона В20, W6. Сваи приняты сборные железобетонные длиной 6,0 м, сечением 30 х 30 см из бетона класса В20, W6, F150. Заделка свай в ростверки принята жесткая, на глубину 350 мм.

Сваи – забивные висячие, сечением 30х30 см, длинной 18,0 м с опиранием в грунты ИГЭ 9, ИГЭ 10 и ИГЭ 11 в зависимости от расположения на площадке.

Площадка свайных фундаментов под здание цеха разбита на следующие участки в зависимости от количества свай в кусте:

1.Ростверки Р1 под колонны в осях 2-5/Б-Г – по 6 свай в кусте;

2.Ростверки Р2 под колонны в осях 2-5/А, Д – по 5 свай в кусте;

3.Ростверки Р3 под колонны в осях 1/А-Д, 6-12/А-Д – по 4 сваи в кусте;

4.Ростверки Р4 под колонны в осях 13-14/А-Д – по 4 сваи в кусте.

Несущая способность свай определена расчетом и на основании данных статического зондирования. До начала массовой забивки свай следует выполнить статические испытания свай отмеченных в проекте в соответствии с требованиями ГОСТ5686-94 “Грунты. Методы полевых испытаний сваями”. Если результаты испытаний покажут другую несущую способность свай, фундаменты должны быть откорректированы.

Расчет осадки фундаментов здания выполнен в программе Foundation 12.4 и методом послойного суммирования. Расчетные величины осадок свайных ростверков не превышают 6 мм.

Наружные стены, перегородки, покрытие

Покрытие - сборное по профилированному листу Н114-750-1. с эффективным утеплителем из базальтового волокна и финишным покрытием Техноэласт, профилированный лист покрытия крепится к верхним поясам ферм, он крепится по двухпролетной неразрезной схеме, при этом длина листа 12 метров.

Лестничные марши лестниц запроектированы сборными. Основой служат косоуры с опиранием на стальные балки каркаса двутаврового профиля. Межэтажные площадки лестниц выполнены в виде монолитных железобетонных плит по несъёмной опалубке из профилированного листа.

Наружные ограждающие стены запроектированы из трехслойных навесных термопанелей. Стены крепятся к несущим конструкциям стального каркаса здания.

Общие требования к железобетонным конструкциям

Арматурная сталь принята проектом согласно главе 5.2 СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры" для классов А400 (А-III) (сталь марки 25Г2С, ГОСТ 5781-82* "Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия"), А240 (A-I) (сталь марки Ст3сп3; Ст3пс3).

Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры не менее 25 мм. Для обеспечения толщины защитного слоя необходима установка соответствующих фиксаторов, обеспечивающих проектное положение арматуры.

Инженерно-геологические условия площадки строительства

В геологическом строении территории в пределах глубины бурения 25,0 м принимают участие:

1.Современные - техногенные (t IV ), биогенные (b IV ), морские и озерные (m , l IV ) отложения;

2.Верхнечетвертичные осташковского горизонта – озерно-ледниковые Балтийского ледникового озера (lg III b ), озерно-ледниковые (lg III lz ) и ледниковые отложения Лужского стадиала (g III lz ).

Расчёт моделей в ПК SCAD

В расчётах используется версия SCAD 11.5.

Расчет был выполнен для двух типов решения задачи:

1. Линейная постановка.

Тип схемы

Расчетная схема определена как система с признаком 5. Это означает, что рассматривается система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей.

Количественные характеристики расчетной схемы

Расчетная схема характеризуется следующими параметрами:

Количество узлов - 831

Количество конечных элементов - 1596

Общее количество неизвестных перемещений и поворотов - 4636

Количество загружений - 15

Количество комбинаций загружений - 5

Выбранный режим статического расчета

Статический расчет системы выполнен в линейной постановке.

Общий вид расчётных моделей см. рис. 1

Рис.1 Общий вид расчётной модели

Граничные условия

Граничные условия заданы следующим образом. Колонны в плоскости рам закреплены жестко по всем степеням свободы, из плоскости – шарнирно.

Нагрузки и воздействия

Нагрузки и воздействия на здание определены согласно СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07 - 85 «Нагрузки и воздействия. Общие положения». В расчётном комплексе SCAD прикладываются полные расчётные нагрузки. С помощью комбинации загружений и модуля РСУ учитывается система коэффициентов для расчета по I и II группам ПС. Наименование принятых нагрузок представлены в табл. 1

Табл. 1 . Нагрузки и воздействия

Тип нагрузки

γ f

К длит

К 1

Постоянные:

· с.в. несущих конструкции

SCAD *

1,05

SCAD *

· с.в. ограждающих конструкций:

192 кгс/пм

231 кгс/пм

· с.в. монолитной ж.б. плиты по профнастилу

с грузовой пл., 1,5 м

с грузовой пл., 0,75 м

527 кгс/пм

263 кгс/пм

579 кгс/пм

290 кгс/пм

· с.в. сборных лестничных маршей

1150 кгс

1265 кгс

· с.в. кровли:

с грузовой пл., 6,0 м

с грузовой пл., 4,5 м

с грузовой пл., 3,0 м

с грузовой пл., 1,5 м

282 кгс/пм

212 кгс/пм

141 кгс/пм

71 кгс/пм

338,4 кгс/пм 254 кгс/пм

169 кгс/пм

85 кгс/пм

· с.в. полов

с грузовой пл., 1,5 м

с грузовой пл., 0,75 м

375 кгс/пм

188 кгс/пм

413 кгс/пм

206 кгс/пм

Временные:

- длительного действия:

· с.в. временных перегородок

с грузовой пл., 1,5 м

с грузовой пл., 0,75 м

81 кгс/пм

40 кгс/пм

105 кгс/пм

53 кгс/пм

0,95

· с.в. стационарного оборудования:

· на отм. 0,000

· на отм. +4,200:

с грузовой пл., 1,5 м

· с грузовой пл., 0,75 м на отм. +7,800:

с грузовой пл., 1,5 м

с грузовой пл., 0,75 м

1000

1500 кгс/пм

750 кгс/пм

4500 кгс/пм

2250 кгс/пм

1,05

1050

1575 кгс/пм

788 кгс/пм

5400 кгс/пм

2700 кгс/пм

0,95

Временные:

- кратковременные:

· крановая

вертикальная

горизонтальная

7500 кгс

750 кгс

9000

0,95

· полезная (1-3-ий этажи)

· первый этаж

· со 2 по 3-ий этаж:

с грузовой пл., 1,5 м

· с грузовой пл., 0,75 м на покрытие:

с грузовой пл., 6,0 м

с грузовой пл., 4,5 м

с грузовой пл., 3,0 м

с грузовой пл., 1,5 м

600 кгс/пм

300 кгс/пм

323 кгс/пм

242 кгс/пм

162 кгс/пм

81 кгс/пм

720 кгс/пм

360 кгс/пм

420 кгс/пм

315 кгс/пм

210 кгс/пм

105 кгс/пм

0,35

· снеговая

в р/о 4-13/ширина 18 м

с грузовой пл., 6,0 м

с грузовой пл., 4,5 м

756 кгс/пм

687 кгс/пм

1,429

1080

· снеговой мешок

вдоль парапета, 2,8 м

с грузовой пл., 6,0 м

с грузовой пл., 4,5 м

с грузовой пл., 1,5 м

· в р/о 1-4/А-Д

с грузовой пл., 6,0 м

с грузовой пл., 3,0 м

205,5

1236 кгс/пм

927 кгс/пм

309 кгс/пм

252 кгс/пм

1512 кгс/пм

756 кгс/пм

1,429

1766 кгс/пм

1325 кгс/пм

442 кгс/пм

360 кгс/пм

2161 кгс/пм

1080 кгс/пм

· ветровая

рис.2-3

табл. 2

±0,9

примечание: SCAD* - нагрузка определяется программным комплексом автоматически;

где: P n – нормативное значение нагрузки, кгс/м 2 (кроме оговоренных);

γ f – коэффициент надежности по нагрузке;

P – расчетное значение нагрузки, кгс/м 2 (кроме оговоренных);

К длит – коэффициент перехода от полных значений кратковременной нагрузки к пониженным значениям временной нагрузки длительного действия (доля длительности);

К 1 – коэффициенты для комбинации #1, определяющие расчетные значения нагрузок с учетом понижающих коэффициентов сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок (для расчётов по

Нагрузки от ветра определялись с помощью программы Вест. Ветровой район – II . Тип местности - B (городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м). Значения представлены в виде графиков (рис. 2 и рис. 3). Значения представлены в виде графиков (рис. 4.4 и рис 4.5). Усилия прикладываются к колоннам по высоте. Значения прикладываемых усилий представлены в табл. 2.

Таблица 2. Нагрузки от ветра

Высота, м	*Наветренная поверхность, кгс/пм**	*Подветренная поверхность, кгс/пм**
С 0,0 до 5,0 м
С 5,0 до 14,0 м
14,0 м

примечание: * - значения ветрового давления – расчетные, прикладываются к колоннам с учетом ширины грузовой площади b =6,0; 1,4 м (парапет).

Комбинации нагрузок и расчетные сочетания

Расчет конструкций и оснований по предельным состояниям первой и второй групп выполнен с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

Эти сочетания установлены из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или основания.

В зависимости от учитываемого состава нагрузок согласно СП 20.13330.2011, пункт 6 назначены (табл.4.8):

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных;

Наименование нагрузок, комбинации нагрузок, сводную ведомость нагрузок смотреть таблицу 3-4. При задании расчетных сочетаний были учтены взаимоисключение нагрузок (ветровых), знакопеременность (ветровых).

Табл. 3. Имена загружений

Имена загружений

Наименование

Собственный вес

С.в. ограждающих конструкций

С.в. монолитной плиты по профнастилу

С.в. полов

С.в. кровли

Вес стационарного оборудования

С.в. лестниц

Вес временных перегородок

Полезная на перекрытия

Полезная на покрытие

Табл.4. Комбинации загружений

Комбинации загружений

(L1)*1+(L2)*1+(L3)*1+(L4)*1+(L5)*1+(L7)*1

(L6)*1+(L8)*0.95+(L9)*1+(L10)*0.7+(L11)*0.7+(L12)*0.9+(L14)*0.7+(C1)*1

(L6)*1+(L8)*0.95+(L9)*0.7+(L10)*0.9+(L11)*0.7+(L12)*1+(L14)*0.7+(C1)*1

(L6)*1+(L8)*0.95+(L9)*0.7+(L10)*0.7+(L11)*1+(L13)*0.9+(L14)*0.7+(C1)*1

(L6)*1+(L8)*0.95+(L9)*0.7+(L10)*0.7+(L12)*0.9+(L14)*0.7+(L15)*1+(C1)*1

Выводы. Основные результаты расчёта

Расчетом по I

Все конструкции здания для предотвращения разрушения при действии силовых воздействий в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.

Расчетом по II группе предельных состояний проверены:

Пригодность всех конструкций здания к нормальной эксплуатации в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.

Перемещения

Максимальный прогиб по центру фермы:

1.Для комбинации №2 составляет 57,36 мм;

2.Для комбинации №3 составляет 63,45 мм;

3.Для комбинации №4 составляет 38,1 мм;

4.Для комбинации №5 составляет 57,19 мм.

Допустимое значение прогиба согласно СП 20.13330.2011 составляет 24000/250=96 мм.

Максимальный прогиб здания составляет 63,45 мм при комбинации нагрузок № 3, что не превышает допустимого значения.

Перемещение верха здания по оси Y при совместном воздействии вертикальных и горизонтальных нагрузок не превышают f = 52,0 мм (f < l /200 = 14670/200= 73,35 мм).

Перемещение верха здания по оси X при совместном воздействии вертикальных и горизонтальных нагрузок не превышают f = 4,6 мм (f < l /200 = 14670/200= 73,35 мм).

Прогиб главной балки:

Допустимое значение прогиба согласно СП 20.13330.2011 составляет 6000/200=30 мм.

Максимальный прогиб главной балки составляет 10,94 мм при комбинации нагрузок № 2, что не превышает допустимого значения.

Прогиб балки под монорельс тали:

Допустимое значение прогиба согласно СП 20.13330.2011 составляет 6000/500=12 мм.

Максимальный прогиб главной балки составляет 4,7 мм при комбинации нагрузок № 3, что не превышает допустимого значения.

Усилия

Максимальное значение продольного усилия N в базе:

1.Колонн в осях 2-4/Б-Г составляет 152,35 тс;

2.Колонн в осях 5/Б-Г составляет 110,92 тс;

3.Колонн в осях 6-12/А-Д составляет 77,97 тс;

4.Колонн в осях 1/А-Д составляет 78,45 тс;

5.Колонн в осях 2-5/А,Д составляет 114,37 тс;

6.Колонн в осях 13-14/А-Д составляет 77,97 тс.

Коэффициенты запаса устойчивости системы

Коэффициенты запаса устойчивости для комбинаций загружений представлены в ниже приведенных таблицах 5.

Табл.5 Коэффициенты запаса устойчивости

Коэффициенты запаса устойчивости для комбинаций загружений

Номер

Наименование загружения/комбинации

Значение

Коэффициент запаса > 3.0000

Выводы: Минимальный коэффициент запаса устойчивости конструкции здания по комбинациям загружений №1-5 не ниже минимального значения равного 1,5.

Расчет и проверка элементов стальных конструкций выполнен в программном вычислительном комплексе SCAD Office 11.5 согласно требованиям СНиП II-23-81*. Результаты по проверке элементов стальных конструкций представлены в файле расчета.

Программный комплекс SCAD помимо расчетного модуля конечно-элементного моделирования имеет в своем составе набор программ, способных выполнять решение более частных задач. Ввиду своей автономности набор программ сателлитов можно использовать отдельно от основного расчетного модуля SCAD, причем не запрещается выполнять совместные расчеты с альтернативными программными комплексами ( , Robot Structural Analysis , STARK ES). В данной статье мы рассмотрим несколько примеров расчета в SCAD Office.

Пример подбора арматуры в ребре плиты заводской готовности в программе SCAD

Плита будет монтироваться на стройплощадке, например, на кирпичные стены шарнирно. Моделировать для такой задачи всю плиту, часть здания или целиком все здание считаю нецелесообразным, поскольку трудовые затраты крайне несоизмеримы. На помощь может прийти программа АРБАТ. Ребро рекомендуется нормами рассчитывать, как тавровое железобетонное сечение. Меню программного комплекса SCAD интуитивно-понятное: по заданному сечению, армированию и усилию инженер получает результат о несущей способности элемента со ссылкой на пункты нормативных документов. Результат расчета может быть автоматически сформирован в текстовом редакторе. На ввод данных уходит примерно 5-10 мин, что значительно меньше формирования конечно элементной модели ребристого перекрытия (не будем забывать, что в определенных ситуациях расчет методом конечных элементов дает больше расчетных возможностей).

Пример расчета закладных изделий в SCAD

Теперь вспомним расчет закладных изделий для крепления конструкций к железобетонным сечениям.

Нередко встречаю конструкторов, закладывающих параметры из конструктивных соображений, хотя проверить несущую способность закладных довольно просто. Для начала необходимо вычислить срезающее усилие в точке крепления закладной детали. Сделать это можно вручную, собрав нагрузки по грузовой площади, или по эпюре Q конечно-элементной модели. Затем воспользоваться специальным расчетным боком программы АРБАТ, занести данные по конструкции закладной детали и усилиям, и в итоге получить процент использования несущей способности.

Еще с одним интересным примером расчета в SCAD может столкнуться инженер: определение несущей способности деревянного каркаса. Как мы знаем, ввиду ряда причин расчетные программы МКЭ (метод конечных элементов) не имеют в своем арсенале модули расчета деревянных конструкций по российским нормативным документам. в связи с этим расчет может производится вручную или в другой программе. Программный комплекс SCAD предлагает инженеру программу ДЕКОР.

Помимо данных по сечению, программа ДЕКОР потребует от инженера ввода расчетных усилий, получить которые поможет ПК ЛИРА 10. Собрав расчетную модель, можно присвоить стержням параметрическое сечение дерева, задать модуль упругости дерева и получить усилия по деформационной схеме:

В данном примере расчета в SCAD, критическим значением оказалась гибкость элемента, запас по предельному моменту сечений «солидный». Вспомнить предельное значение гибкости деревянных элементов поможет информационный блок программы ДЕКОР:

Пример расчета несущей способности фундамента в SCAD

Неотъемлемой частью моделирования свайно-плитного фундамента является расчет несущей способности и осадки сваи . Справится с задачей подобного рода, инженеру поможет программа ЗАПРОС. В ней разработчики реализовали расчет фундаментов согласно нормам «оснований и фундаментов» и «свайного фундамента» (в расчетных программах МКЭ таких возможностей не встретишь). Итак, чтобы смоделировать сваю, необходимо вычислить жесткость одноузлового конечного элемента. Жесткость измеряется в тс/м и равна отношению несущей способности сваи к ее осадке. Моделирование рекомендуется выполнять итерационно: в начале задавать приближенную жесткость, затем уточнять значение жесткости по вычисленным параметрам сваи. Построенная модель расчета методом конечных элементов позволит нам не только точно найти нагрузку на сваю, но и рассчитать армирование ростверка:

После расчета конструкции пользователь ПК ЛИРА 10 сможет вычислить требуемую нагрузку на сваю по выводу мозаики усилий в одноузловом конечном элементе. Полученное максимальное усилие будет являться требуемой расчетной нагрузкой на сваю, несущая способность выбранной сваи должна превышать требуемое значение.

В качестве исходных данных в программу ЗАПРОС вводиться тип сваи (буровая, забивная), параметры сечения сваи и грунтовые условия согласно данным геологических изысканий.

Пример расчета узловых соединений в SCAD

Расчет узловых соединений – важная часть анализа несущей способности зданий. Однако, зачастую, конструктора пренебрегают данным расчетом, результаты могут оказать крайне катастрофическим.

На рисунке приведен пример отсутствие обеспечения несущей способности стенки верхнего пояса подстропильной фермы в точке крепления стропильной фермы. Согласно СП «Стальные конструкции» подобные расчеты производятся в обязательно порядке. В программа расчета методом конечных элементов и такого расчета тоже не встретишь. Выходом из ситуации может стать программа КОМЕТА-2. Здесь пользователь найдет расчет узловых соединений согласно действующих нормативных документов.

Наш узел – ферменный и для его расчета необходимо выбрать советующий пункт в программе. Далее пользователь выбривает очертание пояса (наш случай V-образный), геометрические параметры панели, усилия каждого стержня. Усилия, как правило, вычисляются в расчетных программах МКЭ. По введенным данным программа формирует чертеж для наглядного представления конструкции узла и вычисляет несущую способность по всем типам проверки согласно нормативным документам.

Пример построения расчета МКИ в SCAD

Построение моделей расчета методом конечных элементов не обходится без приложения нагрузок , вычисленные вручную значения присваиваются в расчетных программах МКЭ на элемент. Помощь в сборе ветровых и снеговых нагрузках инженеру окажет программа ВЕСТ. Программа включает в себя несколько расчетных модулей, позволяющих по введенном району строительства и очертанием контура здания вычисляет ветровую и снеговую нагрузку (самые распространенные расчетные модули программы ВЕСТ). Так, при расчете навеса, конструктор должен указать высоту конька, угол наклона и ширину ската. По полученным эпюрам нагрузка вводится в расчетную программу, например, ПК ЛИРА 10.4.

В качестве вывода, могу сказать, что программный комплекс SCAD и его сателлиты позволяют пользователю существенно снизить трудозатраты при вычислении локальных задач, а также формировать точные расчетные модели, а также содержат справочные данные, необходимые в работе инженеров - строителей. Автономность программ позволяет конструкторам использовать их в сочетании с любыми расчетными комплексами, основанных на расчете методом конечных элементов.

В качестве основы для расчета осадок свайных фундаментов была принята технология, предложенная SergeyKonstr в этой теме: "ОФЗ по СП 24.13330.2011", на dwg.ru , переработанная в меру своего понимания, под собственные инструменты и возможности.

СП 24.13330.2011: S=Sef+Sp+Sc

где, S - осадка сваи, Sef - осадка условного фундамента, Sp - осадка от продавливания, Sc - осадка за счет сжатия ствола сваи.
Технология следующая:

1. Расчитываю схему как на естественном основании в (СКАД+Кросс) получаю среднюю осадку (Sef)
2. Расставляю сваи на плане. Создаю дополнительную расчетную схему, которая включает в себя только фундаментную плиту и сваи. С целью загрузить плиту единичной нагрузкой (1Т/м2), и выяснить грузовую площадь расставленных свай, или "площадь ячейки сваи" которая нужна для вычисления осадки продавливания. Есть загвоздка - какую площаь принять для крайних и угловых свай? Я просто по интуитивным соображениям, добавил коэффициент к площади ячейки равный 2 и 4
4. Sc вычислить не проблема, зная нагрузку на сваю, и ее параметры.
5. Зная Sef, Sp, Sc получаю жесткость свай и выполняю несколько итераций расчета.

Для моделирования свай я решил использовать универсальные стержни. С ними в СКАДе работать намного удобнее, чем например со связями конечной жесткости.
При помощи СПДС Графикс, был разработан параметрический объект "Свая" , "таблица для расчетов" . Все вычисления производятся внутри этого объекта, нам просто необходимо задать ему начальные параметры:
1. Задаем сваям параметры (сечение, длина) и параметры грунта (E1, Mu1, E2, Mu2,)
2. Задаем нагрузку на сваю (в первом приближении суммарная вертикальная нагрузка на здание / количество свай).
3. Задаем сваям осадку условного фундамента, посчитанную при помощи СКАД+Кросс, и глубину просадочной толщи. Вот изополя осадки моей плиты, соответственно сваям задавалась Sef в зависимости от того в какое поле они попадали.

4. Задаем грузовые площади (реакция в свае от единичной нагрузки).
5. Параметрический объект, получая все эти параметры вычисляет общую осадку, и соответственно жесткость (E=N/S), и строит вертикальный стержень, длиной равной 1000/Е.

6. Собственно мы эти объекты расчленяем, оставляем только вертикальные стержни, и импортируем их в СКАД, где назначаем всем стержням жесткость EF = 1000.
7. Задавать каждой свае осадку, нагрузку итд в большом свайном поле нереально. Присвоение данных сваям происходит при помощи Excel - Таблица СПДС. Но это возможно только в том случае, если номера свай в СКАДЕ соответствовали номерам свай на плане в Автокаде. Поэтому сваи в автокаде сортируются по Х, Y и нумеруются при помощи таблицы. Перед тем как импортировать стержни в СКАД, они должны быть перестроены в том же порядке что и сваи. Пользователи Нанокада могут воспользоваться макросом , который оформил swell{d} . Так же можно применить для этой цели ПК Лира, которая умеет перенумеровывать стержни в зависимости их координат по Х,У.

То, чего долго ждали все наши пользователи, наконец свершилось: в ПК ЛИРА 10.6 появился новый конечный элемент 57 – «Свая», реализующий положения СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Появление этого конечного элемента значительно расширяет возможности программного комплекса, при расчёте зданий на свайных фундаментах, позволяет делать такие расчёты быстрее и точнее. Если ранее пользователям ПК ЛИРА приходилось моделировать сваи 56 КЭ, при этом их жесткость высчитывалась либо в сторонних программах, либо вручную, то теперь все сделает программа, необходимо лишь ввести исходные данные.

Реализация

В ПК ЛИРА 10.6 реализованы следующие расчётные ситуации:

Одиночная свая (п.п.7.4.2 – 7.4.3, СП 24.13330.2011);

Свайный куст (п.п. 7.4.4 – 7.4.5, СП 24.13330.2011);

Условный фундамент (п.п. 7.4.6 – 7.4.9, СП 24.13330.2011);

При этом принимаются следующие допущения:

Условно принято, что несущая способность сваи обеспечена; - Грунт, на который опирается свая, рассматривается, как линейно-деформируемое полупространство; - Выполняется соотношение: (l – длина, d - приведенный диаметр ствола сваи).

Реализованы следующие типы свай (рис. 1):

Оболочка;

Прямоугольная;

Квадратная.

При этом конец сваи может быть, как заостренным, так и булавовидным.

Рис. 1. Типы свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчёт одиночной сваи

Для каждой сваи, будь она одиночной или в составе куста/условного фундамента, задаются следующие параметры (рис. 2):

Длина сваи

Количество участков разбиения – чем больше это число, тем точнее производится расчет

Модуль упругости ствола – характеристика материала из которого изготовлена свая;

Коэффициент Пуассона материала;

Глубина от поверхности земли, на которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности (при сейсмических воздействиях).

Объёмный вес материала сваи.

Рис. 2. Задание параметров сваи. ПК ЛИРА 10.6

Параметры расчёта для одиночной сваи задаются при нажатии на кнопку «Вычисление жесткости одиночной сваи» (Рис. 3).

Рис. 3. Параметры для вычисления жесткости сваи. ПК ЛИРА 10.6

При этом боковой коэффициент постели на поверхность сваи вычисляется по формуле:

Где К - коэффициент пропорциональности, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю (Приложение В, таблица В.1); γс - коэффициент условий работы грунта. Для одиночной сваи γс =3.

Расчёт осадки одиночной сваи производится в соответствии с СП 24.13330.2011: для сваи без уширения по п. 7.4.2 а, для сваи с уширением по п. 7.4.2 б.

Расчёт свайного куста

Для создания свайного куста необходимо вызвать команду «Группы свай», которая находится на панели инструментов либо в пункте меню «Назначения». Для задания свайного куста необходимо выделить группу свай, которая будет входить в куст и нажать на кнопку «Добавить свайный куст» (рис. 4).

Рис. 4. Задание свайного куста. ПК ЛИРА 10.6

Методика расчета свайного куста соответствует п. п. 7.4.4 – 7.4.5 СП 24.13330.2011. При этом жесткостные характеристики сваи вычисляются автоматически в Редакторе грунта, для чего в последнем таблица задания физико-механических характеристик дополнилась четырьмя столбцами (рис. 5):

Показатель текучести «IL» для пылевато-глинистых грунтов;

Коэффициент пористости «e» для песчаных грунтов;

Коэффициент пропорциональности «К», который можно задать численно, либо интерполировать выбором грунта из колонки «Тип грунта для свайного основания»;

Тип грунта для свайного основания (таблица В.1 СП 24.13330.2011). Используется для интерполяции значений «К» по заданному показателю текучести «IL» или коэффициенту пористости «e» грунта.

Рис. 5. Таблица физико-механических характеристик ИГЭ. ПК ЛИРА 10.6

В параметрах расчёта (рис. 6) появилась новая вкладка – «Сваи», в которой указываются необходимые для расчёта параметры:

k - коэффициент глубины под пятой (п.7.4.3 СП 24.13330.2011);

γ c - коэффициент условий работы для расчета свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011);

γ с а - коэффициент уплотнения грунта при погружении сваи, учитывается для понижения коэффициента пропорциональности К при работе свай в составе куста (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011).

Рис. 6. Вкладка расчёт свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчет осадки Свайного куста производится согласно п. п. 7.4.4 - 7.4.5 СП 24.13330.2011. При расчете осадок группы свай учитывается их взаимное влияние. Расчет коэффициента постели Сz грунта на боковой поверхности сваи, с учетом влияния свай в кусте, производится, как для одиночной сваи, но коэффициент пропорциональности К умножается на понижающий коэффициент αi.

Взаимное влияние осадок кустов свай учитывается так же, как при расчете условных фундаментов. Расчет жесткостей свай в свайных кустах происходит по той же методике, что и для одиночных свай, но с учетом их взаимовлияния как в кусте, так и между кустами.

Расчет условного фундамента

Задание условного фундамента от свайного куста отличается лишь тем, что в «Группе свай» выбирается пункт «Условный фундамент». Также необходимо задать дополнительно Аcf - площадь условного фундамента и способ расстановки свай - рядовой или шахматный.

Геологические условия, а также физико-механические характеристики грунтов основания задаются в Редакторе грунта.

Полная осадка свайного поля фундамента определяется по формуле:

Где: - осадка условного фундамента,

Дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента,

Дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи.

Дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи - вычисляется по формуле:

Нахождение осадки условного фундамента, а также расчет взаимовлияния групп свай (в том числе и свайных кустов) возможно производить по аналогии с плитными фундаментами по 3-м различным методам:

Метод 1 - модель основания Пастернака,

Метод 2 - модель основания Винклера-Фусса,

Метод 3 - модифицированная модель Пастернака.

В случае, если расчёт производится в модуле Грунт, необходимо, как для расчёта пластинчатых элементов, назначить сваям начальную нагрузку, которую потом можно будет уточнить с помощью функции преобразования результатов в исходные данные (рис. 7). Это делается в команде «Упругое основание».

Рис. 7. Назначение сваям начальной нагрузки. ПК ЛИРА 10.6

После расчёта в модуле Грунт, вызвав функцию «Анализ модели», можно отследить осадки, жесткости, и прочие параметры свай и грунта (рис. 8).

Рис.8. Визуализация расчёта. ПК ЛИРА 10.6

Таким образом, мы рассмотрели новую функцию, появившуюся в ПК ЛИРА 10.6, которая позволяет рассчитывать здания на свайных фундаментах.

Ключевые слова

СВАЙНО-ПЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ / ЛИНЕЙНО-ДЕФОРМИРУЕМОЕ ОСНОВАНИЕ / МОДЕЛЬ ВИНКЛЕРА И ПАСТЕРНАКА / SCAD OFFICE / SMATH STUDIO / PILE-AND-SLAB FOUNDATION / LINEARLY ELASTIC FOUNDATION / WINKLER AND PASTERNAK GROUND BASE MODELS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы - Нуждин Л.В., Михайлов В.С.

Приведен детальный обзор основных методов построения аналитических и численных моделей свайно-плитных фундаментов в соответствии с требованиями действующих норм в расчетном комплексе SCAD Office . Демонстрируются соотношения результатов аналитических методов с численными для двух случаев фундамента: с податливым ростверком и жестким ростверком, усиленным стенами подвального этажа. Анализ выполняется на однородном грунтовом основании, без учета обводнения грунта. На примере семи решенных задач авторами рассматриваются три аналитических метода моделирования свайного основания в соответствии с положениями СНиП 2.02.03-85 и СП 24.13330.2011, а также два численных метода моделирования упругого полупространства, основанных исключительно на использовании метода конечных элементов в линейной постановке. Реализация аналитических моделей расчета, регламентированных нормативными документами, выполнена в математическом пакете SMath Studio в дополнение к стандартному функционалу расчетного комплекса SCAD Office . Полная технология расчета предполагает использование стандартного функционала математического пакета для импорта и экспорта данных в общие форматы обмена данными в структурированном виде, доступном для импорта и экспорта в расчетно-аналитический комплекс SCAD. В статье подробно описаны технологии выполнения расчета с указанием границ применимости рассматриваемых моделей и рекомендации по их использованию в статической постановке. Все рассмотренные примеры демонстрируют достаточную для практических целей сходимость результатов расчета, за исключением модели основания Пастернака. Научно-прикладной характер исследования и его результаты могут представлять интерес для инженеров-проектировщиков, аспирантов и магистрантов.

Текст научной работы на тему «Численное моделирование свайных фундаментов в расчетно-аналитическом комплексе SCAD Office»

Нуждин Л.В., Михайлов В.С. Численное моделирование свайных фундаментов в расчетно-аналитическом комплексе SCAD Office // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. - 2018. - № 1. - С. 5-18. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01

Nuzhdin L.V., Mikhaylov V.S. Numerical modeling of pile foundations in the structural analysis software SCAD Office. Bulletin ofPNRPU. Construction and Architecture. 2018. No. 1. Pp. 5-18. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01

ВЕСТНИК ПНИПУ. СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА № 1,2018 PNRPU BULLETIN. CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE http://vestnik.pstu. ru/arhit/about/inf/

DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01 УДК 624.154.1

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ SCAD OFFICE

Л.В. Нуждин1, 2, В.С. Михайлов1

1 Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, Новосибирск, Россия 2Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

АННОТАЦИЯ

Ключевые слова:

свайно-плитный фундамент, линейно-деформируемое основание, модель Винклера и Пастернака, SCAD Office, SMath Studio

Реализация аналитических моделей расчета, регламентированных нормативными документами, выполнена в математическом пакете SMath Studio в дополнение к стандартному функционалу расчетного комплекса SCAD Office. Полная технология расчета предполагает использование стандартного функционала математического пакета для импорта и экспорта данных в общие форматы обмена данными в структурированном виде, доступном для импорта и экспорта в расчетно-аналитический комплекс SCAD. В статье подробно описаны технологии выполнения расчета с указанием границ применимости рассматриваемых моделей и рекомендации по их использованию в статической постановке. Все рассмотренные примеры демонстрируют достаточную для практических целей сходимость результатов расчета, за исключением модели основания Пастернака.

Научно-прикладной характер исследования и его результаты могут представлять интерес для инженеров-проектировщиков, аспирантов и магистрантов.

Leonid V. Nuzhdin - Ph.D. in Technical Sciences, Professor, e-mail: [email protected]. Victor S. Mikhaylov - Postgraduate Student, e-mail: [email protected].

NUMERICAL MODELING OF PILE FOUNDATIONS USING SCAD OFFICE STRUCTURAL ANALYSIS SOFTWARE

L.V. Nuzhdin1, 2, V.S. Mikhaylov1

Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering, Novosibirsk, Russian Federation Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation

ARTICLE INFO ABSTRACT

The analytical modeling, which is regulated by standards, is carried out using the mathematical package SMath Studio. It is supposed that the complete analysis technology will use a standard mathematical package for import and export to and from the common data interchange format (DIF) in a structured view, which is acceptable for import and export in the SCAD system. A detailed description of the calculation technology is presented by the authors, thus indicating the applicability limits of these methods and recommendations for their use in static conditions. The demonstrated example testifies a fine precision of the considered methods.

The research could be of great interest for designing engineers, university postgraduates and undergraduates.

Актуальной проблемой при проектировании является выбор методики решения задачи, максимально близко отображающей поведение анализируемой конструкции фундамента. Современные расчетные комплексы в своем составе имеют множество численных инструментов для создания моделей основания как в линейной (упругой), так и в нелинейно-упругой или упругопластической постановке. Если учет физически-нелинейных свойств грунта представляет собой более сложную задачу, требующую проведения расширенных инженерно-геологических изысканий, то решение задачи расчета в упругой постановке в соответствии с требованиями норм является общепринятым в инженерной практике на основании стандартных изысканий. Это связано с тем, что в основе большинства современных нормативных документов лежат две модели основания: контактная модель Винклера с одним постоянным коэффициентом постели и линейно-деформируемого полупространства в аналитическом представлении, либо в виде контактной двухпараметрической модели Пастернака, либо в численном виде с объемными конечными элементами .

Для столбчатых и ленточных фундаментов в нормативных методах расчета жесткость свайного основания описывается контактной однопараметрической клавишной моделью Винклера, не учитывающей распределительный эффект основания . В СНиП 2.02.03-85 модель Винклера с одним коэффициентом постели является основной и при расчете висячих свай в кусте как условного фундамента. Такой подход к расчету осадки свайных фун-

pile-and-slab foundation, linearly elastic foundation, Winkler and Pasternak ground base models, SCAD Office, SMath Studio

даментов исключает учет взаимного влияния свай. Деформации куста свай по модели Винклера обеспечиваются путем присвоения каждой отдельной свае одинаковой постоянной жесткости С1, кН/м3, в виде распределенного коэффициента по площади плитного ростверка либо введением в конечно-элементную модель в каждый нижний узел сваи одинаковых одноузловых связей конечной жесткости Cz1, кН/м, которая равна отношению нагрузки на одну сваю к общей осадке фундамента:

где - - суммарное среднее нормативно-длительное давление в основании плитного ростверка, кПа; ^ - средняя осадка свайно-плитного фундамента, как условного; N - нормативно-длительная нагрузка, передаваемая на одну сваю, кН.

Действительно, при увеличении жесткости ростверка, объединяющего сваи, до бесконечно больших значений, например в составе монолитного столбчатого фундамента на свайном основании под одиночной колонной, ростверк стремится к жесткому штампу с синхронными деформациями свай. Тем не менее несущая способность каждой сваи не остается одинаковой и уменьшается к центру ростверка в связи с включением общего околосвайного грунта по мере роста напряжений в грунте в месте большей концентрации свай. При расчете свайных оснований актуальный нормативный документ СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» по сравнению с исходной редакцией СНиП.02.03-85 предлагает два более точных метода учета взаимного влияния свай в группе. Первый аналитический метод учитывает отмеченный эффект снижения несущей способности свай в кусте в соответствии с моделью линейно-деформируемого основания и регламентирует выполнение расчета в пп. 7.4.4-7.4.5 по методике, которая впервые была представлена в работах В.Г. Федоровского, С.Н. Левачева, С.В. Курилло и Ю.М. Колесникова . Реализация данного метода при расчете опор мостового перехода совместно с расчетным комплексом SCAD подробно рассмотрена Г.Э. Едигаровым . Принципы построения дискретной модели свайного куста, учитывающие жесткость ростверка, рассмотрены в монографии Д.М. Шапиро .

Вторая аналитическая методика, реализованная в СП 24.13330.2011 в пп. 7.4.6-7.4.9, предназначена для расчета большого свайного поля методом ячейки с учетом податливости ростверка как условного фундамента на естественном основании, но в отличие от прежней редакции СНиП учитывает дополнительную осадку от продавливания свай в грунтовом массиве с учетом густоты свайного поля, а также осадку за счет деформирования ствола свай. Решение этой задачи предложено в монографии Р.А. Мангушева, А.Л. Готмана, В.В. Знаменского, А.Б. Пономарева, Н.З. Готман . Расчет рекомендуется выполнять по графикам «нагрузка - осадка» либо по упрощенным формулам в центре тяжести симметричных трапециевидных участков плиты .

В качестве методов исследования авторами было выбрано математическое моделирование на основании аналитических и численных решений задачи. В таблице представлено семь рассмотренных численных и численно-аналитических моделей, на основании которых проводился анализ осадок и напряженно-деформированного состояния свайного фундамента. Для всех реализованных моделей производится сравнение осадок гибкого плит-

ного ростверка (Индекс «1» в первой графе таблицы) и ростверка, усиленного стенами подвала (Индекс «2»), Введение ребер в виде монолитных стен увеличивает общую жесткость ростверка и сокращает разность осадок,

Первые пять рассматриваемых моделей являются численно-аналитическими за счет введения в конечно-элементную модель жесткости основания, определенной аналитическим расчетом в соответствии с действующими нормами, Модели № 1 и № 2 отличаются только способом задания жесткости и базируются на первой аналитической методике по СНиП 2,02,03-85, в которой свайно-плитный фундамент рассматривается как условный на естественном основании, Модель № 3 свайного куста основана на аналитической методике СП 24,13330,2011, в которой фундамент рассматривается как жесткий штамп с переменной несущей способностью группы свай в кусте , Модель № 4 описывает аналитическую методику СП 24,13330,2011 для расчета больших свайных полей, Модель № 5 является расширенной методикой свайного поля с введением переменной жесткости свайного основания , Последние две модели - № 6 и № 7 - используют исключительно численные инструменты, реализованные в SCAD Office для линейно-деформируемого основания в виде контактной двухпараметрической модели и в виде модели упругого полупространства из объемных конечных элементов,

Сравнительный анализ результатов расчета моделей свайно-плитного фундамента Comparative analysis of calculation results for models of pile-and-slab foundation

Номер модели Тип основания и наименование модели Макс, осадка s, см Мин, осадка s, см Средняя осадка s, см As, % Mmax, кНм Продольная арматура, т

1,1 Модель Винклера. Условный фундамент по СНиП 2.02.03-85 со связями конечной жесткости 14,96 14,39 14,68 0,6 146 13,8

1,2 14,77 14,64 14,71 0,1 61 13,8

2,1 Модель Винклера. Условный фундамент по СНиП 2.02.03-85 с коэффициентом постели по плите 14,7 14,7 14,7 0 0 13,8

2,2 14,7 14,7 14,7 0 0 13,8

3,1 ЛДО. Свайный куст по СП 24.13330.2011 пп. 7.4.4-7.4.5 17,90 7,02 12,46 11 3 557 148,7

3,2 16,65 10,19 13,42 6,5 2 463 192,8

4,1 ЛДО. Свайное поле СП 24.13330.2011 п. 7.4.6-7.4.9 Кш* 11,93 11,93 11,93 0 0 13,8

4,2 11,93 11,93 11,93 0 0 13,8

5,1 Модель Винклера. Свайно-плитный фундамент СП 24.13330 пп. 7.4.6-7.4.9 с Куаг 11,06 9,81 10,43 1,2 457 19,1

5,2 10,73 10,35 10,538 0,4 153 14,2

6,1 Модель Пастернака. Условный фундамент на мнимой плите малой жесткости 6,53 4,51 5,52 1,1 538 36,1

6,2 6,06 5,66 5,26 0,8 287 17,7

7,1 ЛДО. Свайно-плитный фундамент с основанием в виде ОКЭ 14,98 12,07 9,16 5,8 1 525 67,0

7,2 13,27 12,13 10,99 19 782 91,4

В первую очередь при расчете свайных фундаментов следует рассматривать сравнительно простой аналитический метод определения жесткости свай в составе фундамента путем оценки их осадки как условного фундамента в соответствии с требованиями ранее действующего СНиП 2.02.03-85. Данный расчет выполняется для моделей № 1 и № 2 путем определения осадки условного фундамента как абсолютно жесткого столбчатого фундамента на естественном основании в программе-сателлите «ЗАПРОС» с последующим

анализом деформаций в расчетном комплексе SCAD. Такой простой расчет следует выполнять всегда в качестве оценочного на предварительном этапе до перехода к более сложным аналитическим и численным моделям .

В составе моделей № 3 и № 4 используемая авторами технология расчета свай в группе в соответствии с нормативными аналитическими методами построена на интегрированном применении расчетно-аналитической системы SCAD Office и свободно распространяемого математического пакета SMath Studio. Основной расчет выполняется на базе метода конечных элементов в расчетном комплексе SCAD. В математическом пакете SMath Studio производится дополнительный уточняющий расчет взаимного влияния свай в группе в соответствии с двумя регламентированными СП 24.13330.2011 методами на основании данных о геометрии и напряженно-деформируемом состоянии конструкций в SCAD Office. В модели № 3 результаты уточняющего расчета в математическом пакете экспортируются в виде простейшей расчетной подсхемы для расчетного комплекса SCAD с узлами по нижним концам свай и вычисленными в каждом узле дополнительными усилиями, позволяющими в линейно-деформируемой модели получить деформации в виде общей осадочной воронки свайного поля с учетом взаимного влияния соседних свай.

В математическом пакете в задаче № 4 реализована и аналитическая методика СП 24.13330.2011 на базе метода ячейки для свайного поля с податливым плитным ростверком. В SCAD стержневые конечные элементы свай со связями конечной жесткости по нижним концам заменяются распределенным коэффициентом постели, приложенным непосредственно к плитному ростверку. В модель № 5 вводится дополнительное отличие от модели № 4, при котором первый постоянный коэффициент постели K0 прикладывается в центре плиты, а переменные коэффициенты Kx и Ky - по полосовым областям постоянного шага по периметру плитного ростверка .

Верификация осадок, полученных аналитическими расчетами по СП 24.13330.2011, с достаточной степенью корреляции выполняется численными методами на основании прочностных характеристик грунта при предположении о его линейной деформации. Первый численный метод для модели № 6 предполагает создание условного фундамента на упругом полупространстве Пастернака в виде мнимой плиты с двумя назначенными постоянными коэффициентами пропорциональности при сжатии С1 и при сдвиге С2. Применение программы «КРОСС» с билинейной моделью Федоровского с переменными коэффициентами постели не рассматривалось, поскольку она предназначена для широких плит. Второй численный метод в SCAD в задаче № 7 - модель линейно-деформируемого основания (ЛДО) с использованием объемных конечных элементов.

Приведем примеры решения задач по ранее описанным аналитическим и численным методикам. Объектом исследования является свайно-плитный фундамент, с размером ростверка 26,6^17,3 м и глубиной заложения 2 м от поверхности планировки. Рассматриваются две группы моделей. В первой группе учитывается только жесткость податливого плитного ростверка толщиной 1000 мм из бетона марки В20, моделируемого пластинчатыми четырех-и трехузловыми конечными элементами типа 44 и 42. Во второй группе жесткость фундамента увеличивается за счет введения монолитных стен толщиной 400 мм из бетона марки В20. Свайное поле представлено сваями квадратного сечения со стороной 300 мм и длиной 10 м из бетона марки В20, моделируемыми универсальными стержневым конечными элементами 5-го типа либо в модели № 7 изопараметрическими объемными конечными элементами 34-го типа. Шаг свай в обоих направлениях составляет 1,075 м при симметричном расположе-

нии. Условно однородное грунтовое основание сложено суглинками мягкопластичными со следующими характеристиками: у = 19,1 кН/м3, ф = 14°, с = 0,012 МПа, E = 10,0 МПа. Подземные воды отсутствуют. Среднее нормативное давление на фундамент и вес свай ozp составляют 294 кПа, бытовые давления от веса грунта ozg = 229,2 кПа.

Рассмотрим решение первой задачи по методике СНиП 2.02.03-85. В программе «ЗАПРОС» в составе расчетного комплекса SCAD Office для этой задачи предназначен раздел «Осадка фундамента» при условном предположении работы свайного поля как фундамента на естественном основании. При вводе вышеуказанных параметров осадка фундамента s составляет 147 мм, глубина сжимаемой толщи - 11,6 м. Аналогичный расчет глубины сжимаемой толщи методом послойного суммирования по СП 24.13330.2011 дает близкий результат -11,38 м. «ЗАПРОС» позволяет вычислить винклеровский коэффициент постели С1, равный 2001 кН/м3 при приложении к плитному ростверку, либо Oz1, равный 2300,9 кН/м при приложении к нижним узлам метровых фрагментов оголовков свай. Перенос вычисленных по первой методике параметров жесткости свайного основания в расчетную схему SCAD позволяет учесть работу надфундаментных конструкций с основанием в строгом соответствии со СНиП 2.02.03-85. В случае приложения к плитному ростверку равномерно распределенного по площади коэффициента постели С1 = 2001 кН/м3 осадка всех точек ростверка почти равномерна и соответствует вычисленному в «ЗАПРОС» значению s = 147 мм (рис. 1, 1).

При приложении винклеровского коэффициента постели к нижним концам метровых фрагментов свай осадка становится неоднородной в связи с небольшим различием в грузовых площадях крайних свай и деформативностью самих оголовков стержневых элементов свай под воздействием изгибающих моментов, увеличивающихся от центра ростверка к его краям. Тем не менее различия осадок разных точек плиты не превышают ±3 мм от среднего значения, и ими можно пренебречь (рис. 1, 2).

Осадки усиленного ростверка, раскрепленного вертикальными монолитными стенами подвала, в случае постоянного коэффициента постели по площади также остаются однородными (рис. 1, 3). При приложении коэффициентов постели в нижние узлы свай осадки ростверка оказываются неоднородными, однако за счет повышения жесткости их вариативность снижается в шесть раз - до ±0,5 мм (рис. 1, 4). Модель с увеличенной жесткостью ростверка, путем введения вертикальных стен в качестве усиливающих ребер, наглядно демонстрирует, что податливость становится ничтожно малой в пределах 0,002 % в направлении наибольшей протяженности фундамента и его меньшей жесткости. Из этого следует обоснованность выполнения расчета свайного фундамента по методике СП 24.13330.2011 (пп. 7.4.4-7.4.5) для свайного куста в предположении работы ростверка как абсолютно жесткого штампа.

Математическая модель № 4 в рамках аналитической методики СП 24.13330.2011 для свайного поля разработана в строгом соответствии с пп. 7.4.6-7.4.9. Эта методика, как и две первые модели - № 1 и № 2, основана на предположении поведения свайного фундамента как условного с подошвой в уровне нижних концов свай и использует модель основания Винклера с единым коэффициентом пропорциональности С0 (рис. 1, 5, 7). Отличием этой методики от условного фундамента является учет дополнительных осредненных осадок свай от продавливания грунта и сжатия ствола свай. Большой интерес представляет модель № 5, в которой рассматривается также только один коэффициент постели Oi, но с переменным значением в зависимости от удаления свай от центра плиты. Коэффициент пропорциональности в центре плиты С0 принимается таким же, как и в предыдущей модели № 4. Распределение вычисленных значений коэффициента пропорциональности и де-

формации для модели № 5 с гибким и усиленным стенами ростверком показано на рис. 1, 6 и рис. 1, 8 соответственно. В случае единого коэффициента постели модель получает только осредненную осадку. В случае переменного коэффициента постели появляется незначительный прогиб плиты.

Рис. 1. Осадки плитного ростверка (мм) с приведенной жесткостью свайного основания к нижней поверхности плиты по модели Винклера: 1 - модель 1.1; 2 - модель 2.1; 3 - модель 1.2;

4 - модель 2.2; 5 - модель 4.1; 6 - модель 5.1; 7 - модель 4.2; 8 - модель 5.2 Fig. 1. Pile-slab settlement (mm) of Winkler subgrade model: 1 is model 1.1; 2 is model 2.1; 3 is model 1.2; 4 is model 2.2; 5 is model 4.1.; 6 is model 5.1.; 7 is model 4.2.; 8 is model 5.2

Перейдем к рассмотрению дискретных моделей свайных фундаментов (рис. 2). При построении таких конечно-элементных моделей первым шагом назначаются коэффициенты постели по боковой поверхности свай, с целью описания горизонтальной жесткости основания, увеличивающейся по глубине по мере возрастания степени обжатия свай грунтом. Учет влияния свай в группе по горизонтали основан на работах К.С. Завриева . Расчет горизонтального отпора грунта по боковой поверхности свай в рамках исследова-

ния производится в SMath Studio. Сначала выполняется расчет понижающего коэффициента а по формуле В.5 СП 24.13330.2011. Затем вычисляются значения коэффициентов постели Cz на боковых гранях по приложению В.2.

Рис. 2. Осадки плитного ростверка (мм) с дискретной моделью фундамента: 1 - коэффициент постели по боковой поверхности свай (кН/м3); 2 - начальные вертикальные связи конечной жесткости по нижним узлам свай (кН); 3 - расчетное неоднородное снижение жесткости по остриям свай при взаимном влиянии по вертикали с приложением дополнительных узловых усилий (кН); 4 - модель 3.1; 5 - модель 3.2; 6 - модель 6.1; 7 - модель 6.2; 8 - модель 6.1; 9 - модель 6.2 Fig. 2. Pile-slab settlement (mm) with a discrete subgrade model: 1 is the lateral surface coefficient of subgrade reaction on piles (kN/m3); 2 are the vertical elastic constraints in lower pile nods (kN); 3 is the estimated non-uniform reduction of stiffness along the edges of the piles under the mutual effect of vertically applied additional nodal efforts (kN); 4 is model 3.1.; 5 is model 3.2.; 6 is model 6.1.;

7 is model 6.2.; 8 is model 6.1.; 9 is model 6.2

Расчет понижающего коэффициента а производится по эмпирической формуле с уточненными коэффициентами, приведенной в приложении В.5 СП 24.13330.2011. Для рассматриваемого случая при симметричном удалении соседних свай на 1,075 м искомый коэффициент снижения несущей способности а при восприятии горизонтальных нагрузок за счет работы в группе равен 0,1. Коэффициенты постели вычислены для стержневых конечных элементов свай по направлениям местных осей Y1 и Z1 с указанием в поле «Ширина площадки опирания» значения ширины сваи (рис. 2, 1).

Начальные граничные условия по вертикали назначаются на втором шаге выполнения расчета и сначала без учета взаимного влияния свай в группе. Расчет предварительной жесткости свай по вертикали производится в соответствии с п. 7.4.2. СП 24.13330.2011. Поскольку в примере принят однородный грунт, расчеты осредненных характеристик упрощаются. Модуль сдвига G1 слоев грунта, прорезаемых сваей, вычисляется на основании осредненных модуля деформации E1 и коэффициента Пуассона v1 слоев, прорезаемых сваей. Аналогичным образом вычисляется модуль сдвига G2 для слоев грунта, расположенных под нижними концами свай. Модуль деформации E2 слоев грунта, расположенных под сваей, берется осредненным в пределах глубины, равной половине длины сваи 0,5L, или равным 10d приведенных диаметров сваи от нижних торцов свай. Коэффициент Пуассона v2 задается непосредственно по слою ниже подошвы условного фундамента. В рассматриваемом случае однородного грунта мы имеем единые значения модулей деформации - E1 = E2 = 10 МПа, модулей сдвига - G1 = G2 = 3620 кН/м2 и коэффициентов Пуассона - v = v1 = v2 = 0,38.

Начальная связь конечной жесткости kz, кН/м, вводимая в нижний торец одиночных свай для учета взаимодействия с окружающим грунтом в методе конечных элементов без учета взаимного влияния соседних свай в группе по вертикали, определяется по формуле

k7 = = 52 800 кН/м, (3)

где ß" - коэффициент жесткой сваи, ß" = 0,17ln[(kv G L)/G2 d] = 0,686 ; kv - промежуточный коэффициент для вычисления ß", kv = 2,82 - 3,78v + 2,18v2.

Многократное превышение начального значения вертикальной жесткости по сравнению с методикой СНиПов по модели Винклера объясняется тем, что конечная жесткость будет снижаться в результате итерационного уточнения в процессе выполнения следующего этапа по расчету взаимного влияния свай в группе при совместных вертикальных деформациях с образованием общей осадочной воронки. Для этого расчета необходимы данные о координатах нижних узлов свай в свайном поле и значения действующих нагрузок. Данную информацию можно отобразить в постпроцессоре «Реакции в специальных элементах», для чего в момент запуска линейного расчета в расчетном комплексе SCAD в параметрах следует отметить опцию «Вычислять реакции в связях». В постпроцессоре «Реакции в специальных элементах» выполняется фрагментация схемы по нижним узлам свай и анализируются вертикальные реакции Rz от нормативных комбинаций постоянных и длительных загружений для цветовой шкалы видимого фрагмента (рис. 2, 2).

При анализе небольших расчетных схем данные о координатах нижних узлов свай в горизонтальной плоскости и значения вычисленных реакций от нормативно-длительных воздействий могут быть внесены непосредственно в математический пакет SMath Studio в форме матрицы или численного ряда. В случае больших свайных полей необходим прямой импорт

в математический пакет данных из расчетного комплекса SCAD. Наиболее простой способ передачи данных - в формате Excel. При видимом фрагменте схемы, содержащем только узлы нижних концов свай, на панели таблиц на вкладке «Узлы» следует нажать кнопку экспорта в отдельный файл Excel всех видимых в текущий момент узлов. Файл должен быть сохранен в заведомо созданный каталог на жестком диске по тому адресу, который в дальнейшем будет указан при выполнении команды импорта данных в формате Excel в математический пакет SMath Studio. Аналогичным образом в интерфейсе SCAD на панели таблиц выполняется переход на вкладку «Усилия в спец. элементах» и нажимается кнопка экспорта в отдельный файл Excel усилий в видимых в текущий момент связях конечной жесткости под торцами свай. В математическом пакете с использованием средств линейного программирования массив с импортированными координатами узлов свай преобразуется в два численных ряда с координатами X и Y. На основании координат нижних узлов свай следующим шагом формируется общая матрица «a» взаимного расположения свай в кусте в виде вычисленных расстояний между сваями. Размер квадратной матрицы соответствует количеству свай в фундаменте. На основании взаимного расположения свай вычисляется матрица «5» вертикального взаимного влияния свай в кусте по теории упругого полупространства. Это обеспечивается выполнением множественного вычисления каждого члена матрицы в соответствии с формулами СП 24.13330.20111 (п. 7.4.4), в которых предусмотрено обнуление коэффициента взаимного влияния одной сваи на другую при превышении определенного расстояния между ними. В нашем случае такое расстояние составляет 8,5 м. Последним шагом выполняется расчет дополнительных усилий ANh, являющихся суммой от вертикальных реакций Nh в близко расположенных сваях с учетом коэффициента взаимного влияния 5. Полученные усилия ANh следует внести вручную в каждый соответствующий нижний узел сваи или в автоматизированном режиме сформировать соответствующую подсхему с узлами и усилиями, которая может быть вставлена в общую расчетную схему в SCAD. Указанные усилия необходимы для возникновения в расчетной схеме дополнительных деформаций в нижнем узле каждой сваи и формирования общей осадочной воронки (рис. 2, 3). Следовательно, в зоне, где находится наибольшее количество свай в пределах окружности 8,5 м, дополнительные осадки будут больше. В краевых областях ростверка (и особенно по его углам) концентрация свай в пределах этой окружности будет снижаться, что обеспечит меньшую глубину осадочной воронки. На рис. 2, 4 и рис. 2, 5 показаны осадки податливого и усиленного ребрами ростверков с учетом взаимного влияния свай в группе с перераспределением нагрузок и образованием воронки.

В задаче № 6 в связи с тем, что коэффициенты постели в модели Пастернака назначаются только пластинчатым элементам, под нижними концами свай необходимо построить мнимую плиту малой жесткости. Кроме этого, рекомендуется обеспечить как минимум один дополнительный ряд узлов вокруг внешнего периметра свайного поля. По данному внешнему ряду узлов будут построены двух- и одноузловые законтурные элементы. Мнимая плита малой жесткости не должна иметь промежуточных узлов, не принадлежащих концам свай в межсвайном пространстве, в противном случае эти узлы будут получать чрезмерно высокие деформации. По периметру условного свайного фундамента в виде мнимой плиты на основании Пастернака для корректного использования законтурных элементов не должно быть внутренних углов. Такие углы следует описывать диагональными участками, добавляя между соседними внешними узлами дополнительные узлы. После задания необходимых узлов по внешнему контору производится генерация сетки конечных элементов на плоскости и создается сетка из оболочек с жесткостью подстилающего грунта только на заданных узлах толщиной 1 мм.

На полученной сетке из треугольных и четырехугольных пластинчатых конечных элементов назначаются коэффициенты постели С1 и С2, равные в рассматриваемом примере 1560 кН/м3 и 14500 кН/м3 соответственно. Для завершения модели Пастернака по контуру мнимой плиты задаются двухузловые и одноузловые законтурные элементы с теми же коэффициентами постели. Горизонтальная жесткость по боковой поверхности свай принимается идентичной модели № 3. Для одноузловых законтурных элементов требуется задавать соответствующий угол сектора. В завершение следует удалить или уменьшить вертикальную жесткость связей конечной жесткости на шесть порядков, чтобы они выключились из работы и вертикальные деформации воспринимались по всей площади мнимой плиты на упругом полупространстве (рис. 2, 6 и рис. 2, 7).

Последний рассматриваемый метод расчета свайно-плитного фундамента в виде пространственной модели основания полезен в связи с возможностью наглядного визуального анализа совместной деформации грунтового массива и конструкций железобетонных свай, объединенных монолитным плитным ростверком. В данном численном методе рекомендуется моделировать сваи в виде шести- или восьмиузловых изопараметрических объемных элементов типа 32 или 36 с целью снижения концентраций напряжений. Размер грунтового основания принимается по высоте в соответствии с ранее определенной глубиной сжимаемой толщи. Ширина моделируемой области от границ плитного ростверка должна превышать глубину сжимаемой толщи как минимум в два раза. В качестве граничных условий приняты абсолютно жесткие связи по всем шести степеням свободы в основании грунтового массива и ограничение только горизонтальных поступательных деформаций по боковым граням (Х, Y). Результаты расчета модели № 7 приведены на рис 2, 8 и рис. 2, 9.

Из представленных в вышеприведенной таблице результатов сравнительного анализа видно, что модели основания, выполненные с использованием однопараметрической модели Винклера, позволяют с достаточно высокой точностью перенести в численную модель метода конечных элементов осредненные осадки, определяемые аналитическими методами. При этом перераспределение усилий в основании Винклера отсутствует, в результате чего не образуется характерная осадочная воронка и не возникают изгибающие моменты в плитном ростверке. Продольное армирование ростверка будет минимальным при распределенных нагрузках. При сосредоточенных нагрузках от колонн плита в пролетной части будет получать обратный выгиб, ориентированный выпуклостью вверх, что приведет к неоправданно завышенному верхнему армированию. Модели Винклера применимы только для контроля средних осадок, а также могут быть удобны при учете динамической жесткости грунта для анализа надфундаментных конструкций.

Результаты расчета деформаций ростверка по реализованной авторами в SMath Studio математической модели № 3 свайного куста на линейно-деформируемом основании в соответствии с аналитическим методом СП 24.13330.2011 по пп. 7.4.4-7.4.5 оказались близкими к расчету модели из объемных конечных элементов. При этом характер деформаций в форме осадочной воронки на поверхности основания также имеет большое сходство за счет использования в двух моделях единой теории упругого полупространства. В обоих случаях экстремальные значения напряжений наблюдаются в крайних сваях, при которых необходим учет «эффекта краевой сваи» и перехода основания в упругопластическое состояние понижением модуля деформации грунта.

Модель свайно-плитного фундамента № 4, также реализованная в математическом пакете в соответствии с СП 24.13330.2011 пп. 7.4.6-7.4.9, имеет постоянную жесткость по

площади плиты и основана на модели Винклера. Эта модель может быть использована для оценки осредненных осадок сооружения. Следующая модель - № 5 - с переменными коэффициентами постели позволяет получить незначительные изгибающие моменты, но сравнительно малые по сравнению с моделями № 3 и № 7 на упругом полупространстве. Авторы рассматривают возможность дальнейшего уточнения этой модели путем учета не осредненных давлений в каждой свае свайно-плитного фундамента, а их фактических значений, вычисляемых в каждой свае в конечно-элементной модели.

Модель № 6 с мнимой плитой в двухпараметрической контактной модели Пастернака показала неоправданно заниженные осадки, что указывает на необходимость анализа прочих доступных методик с двумя коэффициентами постели. В отличие от контактных моделей Винклера или Пастернака модель № 7 линейно-деформируемого полупространства из объемных конечных элементов при совместном расчете сооружения с основанием позволяет выполнить более детальный анализ напряженно-деформируемого состояния грунта в толще основания. Однако следует отметить, что отсутствие учета пластических свойств грунтов основания позволяет провести только качественную оценку с целью выявления необходимости внесения изменений в конструктивные решения для исключения зон высоких концентраций напряжений. С другой стороны, модель ЛДО из объемных конечных элементов имеет завышенную распределительную способность, вследствие чего может потребоваться уточнение глубины сжимаемой толщи методом последовательных итераций по результатам других ранее описанных расчетов для достижения соответствия средних осадок . Таким образом, данный метод может рассматриваться только как дополнительный, полезный для повышения качества анализа напряженно-деформируемого состояния. Следует также отметить, что деформации узлов свай модели ЛДО происходят параллельно поверхности осадочной воронки, что не соответствует действительности и деформациям в модели № 3, при которых жесткость должна возрастать по мере увеличения глубины за счет обжатия сваи грунтом (см. рис. 2, 1). Устранение данной проблемы возможно при учете квазианизотропных свойств в объемных конечных элементах основания.

Библиографический список

1. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. - 4-е изд. - М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2011. - 736 с.

2. Гарагаш Б.А. Надежность пространственных регулируемых систем «основание -сооружение» при неравномерных деформациях основания: в 2 т. Т. 1. - М.: Изд-во АСВ, 2012. - 416 с.

3. Tsudik E. Analysis of structures on elastic foundations. - FL: J. Ross Publ., 2013. - 585 p.

4. Цытович Н.А. Механика грунтов: Краткий курс: учебник. - 6-е изд.- М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 272 с.

5. Сваи в гидротехническом строительстве / В.Г. Федоровский, С.Н. Левачев, С.В. Ку-рилло, Ю.М. Колесников. - М.: Изд-во АСВ, 2003. - 240 c.

6. Едигаров Г.Э. Опыт применения SCAD OFFICE в расчете промежуточной опоры моста с учетом взаимного влияния свай в кусте // CADMASTER. - 2015. - № 3. - С. 88-97.

7. Шапиро Д.М. Теория и расчетные модели оснований и объектов геотехники. - М.: Изд-во АСВ, 2016. - 180 c.

8. Сваи и свайные фундаменты / Р.А. Мангушев, А.Л. Готман, В.В. Знаменкский, А.Б. Пономарев; под ред. Р.А. Мангушева. - М.: Изд-во АСВ, 2015. - 320 с.

9. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. В.А. Ильичева, Р.А. Мангушева. - М.: Изд-во АСВ, 2016. - 1040 с.

10. Tomlinson M., Woodward J. Pile design and construction practice. - New York: Taylor&Francis, 2008. - 566 p.

11. Day R.W. Foundation engineering handbook: Design and construction with the 2009 International Building Code. - San Diego, California: McGrawHill, 2010. - 1006 p.

13. Эффект краевой сваи и его учет при расчете плитного ростверка / В.П. Петрухин, С.Г. Безволев, О. А. Шулятьев, А.И. Харичкин // Развитие городов и геотехническое строительство. - 2007. - № 11. - С. 90-97.

14. Михайлов В.С., Бусыгина Г.М. Определение крена и совместных осадок плитных фундаментов // Ползуновский альманах. - 2016. - № 3. - С. 141-145.

15. Михайлов В. С., Теплых А.В. Учет характерных особенностей различных моделей основания при расчете взаимного влияния зданий на больших фундаментных плитах с использованием расчетно-аналитической системы SCAD Office // Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений: VI Междунар. симпоз. - Владивосток, 2016. - С. 133-134.

1. Perel"muter A.V., Slivker V.I. Raschetnye modeli sooruzheniy i vozmozhnost" ikh analiza . 4th ed. Moscow, SCADSOFT, 2011, 600 p.

2. Garagash B.A. Nadezhnost" prostranstvennykh reguliruemykh sistem «osnovanie -sooruzhenie» pri neravnomernykh deformatsiiakh osnovaniia . Vol. 1. Moscow, ASV, 2012, 416 p.

3. Tsudik E. Analysis of structures on elastic foundations. FL,J.Ross Publ., 2013, 585 p.

4. Tsytovich N.A. Mekhanika gruntov: Kratnyi kurs . 6th ed. Moscow, LIBROKOM, 2011, 272 p.

5. Fedorovskiy V.G., Levachev S.N., Kurillo S.V., Kolesnikov. Svai v gidrotekhnicheskom stroitel"stve . Moscow, ASV, 2003, 240 p.

6. Edigarov G.E. Opyt primeneniya SCAD OFFICE v raschete promezhutochnoy svaynoy dvukhryadnoy opory mosta s uchetom vzaimnogo vliyaniya svay v kuste . CADMASTER, 2015, no. 3, pp. 88-97.

7. Shapiro D.M. Teoriya i raschetnye modeli osnovaniy i ob»ektov geotekhniki . Moscow, ASV, 2016, 180 p.

8. Mangushev R.A. Gotman A.L., Znamenkskiy V.V., Ponomarev A.B. Svai i svaynye fundamenty. Konstruirovanie, proektirovanie, tekhnologii . Eds. R.A. Mangushev. Moscow, ASV, 2015, 320 p.

9. Spravochnik geotekhnika. Osnovaniia, fundamenty i podzemnye sooruzheniia. . Eds. V.A. Il"ichev, R.A. Mangushev. 2nd ed. Moscow, ASV, 2016, 1040 p.

10. Tomlinson M., Woodward J. Pile Design and Construction Practice. New York, Taylor&Francis, 2008, 566 p.

11. Day R. W. Foundation Engineering Handbook: Design and Construction with the 2009 International Building Code. San Diego, California, McGrawHill, 2010, 1006 p.

12. Zavriev K.S., Shpiro G.S. et al. Rekomendatsii po raschetu fundamentov glubokogo zalozheniya opor mostov . Moscow, Rotaprint TsNIIS, 1970, 95 p.

13. Petrukhin V.P., Bezvolev S.G., Shulyat"ev O.A., Kharichkin A.I. Effekt kraevoy svai i ego uchet pri raschete plitnogo rostverka . Razvitie gorodov i geotekhnicheskoe stroitel"stvo, 2007, no. 11, pp. 90-97.

14. Mikhaylov V.S., Busygina G.M. Opredelenie krena i sovmestnykh osadok dvukh plitnykh fundamentov . Polzunovskii almanac, 2016, no. 3, Barnaul, Altaiiskii gosudarstvennyi technicheskii universitet, pp. 141-145.

15. Mikhailov V.S., Teplykh A.V. Uchet kharakternykh osobennostei razlichnykh modelei osnovaniia pri raschete vzaimnogo vliianiia zdanii na bol"shikh fundamentnykh plitakh s ispol"zovaniem raschetno-analiticheskoi sistemy SCAD Office . VI Mezhdunarodnyi simpozium. Aktual"nye problemy komp"iuternogo modelirovaniia konstruktsii i sooruzhenii. Vladivostok, 2016, pp. 133-134.

Также по теме

Что приготовить из творога

Природные опасности и стихийные бедствия

Фирмы в экономике — Гипермаркет знаний

Движение воды в океане Причины возникновения течений в океане

Вегето-сосудистая дистония - классификация, причины, симптомы, принципы лечения

Расчет фундамента на винтовых сваях scad. Фундаменты на свайном основании. Проектирование и расчет. Расчёт одиночной сваи

Геометрические характеристики здания

Несущая система здания

Каркас здания

Основание и фундамент

Наружные стены, перегородки, покрытие

Общие требования к железобетонным конструкциям

Инженерно-геологические условия площадки строительства

Расчёт моделей в ПК SCAD

Тип схемы

Количественные характеристики расчетной схемы

Граничные условия

Нагрузки и воздействия

Комбинации нагрузок и расчетные сочетания

Выводы. Основные результаты расчёта

Перемещения

Усилия

Коэффициенты запаса устойчивости системы

Пример подбора арматуры в ребре плиты заводской готовности в программе SCAD

Пример расчета закладных изделий в SCAD

Пример расчета несущей способности фундамента в SCAD

Пример расчета узловых соединений в SCAD

Пример построения расчета МКИ в SCAD

Реализация

Расчёт одиночной сваи

Расчёт свайного куста

Расчет условного фундамента

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы - Нуждин Л.В., Михайлов В.С.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре, автор научной работы - Нуждин Л.В., Михайлов В.С.

Текст научной работы на тему «Численное моделирование свайных фундаментов в расчетно-аналитическом комплексе SCAD Office»