Використання плоских та просторових розрахункових моделей для числового моделювання підпірних стін в умовах щільної міської забудови
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
В сучасних реаліях будівництво багатоповерхових будинків все частіше доводиться виконувати в умовах щільної міської забудови. Оскільки висотні будівлі характеризуються наявністю глибоких котлованів то виникає необхідність підбору параметрів огороджуючих конструкцій (підпірних стін) та врахування впливу влаштування котловану та огороджуючих конструкцій на існуючу забудову.
Для оцінки впливу вибору розмірності розрахункової схеми при проектуванні глибокого котловану і оцінки його впливу на існуючу забудову та підбору ефективних параметрів огороджуючих конструкцій було виконано числове моделювання напружено-деформованого стану (НДС) елементів «ґрунтова основа - існуючі споруди - огородження котловану» при різних варіантах розмірності (плоска двовимірна та просторова тривимірна) розрахункові схеми.
Моделювання виконувалося методом скінчених елементів з використанням нелінійної моделі деформування ґрунтів у програмному комплексі «Plaxis».
Оскільки в межах ділянки будівництва складні ґрунтові умови (наявність значної товщі пластичних та текучих глинистих ґрунтів та потужних водоносних горизонтів) при моделюванні було враховано рівень ґрунтових вод в межах будівельного майданчика та відповідно змоделювано ефект водозниження при розробці котловану для більш коректної оцінки напружено-деформованого стану елементів огородження котловану та впливу на існуючі споруди.
Числові розрахунки підпірних стін передбачають врахування технологічної послідовності зведення підпірних стін та моделювання поетапної розробки котловану.
Дослідження показали, що використання просторової скінчено-елементної моделі системи «ґрунтова основа - існуючі споруди - огородження котловану» надає можливість більш коректно та ефективно оцінити напружено деформований стан елементів системи завдяки урахуванню просторової жорсткості елементів огородження котловану та фундаментів існуючих споруд.
Значення переміщень підпірних стін отриманих за розрахунком просторової скінчено-елементної моделі (СЕМ) менші на 20% за значення, отриманні з використанням плоскої СЕМ. Значення згинальних моментів на отриманих за розрахунком просторової СЕМ менші на 10% за значення, отриманні з використанням плоскої СЕМ.
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 / Н.В. Блащук, І.В. Маєвська, В.Є. Губашо-ва // Збірник наукових праць «Сучасні тех-нології, мате-ріали і конструкції в будів-ництві». – Вінниця: ВНТУ. – 2022. – Том 33. No2. – 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 скла-дних конфігурацій / Л.О. Бондарева, В.С. Носенко, А.Р. Маламан // Науково-технічний збірник «Основи і фундамен-ти». – К.: КНУБА. – 2022. – Вип. 45. – С. 9-21. DOI: 10.32347/0475-1132.45.2022.9-21
Бойко І.П. Напружено-деформований стан ґрунтового масиву при прибудові нових фундаментів поблизу існуючих будинків. / І.П. Бойко, В.О. Сахаров // Основи і фун-даменти: Міжвідомчий науково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2004. – Вип. 28. – С. 3-10.
Zotsenko M.L. Base deformation’s features during deep foundation pit excavation / M.L. Zotsenko, Yu.L. Vinnikov // Academic journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Poltava: PoltNTU. – Вип. 2(55). – С.76-81. DOI: 10.26906/znp.2020.55.2346.
Носенко В.С. Вибір оптимальних параметрів підпірної стіни огородження котловану в умовах щільної забудови з врахуванням її просторової жорсткості / В.С. Но-сенко, А.Р. Маламан // Науково-технічний збірник «Основи і фундаменти». – К.: КНУБА. – 2023. – Вип. 46. – С. 141-152. DOI: 10.32347/0475-1132.46.2023.141-152.
Ручківський В.В. Формування напружено-деформованого стану основи при зведенні фундаментів на різних відмітках в щільно забудованій території / В.В. Ручківський // Науково-технічний збірник «Основи і фу-ндаменти». – К.: КНУБА. – 2021. – Вип. 42. – С. 64-71. DOI: 10.32347/0475-1132.42.2021.64-71.
Kondner R. L. Hyperbolic stress strain response: Cohesive soils. / R. L. Kondner // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. - USA. – 1963. – 89. P.115–144.
Schanz T. The Hardening Soil Model: Formulation and verification. / T. Schanz, P. A. Vermeer // Beyond 2000 in Computational Geotechnics. – Balkema. Rotterdam. – 1999. – 1. – P.281-290.
Основи та фундаменти споруд. Основні положення: ДБН В.2.1-10:2018. – [Чинний від 2019.01.01]. – К.: Мінрегіонбуд Украї-ни, 2018 – 36 с.
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. (2004). Napruzheno-deformovanyi stan gruntovoho masyvu pry prybudovi novykh fundamentiv poblyzu isnuiuchykh budynkiv. [Stress-stain state of the soil massif during the addition of new foundations near existing buildings]. Osnovy i fundamenty: Mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 28, 3-10. (in Ukrainian).
Zotsenko M.L. (2020). Base deformation’s features during deep foundation pit excavation. Academic journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering. Polta-va: PoltNTU, 2(55), 76-81. DOI: 10.26906/znp.2020.55.2346
Nosenko V.S. (2023). Vybir optymalnykh paramet-riv pidpirnoi stiny ohorodzhennia kotlovanu v umovakh shchilnoi zabudovy z vrakhuvanniam yii prostorovoi zhorstkosti. [The choice of optimal parameters of the re-taining wall of the pit enclosure in conditions ofdense construction, taking into account its spatial rigidity]. Naukovo-tehnichniy zbirnik «Osnovi i fundamenti». Kyiv: KNUBA, 46, 141-152 (in Ukrainian). DOI: 10.32347/0475-1132.46.2023.141-152
Ruchkivskyi V.V. (2021). Formuvannia napruzheno-deformovanoho stanu osnovy pry zvedenni fundamentiv na riznykh vid-mitkakh v shchilno zabudovanii terytorii. [Formation of the stress-strain state of the base during construction foundations at dif-ferent marks in a densely built-up territory]. Naukovo-tehnichniy zbirnik «Osnovi i fun-damenti». Kyiv: KNUBA, 42, 64-71 (in Ukrainian). DOI: 10.32347/0475-1132.42.2021.64-71
Kondner R. L. (1963). Hyperbolic stress strain response: Cohesive soils. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 89, 115–144.
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.
Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovni polozhennya: DBN V.2.1-10:2018. (2019) Kyiv: Minregionbud Ukrainy, 36 (in Ukrain-ian).