Особливості напружено-деформованого стану несучого каркасу житлової будівлі в умовах значної різниці жорсткості елементів системи «основа – фундамент - будівля»
DOI:
https://doi.org/10.32347/0475-1132.52.2026.86-92Ключові слова:
Пальовий фундамент, числове моделювання, нерівномірне осідання, взаємодія «основа – фундамент - споруда», огородження котловануАнотація
У статті наведено результати чисельного моделювання напружено-деформованого стану (НДС) фундаментів багатоповерхового житлового будинку з об’єктами соціально-культурного призначення та підземним паркінгом в Шевченківському районі м. Києва. Особливістю об’єкта є комбінована система фундаментів, у якій частина вертикальних несучих конструкцій по периметру каркасу спирається безпосередньо на огородження котловану, а решта - на пальовий фундамент з буроін’єкціних паль діаметром 620 мм та довжиною 18 м, які об’єднані монолітним плитним ростверком.
Розрахунки виконано методом скінченних елементів у тривимірній постановці з урахуванням просторової взаємодії ґрунтового масиву, пальового фундаменту, ростверку, огородження котловану та надземного каркасу будівлі. Модель включала 344 246 елементів і 337 486 вузлів. Ґрунтова основа моделювалася як пружне багатошарове середовище відповідно до даних інженерно-геологічних вишукувань. Навантаження відповідали ДБН В.1.2-2:2006 та ДБН В.1.2-14-2009 (загальна вага будівлі від статичних навантажень – 207 249 кН).
Аналіз результатів показав нерівномірний розподіл зусиль у палях: максимальні зусилля в кутових і периферійних зонах сягали 120–270 тс, у центральній зоні – 80–120 тс. У плитному ростверку максимальні згинальні моменти становили 120 тс·м/м (вісь Х) та 165 тс·м/м (вісь Y). Прогнозоване максимальне осідання в центральній частині (зона ядра жорсткості) склало 50 мм, мінімальне по краях – 32 мм. Відносна різниця осідань i = 0,008 перевищує нормативне значення (iнор = 0,002) майже в чотири рази. Така деформаційна несумісність між жорстким огородженням котловану та більш податливим центральним пальовим фундаментом спричиняє концентрацію напружень у місцях з’єднання пілонів і плит перекриття з огородженням котловану, що створює ризик появи незворотних деформацій у вигляді тріщин.
За результатами дослідження сформульовано рекомендації щодо забезпечення надійності фундаментів: або влаштування єдиного фундаменту під усі вертикальні несучі елементи, або застосування додаткових конструктивних заходів для сприйняття значних зусиль у зонах концентрації напружень.
Посилання
Бойко, І. П., Сахаров, В. О., & Литвин, О. В. (2020). Взаємодія несучих конструкцій бу-динку з палевою основою. Основи та фун-даменти: Науково-технічний збірник, 40, 21–27.
DOI: 10.32347/0475-1132.40.2020.21-27.
Бойко, І. П. (1988). Пальові фундаменти на нелінійно-деформівній основі [Дисертація доктора технічних наук, Київський інженер-но-будівельний інститут].
Сахаров, А. С., Бойко, І. П., Козак, А. Л., & Дельник, А. Е. (1986). Методика чисельного моделювання нелінійного деформування ос-нови на прикладі заглиблених штампів. Ос-нови та фундаменти: Науково-технічний збірник, 19, 57–59.
Мінрегіонбуд України. (2018). Основи і фу-ндаменти будівель та споруд. Основні по-ложення (ДБН В.2.1-10-2018).
Носенко, В. С., Маламан, А. Р., & Сорока, П. (2025). Оцінка переміщень підпірних стін та оточуючих будинків при влаштуванні гли-бокого котловану в умовах щільної міської забудови. Основи та фундаменти: Науково-технічний збірник, 50, 192–199.
DOI: 10.32347/0475-1132.50.2025.192-199.
Yuan, C., Xie, Y., & Ou, M. (2023). Adaptive optimization method for piled raft foundations based on variable pile spacing. Applied Sciences, 13(3), 1648.
DOI: 10.3390/app13031648
Boiko, I. P., Sakharov, V. O., & Lytvyn, O. V. (2020). Vzaiemodiia nesuchykh konstruktsii budynku z palevoiu osnovoiu [Interaction of load-bearing structures of the house with a pile base]. Osnovy ta fundamenty: Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, 40, 21–27.
DOI: 10.32347/0475-1132.40.2020.21-27.
Boiko, I. P. (1988). Svaini fundamenty na neliniino-deformivnii osnovi [Pile foundations on a nonlinearly deformable base] [Doctoral dissertation, Kyivskyi inzhenerno-budivelnyi instytut].
Sakharov, A. S., Boiko, I. P., Kozak, A. L., & Delnyk, A. E. (1986). Metodyka chyselnoho modeliuvannia neliniinoho deformuvannia osnovy na prykladi zahlyblenykh shtampiv [Methodology of numerical modeling of nonlinear deformation of the base on the example of embedded stamps]. Osnovy ta fundamenty: Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, 19, 57–59.
Minrehionbud Ukrainy. (2018). Osnovy i fundamenty budivel ta sporud. Osnovni polozhennia (DBN V.2.1-10-2018) [Bases and foundations of buildings and structures. Basic provisions].
Nosenko, V. S., Malaman, A. R., & Soroka, P. (2025). Otsinka peremishchen pidpirnykh stin ta otochuiuchykh budynkiv pry vlashtuvanni hlybokoho kotlovanu v umovakh shchilnoi miskoi zabudovy [Assessment of displacements of retaining walls and surrounding buildings during deep excavation in dense urban development]. Osnovy ta fundamenty: Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, 50, 192–199.
DOI: 10.32347/0475-1132.50.2025.192-199
Yuan, C., Xie, Y., & Ou, M. (2023). Adaptive optimization method for piled raft foundations based on variable pile spacing. Applied Sciences, 13(3), 1648.
DOI: 10.3390/app13031648
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Литвин Олександр
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).
