Вплив вибору моделі основи на напружено-деформований стан вертикальних несучих елементів монолітно-каркасного будинку
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Виконано порівняння напружено-деформованого стану вертикальних елементів каркасу монолітного будинку (підвалу, першого і четвертого поверху), в залежності від методу моделювання ґрунтового середовища та паль.
Використання пальових фундаментів обумовлено тим, що вони забезпечують передачу навантажень на глибші шари ґрунтів та, як правило, більшу несучу здатність в порівнянні з фундаментами неглибокого закладання. Під час проектування фундаментів перед інженерами виникає питання як моделювати ґрунтове середовище і палі?
У даній роботі представлено вплив прийнятого рішення (обраної моделі ґрунтового середовища і методу моделювання паль) на напружено-деформований стан вертикальних несучих елементів каркасу будинку.
Виконано порівняння напружено-деформованого стану вертикальних елементів каркасу (підвалу, першого і четвертого поверху), які були отримані при використанні наступних варіантів моделей системи «основа – пальовий фундамент – надземні несучі конструкції»:
- палі змодельовані одновузловими скінченними елементами, що мають лише вертикальну жорсткість за результатами випробування паль на вертикальне статичне вдавлююче навантаження, взаємний вплив паль та характеристики ґрунтів не враховуються (СЕ-56 тут і далі, це номер скінченного елементу у бібліотеці елементів ПК «Ліра-САПР»);
- палі змодельовані одновузловими скінченними елементами, що розташовуються з заданим по довжині палі кроком та мають жорсткість в різних напрямках і наближено враховують оточуючий ґрунт навколо палі та під її вістрям (СЕ-57);
- ґрунтове середовище змодельовано об’ємними пружними скінченними елементами; палі – стержневими скінченними елементами.
Показано, що вибір моделі основи впливає на НДС не тільки фундаментних конструкцій, а й вертикальних несучих елементів будинку. При використанні різних варіантів моделювання основи: за допомогою одновузлового скінченного елементу, що моделює палю як пружну в’язь (СЕ-56), за допомогою ланцюжка одновузлових скінченних елементів (СЕ-57), або об’ємного ґрунтового масиву, можна отримати як кількісні відмінності у напруженнях від 2 до 20%, так і якісну зміну, що спостерігається у зміні знаку згинальних моментів.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Бойко І.П. Особливості взаємодії пальо-вих фундаментів під висотними будинка-ми з їх основою. / І.П.Бойко // Основи і фундаменти: Міжвідомчий науково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2006. – Вип. 30. – С. 3-8.
Носенко В.С. Напружено-деформований стан пальово-плитних фундаментів сек-ційних висотних будинків: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Носенко Віктор Сер-гійович. – К.: КНУБА, 2012. – 175с.
Підлуцький В.Л. Взаємодія фундаментної плити з палями різної довжини з грунто-вою багатошаровою основою: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Підлуцький Василь Леонідович. – К.: КНУБА, 2013. – 230с.
Сахаров В.О. Моделювання взаємодії па-льового фундаменту з нелінійною осно-вою в умовах прибудови: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Сахаров Володимир Олександрович. – К.: КНУБА, 2005. – 215 с.
Улицкий В.М. Расчеты и интерактивный мониторинг при строительстве зданий в сложных грунтовых условиях / В.М. Ули-цкий, К.Г. Шашкин, А.Г. Шашкин // Тех-нологии безопасности и инженерные си-стемы № 2(13). – С-Пб: Стройиздат. – 2007. – С. 16-19.
Шашкин К.Г. Взаимодействие здания и основания: Методика расчета и практиче-ское применение при проектировании / К.Г.Шашкин, А.Г.Шашкин. – С-Пб: Стройиздат, 2002. – 48с.
Boyko I.P. Finite element simulation of the loss of stable resistance in a foundation-soil system / I.P. Boyko, V.S. Boyandin, A.E. Delnik, A.L. Kozak, A.S. Sakharov // Archive of Applied Mechanics № 62. – 1992. – р. 316-328.
Городецкий А.С. Компьютерные модели конструкций / А.С. Городецкий, И.Д. Евзеров. – Київ: ФАКТ, 2007. – 392с.
Носенко В.С. Числове моделювання на-пружено-деформованого стану пальового фундаменту з використанням різних мо-делей ґрунтової основи / В.С. Носенко, О.О. Кашоїда // Основи і фундаменти: Науково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2019. – Вип. 38. – С. 34-43.
Bоyko I.P. (2006). Osoblyvosti vzaiemodii palovykh fundamentiv pid vysotnymy budynkamy z yikh osnovoiu [Features of the interaction of pile foundations under high-rise buildings with their foundation]. Osnovu i fundamenty: Mizhvidomchyj naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 30, 3-8 (in Ukrainian).
Nosenko V.S. (2012). Napruzheno-deformovanyj stan paljovo-plytnykh fundamentiv sekcijnykh vysotnykh budynkiv [Stress-strain state of plate-pile foundations of sectional high-rise buildings]. Dys. kand. tekhn. nauk: 05.23.02. Kyiv: KNUBA, 175 (in Ukrainian).
Pidlutskyi V.L. (2013). Vzayemodiya fundamentnoyi plyty z palyamy riznoyi dovzhyny z gruntovoyu bagatosharovoyu osnovoyu [Interaction of a base plate with piles of different lengths with a soil multilayer basis]. Dys. kand. tekhn. nauk: 05.23.02. Kyiv: KNUBA, 230 (in Ukrainian).
Sakharov V.O. (2005). Modelyuvannya vzayemodiyi paljovogo fundamentu z nelinijnoyu osnovoyu v umovakh prybudovy [Modeling of the interaction of a pile foundation with a nonlinear basis in the conditions of an extension]. Dys. kand. tekhn. nauk: 05.23.02. Kyiv: KNUBA, 215 (in Ukrainian).
Ulitskiy V.M., Shashkin K.G., Shashkin A.G. (2007). Raschjoty i interaktivnyj monitoring pri stroitel`stve zdanij v slozhnykh gruntovykh usloviyakh [Calculations and interactive monitoring during the construction of buildings in difficult ground conditions]. Tekhnologii bezopasnosti i inzhenernye sistemy. S-Petersburg: Strojizdat, 2(13), 16-19 (in Russian).
Shashkin K.G., Shashkin A.G. (2002). Vzaimodejstvie zdaniya i osnovaniya: Metodika rascheta i prakticheskoe primenenie pri proektirovanii [Interaction of the building and the foundation: Method of calculation and practical application in the design]. S-Petersburg: Strojizdat, 48 (in Russian).
Boyko I.P., Boyandin V.S., Delnik A.E., Kozak A.L., Sakharov A.S. (1992). Finite element simulation of the loss of stable resistance in a foundation-soil system. Archive of Applied Mechanics, 62, 316-328.
Gorodetskiy A.S. (2007). Computer models of structures. Kyiv, FAKT, 392 (in Ukrainian)
Nosenko V.S., Kashoida O.O. (2019). Chyslove modelyuvannya napruzheno-deformovanoho stanu palʹovoho funda-mentu z vykorystannyam riznykh modeley gruntovoyi osnovy [Numerical simulation the stress-strain state of the pile foundation building using different soil models]. Osnovu i fundamenty: Naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 38, 34-43 (in Ukrainian).