Снос построек: www.ecosnos.ru 
Строительные лаги  Справочник 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Как видим, первый подход как будто бы, и достигает нужного эффекта (усилия в периферийных сваях снижены), но это дается дорогой ценой: необходимо увеличить размеры плиты, поставить большое количество дополнительных свай, но самый главный недостаток этого подхода - это резкое увеличение изгибаюш,их моментов (в фундаментной плите - почти в 1,5 раза, в плитах перекрытий - более чем в 2,5 раза, в крайних колоннах - более чем в 5 раз. Сравнение производится со схемой 5.1 б). Алогизм этого подхода очевиден: зона больших нагрузок находится в центре плиты (как правило, ядро жесткости, а, следовательно, и большая часть нагрузок располагается в центре здания), а увеличение опорных зон организуется в периферийных зонах. Второй подход наоборот оказывается достаточно целесообразным. Ценой установки всего одной сваи достигнуто по сравнению со схемой 5.1 б некоторое уменьшение моментов в плитах перекрытий и значительное (более чем в 2 раза) уменьшение моментов в крайних колоннах.

Таким образом, можно сделать следуюш,ие выводы:

• Конструктивные мероприятия по уменьшению усилий в периферийных сваях, связанные с увеличением количества свай в периферийных зонах и в связи с этим увеличением размеров плит нелогичны и вредоносны для конструкций здания, так как ведут к значительному перерасходу материала (большее количество свай, большие размеры фундаментной плиты, повьш1енное армирование в фундаментной плите, плитах перекрытий и крайних вертикальных элементах).

• В случае, если конструктор принял решение о необходимости конструктивных мероприятий по уменьшению усилий в периферийных сваях, плите и крайних колоннах, то логичным является увеличение количества свай непосредственно под зоной больших нагрузок. Возможны и другие конструктивные мероприятия с целью уменьшения моментов в крайних колоннах. Например, пилоны в периферийной зоне, как уже указывалось выше, следует расположить так, чтобы большая полка была ориентирована вдоль контура. В этом случае уменьшение моментов в этих пилонах будет достигнуто за счет уменьшения их жесткости, а сдвиговые усилия, обеспечиваюш,ие эффект пространственной ферма Веренделя будут восприняты диафрагмами.

Прежде чем принимать решение об увеличении количества свай, желательно все же провести расчет обш,ей схемы здания совместно с грунтовым или свайным основанием в физически нелинейной постановке. Опыт таких численных исследований показывает, что весьма оправдан инженерный опыт расстановки свай состоящий в следующем: количество свай определяется путем деления общего веса здания на величину несущей способности свай. Определенной таким образом количество свай увеличивается на 20-25%, чтобы компенсировать различные неравномерности, влияние ветровой нагрузки и т.п. Сваи расставляются равномерно, но если есть возможность, шаг их расстановки следует сгущать непосредственно под вертикальными элементами, особенно под ядром жесткости. В этом случае создаются возможности для резервов, приспособляемости конструкции, а она «использует их рационально».

При расчете фундаментных конструкций важно правильно оценить жесткостные свойства грунтов и свай. Если геологические изыскания не дают прямого ответа (пробные кусты свай, испытание штампом), то оценку жесткостных свойств приходится делать на



* Программа ГРУНТ входящая в ПК МОНОМАХ предоставляет пользователю право выбора различных методик для определения коэффициентов постели.

основе какой-либо методики по данным и характеристикам слоев грунта. Методика определения жесткостных характеристик грунта для винклеровской и пастернаковской моделей и модели упругого (неупругого) полупространства очень много. И их количество приближается к количеству исследователей. Как во всякой слабоизученной и сложной проблеме здесь много субъективизма, конъюнктуры и невежества типа высказываний о недопустимости оставлять на усмотрение пользователя выбор той или иной модели, т.е. его надо загонять в угол и предоставлять ему право "выбора" только одной модели, которая, по мнению ее создателя, является самой лучшей. Это противоречит основополагающему лозунгу: расчет - это способ рассуждения. И пользователь должен иметь право выбора по своему усмотрению нескольких моделей, а программный комплекс должен предоставлять ему это право, а в случае отказа от выбора по умолчанию предоставлять ему одну из возможных моделей, снабдив этот выбор объективными аргументами*.

Конструкции на грунтовом основании относятся к классу трудно формализуемых задач, и одной из причин является то, что грунт представляет собой разнородную и слабоизученную среду.

При рассмотрении этого класса конструкций необходимо надземную часть конструкции рассчитывать совместно с грунтовым массивом, а сам грунтовый массив должен представляться как нелинейно деформируемая среда. Пожалуй, наиболее продвинутой моделью в настоящее время является представление грунтового массива в виде конечно-элементной модели (рис. 5.4), учитывающей разнородность грунта (наличие грунтовых слоев с различными свойствами) и нелинейные зависимости между напряжениями и деформациями основанными на той или иной теории прочности.

Например, теории Кулона: для плоского напряженного состояния

(cTi - 0-3 )/2 < sm() X (o-i + 0-3 )2 + R,

или для объемного напряженного состояния

(0-1-0-3) 2<sinwx(o-i +0-2+0-3) 3 + при Rstg{)<Rc

где: О*!, O-j, 0-3 - главные напряжения

Rc - напряжение сдвига

Rs - предельное напряжение при растяжении (р - угол внутреннего трения




Рис. 5.4

Такая модель громоздка даже для современных программных комплексов, так как размеры грунтового массива должны приниматься достаточно большими с тем, чтобы характер граничных условий по области, ограничивающей этот массив не оказывал существенного влияния (принцип Сен-Венана) на напряженно-деформированное состояние рассчитываемой конструкции. Поэтому часто используются клавишные модели Винклера (коэффициент постели Ci) или Пастернака (коэффициент постели Ci и коэффициент сдвига Ci).

Безусловно, такие модели являются очень упрощенными, поэтому требуют введения ряда предпосылок. Этим объясняется наличие большого количества методик по определению Ci и С2, авторы которых аргументируя свои предпосылки ссылаются на натурные наблюдения, которые изначально не могут быть представительными из-за большой разнородности характеристик грунтов.

Можно выделить два основных подхода, лежащих в основе многочисленных методик по определению Ci (С2 как правило определяется как функция от Ci).

I подход. В основе лежит выражение для усредненного модуля деформаций для слоев грунта, входящих в сжимаемую толщу, т.е.

Ci = ЕоН (l - 2jul); С2 = ЕоН, /б{\ + ju,)

(5.1)

где /гсг- pj- дополнительное вертикальное напряжение на глубине z в i подслое; Не - глубина сжимаемой толщи;

hi, Ej - соответственно толщина и модуль деформации г-того слоя; п - количество слоев грунта;



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33