Вибір оптимальних параметрів підпірної стіни огородження котловану в умовах щільної забудови з врахуванням її просторової жорсткості
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Представлено результати дослідження взаємодії огородження котловану виконаного з гнучких підпірних стін, що влаштовується в умовах щільної забудови, із ґрунтовою основою.
Розрахунки виконувалися методом числового моделювання, за допомогою програмного комплексу «Plaxis». Моделювання виконано в тривимірному просторі, що дає можливість для комплексної оцінки напружено-деформованого стану (НДС) елементів системи «ґрунтовий масив – підпірні стіни – конструкції існуючих будівель» при використанні складних конфігурацій підпірних стін та врахування фактору їх просторової жорсткості.
Для аналізу результатів було обрано 4 характерних перерізи. Моделювання виконувалося з урахуванням таких етапів:
1) етап ініціалізації (формування ґрунтового масиву в природному стані);
2) влаштування підпірної стіни;
3) почергова розробка котловану до проектної відмітки;
4) навантаження від будівлі на стадії експлуатації.
За результатами розрахунків було виконано аналіз НДС елементів системи «ґрунтовий масив – підпірні стіни – конструкції існуючих будівель» та підібрано армування підпірних стін, та визначено витрати основних матеріалів.
Показано, що врахування просторової жорсткості підпірної стіни огородження котловану дає змогу більш ефективно оцінити НДС конструкції підпірної стіни, більш коректно оцінити додаткові деформації сусідніх будівель, за рахунок врахування зміни жорсткості підпірної стіни складної конфігурації, а, отже в подальшому ефективніше запроектувати конструкції підпірних стін.
За результатами розрахунків показано, що підпірні стіни виконані в 2 ряди в шаховому порядку, з паль діаметру 420 мм, мають більшу жорсткість, ніж підпірні стіни що виконані в 1 ряд з паль діаметру 620 мм. Отже для зменшення додаткових осідань сусідніх будівель та зменшення горизонтальних переміщень підпірної стіни варіант підпірної стіни виконаний шляхом розміщення паль в шаховому порядку є пріоритетним в умовах щільної забудови.
Витрати арматури для 1 варіанту більші на 46% в порівнянні з 2 варіантом. Дані результати свідчать про те що 2 варіант влаштування підпірної стіни є економічнішим рішенням, проте, в умовах щільної забудови його використання є обмеженим, оскільки осідання сусідніх будівель в такому випадку будуть більшими, за рахунок меншої жорсткості підпірної стіни.
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
Блащук Н.В. Моделювання впливу влаштування глибокого котловану складної форми на поряд розташовані будинки / Блащук Н.В., Маєвська І.В., Губашова В.Є. // Збірник наукових праць «Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві». – Вінниця: ВНТУ. – 2022. – Том 33. №2. – С.132-141. DOI 10.31649/2311-1429-2022-2-132-141
Бондарева Л.О. Використання 2D та 3D моделювання для оцінки напружено-деформованого стану підпірних стін складних конфігурацій / Бондарева Л.О., Носенко В.С., Маламан А.Р. // Науково-технічний збірник «Основи та фундаменти». – К.: КНУБА. – 2022. – Вип. 45. – С.9-21. DOI: 10.32347/0475-1132.45.2022.9-21
Бойко І.П. Вплив фундаментів будинку на напружено-деформований стан утримуючих конструкцій / Бойко І.П., Ручківський В.В., // Науково-технічний збірник «Основи та фундаменти». – К.: КНУБА. – 2019. – Вип. 38. – С.9-15. DOI: 10.32347/0475-1132.38.2019.9-15.
Зоценко М.Л. Моделювання напружено-деформованого стану зсувного схилу. / Зоценко М.Л., Винников Ю.Л., Харченко М.О., Марченко В.І., Виноградова А.М., Костенко В.О., Титаренко В.А. // Збірник наукових праць [Полтавського національного технічного університету ім. Ю. Кондратюка]. Сер. : Галузеве машинобудування, будівництво. – Полтава: ПолтНТУ, – 2013. – Вип. 3(38). Том 1. – C.160-196.
Ручківський В.В. Напружено-деформований стан підпірних стін в залежності від їх конструкцій / Ручківський В.В. // Науково-технічний збірник «Основи та фундаменти». – К.: КНУБА. – 2020. – Вип. 40. – С.76-82. DOI: 10.32347/0475-1132.40.2020.76-82
Kondner R. L. Hyperbolic stress strain response: Cohesive soils. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. USA. – 1963. – 89. P.115–144.
Duncan J. M. Nonlinear analysis of stress and strain in soils. / Duncan J. M., Chang C.-Y. // ASCE Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. – USA. – 1970. – 96. P.1629-1653.
Schanz T. The Hardening Soil Model: Formulation and verification. / Schanz T., Vermeer P. A. // Beyond 2000 in Computational Geotechnics. Balkema. Rotterdam. – 1999. – 1. P.281-290.
Dr. Ir. Gouw Tjie Liong. Common mistakes on the application of Plaxis 2D in analyzing excavation problems // International Journal of Applied Engineering Research, Volume 9, Number 21 (2014) – Reaserch India Publications, 2014 – C. 8291-8311.
J. Pruška. Comparison of geotechnic softwares - Geo FEM, Plaxis, Z-Soil. // XIIIth European Conference on soil mechanics and geotechnical engineering. Geotechnical problems with man-made and influenced grounds. 25-28th August 2003. Prague. Czech Republic – Prague, 2003 – c. 819-824.
Blashchuk N.V., Maievska I.V., Hubashova V.I. (2022). Modeliuvannia vplyvu vlashtuvannia hlybokoho kotlovanu skladnoi formy na poriad roztashovani budynky. [Simulation of the influence of the device of a deep pit of complex shapes on nearby located houses]. Naukovo-tehnichniy zbirnik «Suchasni tekhnolohii, materialy i konstruktsii v budivnytstvi». Vinnytsia: VNTU, 33(2), 132-141 (in Ukrainian). DOI 10.31649/2311-1429-2022-2-132-141
Bondareva L.O., Nosenko V.S., Malaman A.R. (2022). Vykorystannia 2D ta 3D modeliuvannia dlia otsinky napruzheno-deformovanoho stanu pidpirnykh stin skladnykh konfihuratsii. [Use of 2D and 3D modeling to assess the stress-strain state of retaining walls of complex configurations]. Naukovo-tehnichniy zbirnik «Osnovi i fundamenti». Kyiv: KNUBA, 45, 9-21 (in Ukrainian). DOI: 10.32347/0475-1132.45.2022.9-21
Boyko I.P., Ruchkivskyi V.V. (2019). Vplyv fundamentiv budynku na napruzheno-deformovanyi stan utrymuiuchykh konstruktsii. [Influence of the building foundations on the stress-strain state of the retaining structures]. Naukovo-tehnichniy zbirnik «Osnovi i fundamenti». Kyiv: KNUBA, 38, 9-15 (in Ukrainian). DOI: 10.32347/0475-1132.38.2019.9-15
Zotsenko M.L., Vinnikov Yu.L., Harchenko M.O., Marchenko V.I., Vinogradova A.M., Kos-tenko V.O., Titarenko V.A. (2013). Modelyuvannya na-pruzheno-deformovanogo stanu zsuvnogo shilu. [Simulation of the stressed-deformed state of soil massif of landslide slope]. Zbіrnik naukovih prats (galuzeve mashinobuduvannya, budivnitstvo). Poltava: PoltNTU, 3(38), 160-169 (in Ukrainian).
Ruchkivskyi V.V. (2020). Napruzheno-deformovanyi stan pidpirnykh stin v zalezhnosti vid yikh konstruktsii. [Stress-strain state of retaining walls depending on them construction]. Naukovo-tehnichniy zbirnik «Osnovi i fundamenti». Kyiv: KNUBA, 40, 76-82 (in Ukrainian). DOI: 10.32347/0475-1132.40.2020.76-82
Kondner R. L. (1963). Hyperbolic stress strain response: Cohesive soils. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 89, 115–144.
Duncan J. M., Chang C.-Y. (1970). Nonlinear analysis of stress and strain in soils. ASCE Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 96, 1629–1653.
Schanz T., Vermeer P. A., Bonnier P. G. (1999). The Hardening Soil Model: Formulation and verification. Beyond 2000 in Computational Geotechnics. Balkema. Rotterdam, 1, 281–290.
Dr. Ir. Gouw Tjie Liong. (2014). Common mistakes on the application of Plaxis 2D in analyzing excavation problems. International Journal of Applied Engineering Research, Volume 9, Number 21 (2014). Reaserch India Publications, C. 8291-8311.
J. Pruška. (2003). Comparison of geotechnic softwares - Geo FEM, Plaxis, Z-Soil. XIIIth European Conference on soil mechanics and geotechnical engineering. Geotechnical problems with man-made and influenced grounds. 25-28th August 2003. Prague. Czech Republic, Prague, 819-824.