Учет жесткостных параметров зданий при расчетах оснований и фундаментов

• Автор: Камаев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Деформации здания на грунте.

1.2. Методы совместных расчетов основания и конструкций здания.

1.3. Основные закономерности совместной работы здания и основания

1.4. Цели и задачи исследования.

2. Стендовое моделирование работы неразрезной конструкции на грунтовом

основании

2.1. Цели, задачи и описание эксперимента

2.2. Результаты эксперимента.

2.3. Численное моделирование эксперимента
2.4. Интерпретация полученных результатов
3. Численное моделирование совместной работы надземных конструкций
здания с основанием
3.1. Влияние жесткости фундаментной плиты и грунта на совместные деформации
3.2. Влияние пластических деформаций в грунте на результаты совместного расчета фундаментной плиты с основанием
3.3. Влияние жесткости надземных конструкций на осадки фундаментов и нагрузки, передаваемые на них
3.4. Анализ жесткости надземных конструкций здания при совместной работе с основанием
3.5. Выводы
4. Особенности выполнения совместных расчетов здания и основания с учетом упругопластической работы железобетона, изменения усилий с учетом временного фактора и сравнение расчетных данных с результатами наблюдений.
4.1. Влияние снижения жесткости конструкции за счет пластической работы бетона на деформации основания и усилия в надземных конструкциях
4.2. Анализ результатов наблюдений за зданиями.
4.3. Анализ изменения относительной разности осадок и усилий в конструкциях с учетом фактора времени.
4.4. Рекомендации по проектированию зданий с учетом совместной работы с основанием.
Общие выводы.
Список использованных источников


В соответствии с этой моделью, например, плита, нафуженная равномерной нафузкой, будет получать равномерные осадки без прогиба, и в ней не возникнет никаких усилий, что, очевидно, не вполне согласуется с действительностью. В результате при расчете могут быть недооценены усилия, связанные с общим прогибом конструкции. Кроме того, в расчетах по винклсровской модели невозможно учесть взаимное влияния фундаментов, что препятствует решению целого класса геотехнических задач, связанных с влиянием различных зданий или частей здания друг на друга. Другой упрощенной моделью основания является модель упругого полупространства. Обоснованию правомочности применения соотношений теории упругости к грунтам были посвящены работы Н. М. Герсеванова []. В настоящее время теория упругости используется в инженерных методах расчета осадок, вошедших в нормативные документы [,]. Были разработаны различные методы, позволяющие получать решения для балок и плит на упругом основании. Эти методы изложены в работах Б. Н. Жемочкина [], А. П. Синицина [], И. А. Симвулиди []. Очень подробно вопросы расчета различных конструкций на упругом основании рассмотрены в работах М. И. Горбунова-Посадова []. Существующие методы расчетов с использованием соотношений теории упругости не нашли широкого распространения из-за очень большой сложности и трудоемкости. К недостаткам модели упругого полупространства следует отнести невозможность учета неоднородности основания по глубине. Для устранения этого недостатка в некоторых случаях можно использовать усредненный модуль деформации по слоям фунта []. В.В. Макаров [], H. A. Цыто-вич [], E. Schultze and W. Sievering [3]). При этом реальная глубина развития осадок по глубине в натурных условиях оказывается существенно меньше, чем полученная расчетом. A.B. Голли [], Б. И. Далматов и др. П.А. Коновалов [], и др. Было предложено несколько подходов для преодоления данного недостатка. Один из подходов, предложенный Г. К. Клейном [], заключается в использовании модуля деформации, меняющийся по глубине по какой-либо закономерности, например, линейной или квадратичной. Другой подход заключается в ограничении глубины сжимаемой толщи. Б.И. Далматов, В. М. Чикшиев [], М. Ю. Абелев [1], A. В.Н. Широков [9], В. Б. Швец [6] и др. Первый критерий ограничения сжимаемой толщи применяется в методе послойного суммирования, используемом в нормативных документах. Методы расчета осадок с использованием других способов офаничения сжимаемой толщи нашли отражение в трудах К. Е. Егорова [, J, H. A. Цытовича [, ], Б. И. Далматова []. Методам расчета конструкций с применением модели основания с офаниченной глубиной сжимаемой толщи посвящены труды К. Е. Егорова [], О. Я. Шехтер [7,8] и др. Из-за указанных выше недостатков параллельно с развитием теории упругого полупространства, происходило развитие методов расчета конструкций с использованием коэффициентов постели. С.Н. Клепиковым [] для расчета фундаментных плит был разработан метод коэффициентов жесткости (переменного коэффициента постели). В рамках линейной задачи перемещения точек поверхности грунта под подошвой фундамента пропорциональны давлению на грунт. Если будут известны коэффициенты пропорциональности в каждой точке подошвы фундамента, то решение задачи в дальнейшем будет аналогично расчету по гипотезе Винклера, но с переменным коэффициентом постели. Однако вычисление коэффициентов жесткости связано со значительными трудностями и, как показывает практика, требует большого количества итераций. Еще одним видоизменением модели Винклера, позволяющим учесть распределительную способность грунта является модель Филонснко-Бородовича [], в которой по поверхности винклеровских пружин вводится нерастяжимая мембрана или упругая пластина. За рубежом данный метод расчета известен как метод "грунтовой балки". Его недостаток заключается в неопределенности при назначении жесткости "грунтовой балки" или пластины. Р=Кп0-СЧп0У (1. К и С - коэффициенты постели, и>0 - осадка основания, оператор Лапласа. Первый параметр по смыслу аналогичен коэффициенту постели по гипотезе Винклера, а второй учитывает распределительную способность грунта.