Апробація удосконаленої моделі грунтової основи для моделювання багатосекційних будівель на пальових фундаментах
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
На сьогоднішній день у будівельній галузі при будівництві багатоповерхових будівель і споруд із значними навантаженнями на основу у вигляді нескельних ґрунтів використовуються великорозмірні плитні та пальово-плитні фундаменти. Однією з основних тенденцій при зведенні житлових комплексів є секційність багатоповерхових будівель. Метою цієї статті є апробація удосконаленої моделі ґрунтової основи у вигляді суцільного «ступінчастого» шару скінченної розподільчої здатності та її параметрів на підставі порівняння результатів чисельних розрахунків і спостережень за осіданнями трисекційної багатоповерхової будівлі на пальово-плитних фундаментах в процесі будівництва.
На підготовчому етапі досліджень для верифікації поведінки взаємодії одиночної палі з ґрунтовою основою було створено відповідну скінченно елементну модель системи «грунтова основа – одиночна паля». Отримані максимальні значення осідання модельних паль за результатами чисельних розрахунків було порівняно із результатами натурних випробувань грунтів палями, що підтвердило відповідність отриманих розрахункових значень.
Виконано моделювання та розрахунок поряд розташованих пальово-плитних фундаментів трисекційної багатоповерхової будівлі з урахуванням різної поверховості секцій в процесі будівництва у системі «основа – фундаменти – споруди», що взаємодіє із удосконаленою моделлю ґрунтової основи у вигляді суцільного «ступінчастого» шару скінченної розподільчої здатності. Отримані розрахункові значення порівняно із результатами багаторічних натурних спостережень за осіданнями кожної секції будівлі в процесі будівництва. З метою виявлення фактору впливу послідовності зведення будівлі із урахуванням секційності, було проаналізовано розподілення розрахункових реакцій у головах паль однієї з секцій. Результати досліджень підтвердили можливість застосування удосконаленої моделі ґрунтової основи для прогнозування деформацій різноповерхових секційних будівель на великорозмірних пальово-плитних фундаментах, в основі яких залягають структурно стійкі дисперсні ґрунти. Результати чисельних досліджень показують, що врахування у моделі основи різних величин стисливих товщ під різно навантаженими фундаментами в поєднанні з підвищеним модулем деформації, запропонованим професором Самородовим О.В., дозволяє найбільш точно моделювати осідання кожної із секцій трисекційної будівлі.
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
Лучковский, И.Я. (2000). Взаимо-действие конструкций с основанием. Ха-рьков: ХДАГХ (Библиотека журнала ІТЕ), Том 3.
Винников, Ю.Л. (2005). Моделювання процесів ущільнення ґрунту при вісеси-метричному напружено–деформованому стані основ (Дис. ... докт. техн. наук). КНУБА. Київ.
Кушнер, С.Г. (2008). Расчет деформаций оснований зданий и сооружений. Запо-рожье.
Основи та фундаменти споруд. Основні положення: ДБНВ.2.1–10:2018. (2018) [Чинний від 2019.01.01]. К.: Мінрегіон України.
Самородов, О.В., & Табачніков, С.В. (2023). Заява на патент на винахід № a202301804, Україна МПК E02D 27/12. Спосіб моделювання ґрунтової основи поряд розташованих фундаментів. Хар-ківський національний університет місь-кого господарства ім. О.М. Бекетова. Зая-вл. 25.04.2023.
Empfehlungen des Arbeitskreises "Numerik in der Geotechnik" – EANG. Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (Ed.). (2014). 196 с.
Бойко, І.П., & Носенко, В.С. (2012). Вплив послідовності зведення суміжних секцій висотного будинку на перерозпо-діл зусиль у пальових фундаментах. Збір-ник наукових праць Полтавського націо-нального технічного університету ім. Ю. Кондратюка. Сер.: Галузеве машинобу-дування, будівництво, 4(1), 54–60.
Носенко, В.С. (2012). Напружено-деформований стан пальово-плитних фундаментів секційних висотних будин-ків: (Дис. ... канд. техн. наук). КНУБА. Київ.
Скочко, Л.О., & Шабалтун, А.М. (2020). Вплив послідовності зведення будинків на формування напружено-деформованого стану системи «основа-фундамент-надземні конструкції». Осно-ви і фундаменти: Міжвідомчий науково-технічний збірник, 41, 32–44.
Ter-Martirosyan, Z. G., & Ter-Martirosyan, A. Z. (2009). Soil beds of high-rise build-ings. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 46(5), 165–179.
Самородов, А.В. (2017). Проектирование эффективных комбинированных свайных и плитных фундаментов многоэтажных зданий: Монография. Харьков: Типогра-фия Мадрид.
PLAXIS CONNECT Edition V20. Material Models Manual (2020).
Samorodov, O., & Tabachnikov, S. (2024). A soil base model of adjacent various story structures. У Proceedings of 7th Interna-tional Conference on Geotechnical and Ge-ophysical Site Characterization: 18–21 June 2024, Barcelona, Spain (ред. M. Ar-royo & A. Gens), Volume Field monitoring in geomechanics (1144–1150). Scipedia. https://doi.org/10.23967/isc.2024.025
Mirlatifi, S., Azari, B., Buys, H., Parsa-Pajouh, A., & Cullen, I. (2022). Basement diaphragm walls and foundations of Syd-ney’s tallest building, Crown Sydney Hotel Resort – challenges and solutions. In Pro-ceedings of the 20th International Confer-ence on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (Rahman & Jaksa, Eds.), Syd-ney, Australia, 4145–4149. ISBN 978-0-9946261-4-1.
Katzenbach, R., & Leppla, S. (2015). Real-istic modelling of soil-structure interaction for high-rise buildings. Procedia Engineering, 117, 162–171. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.137
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99). (2001). Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Методи польового визначення характеристик міцності і деформованості. [Чинний від 01.01.2001]. К.: Мінрегіонбуд України.
Aleksandrovych, V., Samorodov, O., Tabachnikov, S., & Havryliuk, O. (2024). Investigation of the influence of boundary conditions on the deformability of a model of soil base of limited width in the form of a linearly deformable elastic half-plane. IOP Conference Series: Earth and Environmen-tal Science, 1376, 1-11. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1376/1/012017.
Samorodov, O., Tabachnikov, S., Goodary, R., et al. (2025). Validation of an enhanced soil base model for analyzing adjacent buildings with varying loads. Geotechnical and Geological Engineering, 43, 127. https://doi.org/10.1007/s10706-025-03089-z.
Luchkovskyi, I.Ya. (2000). Vzaimodiietie konstruktsii s osnovaniem [Interaction of structures with the foundation]. Kharkiv: KhDAGKh. Vol.3. (in Russian).
Vynnykov, Y.L. (2005). Modeliuvannia protsesiv uschylennia hruntu pry visesyme-trychnomu napruzheno-deformovanymu stani osnov [Modeling of soil compaction processes under axisymmetric stress–strain state of foundations] (Diss. ... dokt. tekhn. Nauk). KNUCA. Kyiv (in Ukrainian).
Kushner, S.H. (2008). Raschetnye defor-matsii osnovanii zdanii i sooruzhenii [Calcu-lation of deformations of foundations of buildings and structures]. Zaporizhzhia. (in Russian).
Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovni polozhennia: DBNV.2.1–10:2018. (2018) – [Chynnyi vid 2019.01.01]. – K.: Minrehion Ukrainy, 36 (in Ukrainian).
Samorodov, O.V., & Tabachnikov, S.V. (2023). Zaiava na patent na vynakhid No. a202301804, Ukraina MPK E02D 27/12. Sposib modeliuvannia gruntovoi osnovy poriad rozташovanykh fundamentiv [Meth-od for modeling the soil base of closely spaced foundations]. Kharkiv National Uni-versity of Urban Economy named after O.M. Beketov. Filed 25.04.2023. (in Ukrainian).
Empfehlungen des Arbeitskreises "Numerik in der Geotechnik" – EANG. Deutsche Ge-sellschaft für Geotechnik e.V. (Ed.). (2014). Empfehlungen des Arbeitskreises "Numerik in der Geotechnik" – EANG. 196 pp. (in German).
Boiko, I.P., & Nosenko, V.S. (2012). Vplyv poslidovnosti zvedennia sumizhnykh sektsii vysotnoho budynku na pererozpodil zusyll u palovykh fundamentakh [Influence of the construction sequence of adjacent sections of a high-rise building on the redistribution of forces in pile foundations]. Zbirnyk nau-kovykh prats Poltavskogo natsionalnoho tekhnichnoho universytetu im. Yu. Kondra-tiuka. Ser.: Haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo, 4(1), 54–60. (in Ukrainian).
Nosenko, V.S. (2012). Napruzheno-deformovanyi stan palovo-plytnykh funda-mentiv sektsiinykh vysotnykh budynkiv [Stress–strain state of pile–raft foundations of sectional high-rise buildings] (Dyss. ... kand. tekhn. Nauk). KNUBA. Kyiv. (in Ukrainian).
Skochko, L.O., & Shabaltun, A.M. (2020). Vplyv poslidovnosti zvedennia budynkiv na formuvannia napruzheno-deformovanoho stanu systemy "osnova-fundament-nadzemni konstruktsii" [Influence of con-struction sequence of buildings on the for-mation of the stress–strain state of the “base–foundation–superstructure” system]. Osnovy i fundamenty: Mizhv idomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, 41, 32–44. (in Ukrainian).
Ter-Martirosyan, Z. G., & Ter-Martirosyan, A. Z. (2009). Soil beds of high-rise build-ings. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 46(5), 165–179.
Samorodov, A.V. (2017). Proektirovanie effektivnykh kombinirovannykh svaĭnykh i plitnykh fundamentov mnogoetazhnykh zdaniĭ: Monografiya [Design of effective combined pile and raft foundations for high-rise buildings: Monograph]. Kharkiv: Tipografiya Madrid. (in Russian).
PLAXIS CONNECT Edition V20. Material Models Manual (2020).
Samorodov, O., & Tabachnikov, S. (2024). A soil base model of adjacent various story structures. У Proceedings of 7th Interna-tional Conference on Geotechnical and Ge-ophysical Site Characterization: 18–21 June 2024, Barcelona, Spain (ред. M. Ar-royo & A. Gens), Volume Field monitoring in geomechanics (с. 1144–1150). Scipedia. https://doi.org/10.23967/isc.2024.025
Mirlatifi, S., Azari, B., Buys, H., Parsa-Pajouh, A., & Cullen, I. (2022). Basement diaphragm walls and foundations of Syd-ney’s tallest building, Crown Sydney Hotel Resort – challenges and solutions. In Pro-ceedings of the 20th International Confer-ence on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (Rahman & Jaksa, Eds.), Syd-ney, Australia, pp. 4145–4149. ISBN 978-0-9946261-4-1.
Katzenbach, R., & Leppla, S. (2015). Real-istic modelling of soil-structure interaction for high-rise buildings. Procedia Engineering, 117, 162–171. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.137
DSTU B V.2.1-7-2000 (GOST 20276-99). (2001). Osnovy ta pidvalyny budynkiv i sporud. Hrunty. Metody pol'ovoho vyznachennia kharakterystyk mitsnosti i deformovanosti. [Chynnyi vid 01.01.2001]. K.: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian).
Aleksandrovych, V., Samorodov, O., Tabachnikov, S., & Havryliuk, O. (2024). Investigation of the influence of boundary conditions on the deformability of a model of soil base of limited width in the form of a linearly deformable elastic half-plane. IOP Conference Series: Earth and Environmen-tal Science, 1376, 1-11. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1376/1/012017.
Samorodov, O., Tabachnikov, S., Goodary, R., et al. (2025). Validation of an enhanced soil base model for analyzing adjacent buildings with varying loads. Geotechnical and Geological Engineering, 43, 127. https://doi.org/10.1007/s10706-025-03089-z.