Влияние несущего каркаса здания на напряженно-деформированное состояние фундаментной плиты

• Автор: Шулятьев, Станислав Олегович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава I. Обзор развития и современное состояние исследований по вопросу совместной работы здания и основания

1.1. Исследования взаимодействия здания со сжимаемым основанием

1.2. Учет процесса строительства здания при расчетах системы “основание-фундамент-сооружение”
1.3. Современные методы выполнения совместных расчетов системы “основание-фундамент-сооружение”

1.4. Упрощенные методы учета жесткости здания для расчета фундаментов

1.5. Анализ развития конструктивных схем высотных зданий

1.6. Выводы и задачи дальнейших исследований

Глава II. Численное исследование влияния грунтового основания, параметров фундаментной плиты, конструктивных особенностей каркасного здания и процесса его возведения на НДС фундаментной плнты
11.1. Исследование влияния модели и параметров основания на НДС фундаментной плиты
II.1.1. Влияние модели основания на НДС фундаментной плиты
II. 1.2. Влияние параметров модели основания на НДС фундаментной плиты
11.1.3. Влияние пластических деформаций основания на НДС фундаментной
плиты
11.2. Исследование изменения параметров фундаментной плиты
11.2.1. Влияние жесткости фундаментной плиты на ее НДС
11.2.2. Влияние вылета консоли на НДС фундаментной плиты
11.3. Влияние жесткости конструкций здания на НДС фундаментной плиты
11.4. Исследование изменения НДС фундаментной плиты по мере возведения здания
11.5. Обобщение проведенных исследований
11.6. Выводы по главе
Глава III. Методики и рекомендации по выполнению совместных расчетов системы "основанис-фундамент-сооружснне"
111.1. Методика учета жесткости каркаса здания для выполнения совместных
расчетов основания, фундамента и конструкций высотного здания

111.2. Методика учета нарастания жесткости каркаса здания при его возведении для выполнения совместных расчетов системы “основание-фундамент-
сооружение”
111.3. Методика выполнения совместных расчетов основания, фундамента и конструкций высотного здания с учетом его возведения
Ш.4. Критерий оценки жесткости каркаса здания
111.5. Рекомендации по конструированию фундаментных плит и выполнению совместных расчетов системы “основание-фундамент-сооружение”
111.6. Выводы по главе
Глава IV. Результаты мониторинга при строительстве высотных зданий в г. Москва, их сопоставление с результатами расчетов и проведенных
исследований
IV. 1. Результаты мониторинга при строительстве здания Министерства
иностранных дел на Смоленской площади
IV. 1.1. Конструктивные особенности здания Министерства иностранных дел и
инженерно-геологические условия площадки строительства
IV.! .2. Результаты мониторинга при строительстве Министерства иностранных
дел и их анализ
\.2. Результаты мониторинга при строительстве здания гостиницы “Украина” на
Дорогомиловской набережной
1У.2.1 .Конструктивные особенности здания гостиницы “Украина” и инженерногеологические условия площадки строительства
1У.2.2. Результаты мониторинга при строительстве гостиницы “Украина” и их
анализ
IV.3. Сопоставление данных мониторинга с результатами расчетов и проведенных
исследований
I У.4. Апробация результатов исследований на данных мониторинга
^.5. Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение 1. Акты внедрения
Приложение 2. Способ регулирования неравномерных осадок многоэтажного здания

Введение
Актуальность темы исследования обусловлена широким распространением и недостаточной изученностью работы фундаментной плиты в составе здания с полным каркасом на податливом основании.
В соответствии с этим цель диссертационной работы заключается в выполнении расчетно-теоретических исследований влияния основания и несущего каркаса здания на напряженно-деформированное состояние фундаментной плиты с разработкой рекомендаций по расчету и проектированию фундаментных плит в составе зданий с полным каркасом.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:
1. выполнить анализ существующего состояния вопроса в области взаимодействия основания, фундамента и сооружения, наметить область проведенім необходимых исследований;
2. разработать расчетную модель для выполнения исследований взаимодействия системы “основание-фундамент-сооружение”;
3. исследовать влияние модели и параметров основания, а также жесткостных параметров фундаментной плиты и конструкций здания на НДС фундаментной плиты;
4. проанализировать влияние процесса возведения каркаса здания на НДС фундаментной плиты;
5. определить необходимое и достаточное количество этажей для выполнения расчетов фундаментной плиты;
6. разработать методику выполнения совместных расчетов основания, фундамента и конструкций здания с учетом процесса его возведения;
7. сформулировать рекомендации по оптимальному проектированию и проведению расчетов фундаментных плит;
8. провести апробацию результатов исследований и разработанных методик на примере натурных экспериментальных данных строительства высотных зданий в г. Москва.
Научную новизну диссертационной работы составляют:
• исследования влияния грунтового основания и каркаса здания на НДС фундаментной плиты, позволяющие оценить достоверность выполненных расчетов и определить необходимость учета ряда факторов при расчете фундамента;

Учитывая трудоемкость и времязатратность выполнения совместных расчетов системы “основание-фундамент-сооружение” по современным методикам, представляется необходимой разработка простой и в то же время позволяющей достаточно полно и точно моделировать взаимодействие между основанием и зданием каркасной схемы методики, способной отвечать современным потребностям как проектных, так и научных организаций.
1.5. Анализ развития конструктивных схем высотных зданий
Анализ взаимодействия здания с основанием следует производить для наиболее распространенных конструктивных схем высотных зданий и их фундаментов. В этой части дается анализ развития конструктивных схем высотных зданий, с выделением наиболее распространенных из них.
Первым осуществленным высотным зданием считается 13-этажное здание “Пагоды”, построенное в X веке (938 г) в г. Ханджоу (Китай), хотя некоторые исследователи [184] отмечают, что здания с несущими стенами высотой до десяти этажей строились еще в Римской империи. Первые многоэтажные здания появились в конце XIX в и строились с несущими кирпичными стенами. Однако с увеличением высоты толщина стен и, следовательно, вес здания неуклонно увеличивались. Ограниченность этой схемы стала очевидной при строительстве в 1891 г. 16-этажного здания Монаднок в Чикаго, толщина нижних стен которого превысила 1,8 м. Значительное увеличение высотности зданий стало возможным лишь благодаря появлению каркасных конструкций. Первое здание с каркасной конструктивной схемой следует считать построенное в Чикаго архитектором Jenney в 1885 г. 10-этажное здание Ноше Insurance Building (Н1В) с чугунными колоннами. Здесь наружная стена, освобожденная от необходимости поддерживать перекрытия, несет только свой собственный вес и выступает в качестве ограждающей конструкции. В 1891 г. в Чикаго было построено 13-этажное здание "Tacoma", а в 1893 г. - уже 20-этажное, в котором чугунные колонны заменены стальными. Здесь, как и в здании “HIB” несущие стены превращаются в заполнение каркаса. Вслед за этим здания, освобожденные от тяжелых массивных стен, стали быстро расти вверх. В связи с изменением функции стены возникла необходимость создания новых конструкций, для обеспечения жесткости и устойчивости многоэтажных зданий. Первые многоэтажные здания конструировались исключительно в виде связевых каркасов. К рамной конструкции относились в то время с некоторым недоверием.
В связевом каркасе основные несущие конструкции образуются системой колонн, горизонтальных дисков: перекрытий и вертикальных элементов: связей, стен, диафрагм и др.