Оптимизация проектных решений свайных фундаментов с учетом взаимного влияния свай и работы низкого ростверка на их несущую способность

• Автор: Рузаев, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ СВАЙ В СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТАХ.

1.1. Экспериментальные исследования совместной работы свай

в фундаменте

1.2. Экспериментальные исследования по изучению влияния низкого ростверка на работу и несущую способность свайных фундаментов.

1.3. Учет работы низкого ростверка при расчете свайноплитных фундаментов.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ

СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ.

2.1. Основные положения метода конечных элементов

2.2. Основные уравнения для описания деформаций грунта на основе упругопластической модели.
2.3. Сравнение результатов натурных экспериментов с расчетами выполненными методом конечных элементов.
2.3.1. Геологические условия экспериментальных площадок,
краткое описание опытных фундаментов
2.3.2. Численные расчеты системы свайный фундамент массив грунта
2.3.3. Результаты численных расчетов и их сопоставление
с результатами натурных испытаний.
2.3.4. Сопоставление результатов расчетов одиночных свай, выполненных по различным методикам, с данными
натурных испытаний
Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СВАЙНОГО
ФУНДАМЕНТА НА РАБОТУ НИЗКОГО РОСТВЕРКА
ЗЛ. Состав численного эксперимента, исходные данные
3.2. Основные положения теории планирования эксперимента.
3.3. Математическая модель эксперимента
3.4. Оценка параметров модели
3.4.1. Расчет дисперсии опытов
3.4.2. Расчет коэффициентов регрессии.
3.4.3. Проверка адекватности модели.
3.5. Анализ модели.
3.6. Результаты численных исследований и их анализ.
Выводы по главе
Г ЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ
СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ.
4.1. Методы решения задач оптимизации.
4.2. Методы оптимального проектирования строительных конструкций
4.3. Постановка задачи оптимизации и метод ее решения.
4.4. Общий вид задачи оптимизации.
4.5. Алгоритм оптимального проектирования.
4.6. Пример определения оптимальных параметров свайного фундамента по предложенному алгоритму
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Список литературы


Разработанная оптимизационная модель расчета параметров свайных фундаментов, сформулированные выражения для критерия оптимальности и системы ограничений. Алгоритм определения оптимальных параметров свайных фундаментов с использованием методов теории оптимизации. Апробация работы. Основные положения работы обсуждались: на XII-ой и ХШ-ой Международных межвузовских конференциях «Строительство -формирование среды жизнедеятельности» (Москва, - апреля ; - апреля ); на Международной конференции «Геотехнические проблемы мегаполисов» (Москва, 7- июня ). Публикации но результатам исследований. Основные результаты диссертации отражены в 7-ми печатных работах. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и основных выводов и содержит 7 страниц, в том числе рисунка, таблиц и список литературы из 0 наименований. В.В. Знаменскому, заведующему кафедрой Механики грунтов, оснований и фундаментов МГСУ, доктору технических наук, профессору З. Мартиросяну за ценные советы и замечания при подготовке диссертационной работы, кандидату технических наук, ведущему научному сотруднику Института прикладной механики РАН (ИПРИМ РАН) А. Н.Власову за содействие в обсуждении отдельных положений диссертационной работы и всем сотрудникам кафедры за доброжелательное отношение и поддержку. ГЛАВА 1. Экспериментальные исследования работы свайных фундаментов проводились многими исследователями, как в нашей стране (. В.А. Барвашов, А. А.Бартоломей, Б. В.Бахолдин, В. Г.Березанцев, В. Н.Голубков, А. Л.Гогман, Н. З.Готман, A. A.Григорян, Б. М.Далматов, Н. М.Дорошкевич, К. Е.Егоров, Ю. К.Зарецкий, В. В. Знаменский, С. В.Курилло, А. В.Пилягин, Е. А.Сорочан, С. Б.Ухов, А. Б.Фадеев, В. Г.Федоровский, В. Н.А. Цытович и многие другие), гак и за рубежом (I. Birnbaum, Y. I.Chcn, T. D.Davis, S. GefTen, H. G.Kempfert, II. Kishida, II. L.Liu, G. Meyerhof, R. H.G. Poulos, O. Reul, S. M.Saeyd, A. Schmitt, A. W.Skempton, W. F.Van Impe, A. S.Vesic, H. Whitaker и др. Полученные в результате проведенных исследований данные позволили оценить влияние многих факторов на совместную работу свай в фундаментах, в том числе и включение в работу фундамента низкого ростверка. Большой объем комплексных исследований по изучению работы свайных фундаментов был выполнен на кафедре Механики грунтов, оснований и фундаментов Московского государственного строительного университета (МГСУ) под руководством проф. Н.М. Дорошкевич и проф. В.В. Знаменского. Исследования проводились в различных грунтовых условиях, включая искусственные фунты (эквивалентные смеси) на модельных и натурных свайных фундаментах в полевых и лабораторных условиях. В рамках этих исследований В. Исследования показали, что характер передачи нагрузки на грунт сваями группы и одиночными сваями различен. Это различие заключается в снижении сил трения по боковой поверхности сваи группы по сравнению с одиночной сваей. Степень снижения сил трения зависит от осевого расстояния между сваями, местоположения сваи в плане группы (центральная, рядовая или угловая) и типа ростверка (низкий или высокий). Наибольшее снижение сил трения по боковой поверхности, а, следовательно, и доля участия ес в несущей способности сваи группы было зафиксировано при осевом расстоянии между сваями 3 4с1. При этом расстоянии и низком ростверке доля участия боковой поверхности в несущей способности сваи группы уменьшилось на % у угловых свай и до % у центральных по сравнению с % у одиночной сваи. При осевом расстоянии между сваями З. Эго говорит о том, что при высоком ростверке грунт межевайного пространства при расстоянии между сваями З. С увеличением расстояния между сваями степень снижения сил трения по боковым поверхностям свай в группах уменьшается и начинает в значительной мере зависеть от положения ростверка. Так, как показали испытания, несущая способность боковой поверхности сваи группы с низким ростверком при осевом расстоянии между сваями 6с1 оказалась в 1,6. Следствием неодинакового снижения сил фения по боковым поверхностям свай в группах является неравномерное распределение нагрузки между ними.