Investigation of force redistribution in the foundation slab of complex configuration in low-rise buildings

Main Article Content

Vasyl Pidlutskyi
Oleksandr Lytvyn

Abstract

A study of the redistribution of forces in the foundation slab of a complex configuration in the plan for the installation and non-installation of deformation seams between blocks of low-rise building using numerical simulation by the finite element method (FEM). Two variants of the foundation slab are considered - with the installation and non-installation of deformation seams.


Due to the large difference in loads in different rooms and areas of the building to prevent uneven deformation of the bases as a foundation was adopted monolithic reinforced concrete foundation slab type with a thickness of 400 mm. The frame of the building is monolithic reinforced concrete with vertical load-bearing elements in the form of columns, pylons and walls, which are united by monolithic floor slabs, which create stiffness disks.


The basis for the slab foundation are sandy soils dusty and small, medium density with lenses of plastic sands.


After the calculations, the stress-strain state (SSS) of the foundation structures of the building was analyzed, namely: subsidence of the foundation slab, redistribution of bending moments in the foundation slab in the X and Y directions and selected the appropriate area of working reinforcement of the foundation slab. As a result of calculations, it was found that the presence of deformation seams significantly affects the redistribution of forces in the foundation slab of complex configuration in low-rise buildings. When installing them, there is an increase in bending moments in areas away from the junction of building blocks from 5% to 20%. A significant increase in bending moments occurs in the joint zone of the building blocks when installing deformation seams. In these areas, an increase in bending moments from 10% to 3 times, which significantly affects the cost of reinforcement of the foundation slab. It is also shown that the device of deformation seams practically does not affect the maximum values of subsidence of the foundation slab.


Therefore, for low-rise buildings it is recommended to arrange a version of the foundation slab without deformation seams.

Article Details

Section
Статті
Author Biographies

Vasyl Pidlutskyi, Kyiv National University of Construction and Architecture

Associate Professor of the Department of Geotechnics

Oleksandr Lytvyn, Kyiv National University of Construction and Architecture

Assistant of the Department of Geotechnics

References

Винников Ю.Л. Порівняння осідань природних і армованих основ плитних фундаментів зерносховищ / Ю.Л.Винников, І.І,Ларцева, В.І.Марченко // Будівельні конструкції: міжвідомчий наук.-техн. зб.–К.: НДІБК – 2011. – Вип. 75.–Кн. 2, С.45-52.

Винников Ю.Л. Розрахунок фундаментної плити силосів на армованій стохастичній основі / Ю.Л. Винников, М.О. Харченко, В.І. Марченко // Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. – Дніпро: ДНУЗТ, 2012.– Вип. 3. - С. 26 – 32.

Жук В.В. До розрахунків спільної роботи будівлі з грунтовою основою в умовах нерівномірних деформацій. / В.В. Жук, В.Л.Підлуцький // Основи та фундаменти: міжвідомчий науково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2015. – Вип. 36. – С. 9-17.

Жупаненко І. Чисельний аналіз методів розрахунку ґрунтової основи та методів визначення коефіцієнтів постелі. / І.Жупаненко // Основи та фундаменти: Науково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2020. – Вип. 41. – С. 64-71.

DOI: 10.32347/0475-1132.41.2020.64-71

Корнієнко М.В. Особливості геодезичного моніторингу будівель на плитних фундаментах. / М.В.Корнієнко, В.В.Жук, І.С.Чегодаєв, С.В.Поклонський // Будівельні конструкції: міжвідомчий наук.-техн. зб. – К.: НДІБК – 2016. – Вип.83. – Кн.2, С.606-615.

Маєвська І.В. Оптимізація плитних фундаментів за витратами матеріалів / І.В.Маєвська, Н.В.Блащук, Г.В.Маєвський // Основи та фундаменти: міжвідомчий науково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2015. – Вип. 37. – С.352-362.

Основи і фундаменти будівель та споруд. ДБН В.2.1-10:2018. – К.: Мінрегіон Украї-ни, 2018. – 36с.

Підлуцький В.Л. Формування НДС у фундаментах зерносушильних комплексів при зміні параметрів грунтів. / В.Л.Підлуцький, О.В.Литвин // Основи та фундаменти: Науково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2020. – Вип. 41. – С. 55-63.

DOI: 10.32347/0475-1132.41.2020.55-63

Pidlutskyi V. (2017) Research of the interaction of piles with different lengths and the grillage in the foundations of high-rise buildings / V.Pidlutskyi, I.Boyko, V.Nosenko // Civil and environmental engineering reports CEER. Poland. – 2017. – 26 (3). P.59-68. https://doi.org/ 10.1515/ceer-2017-0035

Vynnykov Y.L., Lartceva I.I., Marchenko V.I. (2011). Porivniannia osidan pryrodnykh i armovanykh osnov plytnykh fundamentiv zernoskhovyshch [Comparison of subsidence of natural and reinforced bases of slab foundations of granaries]. Budivelni konstruktsii: mizhvidomchyi nauk.-tekhn. zb. Kyiv: NDIBK, 75(2), 45-52 (in Ukrainian).

Vynnykov Y.L., Kharchenko M.O., Marchenko V.I. (2012). Rozrakhunok fundamentnoi plyty sylosiv na armovanii stokhastychnii osnovi [Design of foundation plate of grain silage on reinforced stochastic soil base]. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka. Dnipro: DNURT, 2, 26-32 (in Ukrainian).

Zhuk V.V., Pidlutskyi V.L. (2015). Do rozrakhunkiv spilnoi roboty budivli z hruntovoiu osnovoiu v umovakh nerivnomirnykh deformatsii [To the calculation of soil–foundation–structure interaction in conditions of nonuniform deformations]. Osnovu ta fundamenty: mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 36, 9-17 (in Ukrainian).

Zhupanenko I. (2020). Chyselnyi analiz metodiv rozrakhunku gruntovoi osnovy ta metodiv vyznachennia koefitsiientiv posteli [Numerical analysis of methods for calculating the soil base and methods for determining bed coefficients]. Osnovu ta fundamenty: Naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 41, 64-71 (in Ukrainian). DOI: 10.32347/0475-1132.41.2020.64-71

Korniienko M.V., Zhuk V.V., Chehodaiev I.S., Poklonskyi S.V. (2016). Osoblyvosti heodezychnoho monitorynhu budivel na plytnykh fundamentakh [Features of geodetic monitoring of buildings on slab foundations]. Budivelni konstruktsii: mizhvidomchyi na-uk.-tekhn. zb. Kyiv: NDIBK, 83(2), 606-615 (in Ukrainian).

Maievska I.V., Blashchuk N.V., Maievskyi G.V. (2015). Optymizatsiia plytnykh fundamentiv za vytratamy materialiv [Optimization of slab foundations for material costs]. Osnovu ta fundamenty: mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 37, 352-362 (in Ukrainian).

Osnovy i fundamenty budivel ta sporud. DBN V.2.1–10:2018. (2018). Kyiv: Minregion Ukrayiny, 36 (in Ukrainian).

Pidlutskyi V.L., Lytvyn O.V. (2020). Formuvannia NDS u fundamentakh zernosushylnykh kompleksiv pry zmini parametriv hruntiv [Formation of stress-strain state in the foundations of grain drying complexes when chang-ing soil parameters]. Osnovu ta fundamenty: Naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 41, 55-63 (in Ukrainian). DOI: 10.32347/0475-1132.41.2020.55-63

Pidlutskyi V., Boyko I., Nosenko V. (2017) Research of the interaction of piles with different lengths and the grillage in the foundations of high-rise buildings. Civil and environmental engineering reports CEER. Poland. 26 (3). 59-68. https://doi.org/10.1515/ ceer-2017-0035