Ющубе Сергей Васильевич, кандидат технических наук, доцент
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Sergey V. Yushchube, PhD, A/Professor,
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia
Подшивалов Иван Иванович, кандидат технических наук, доцент
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Ivan I. Podshivalov, PhD, A/Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia
Шалгинов Роман Валерьевич, кандидат технических наук
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Roman V. Shalginov, PhD, A/Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia
Самарин Дмитрий Геннадьевич, кандидат технических наук
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Dmitriy G. Samarin, PhD, A/Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia
Филиппович Анна Александровна, кандидат технических наук
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Anna A. Filippovich, PhD, A/Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia
Устюжанин Владимир Леонидович, инженер
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Vladimir L. Ustyuzhanin, Engineer
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia
Тряпицин Андрей Евгеньевич, ведущий инженер
634029, г. Томск, пр. Фрунзе, 9
Andrey E. Tryapitsin, Lead Engineer
69, Frunze Ave., 34029, Tomsk, Russia
Настоящая работа посвящена моделированию напряженно-деформированного состояния кирпичного здания на свайном фундаменте при его надстройке с использованием проектно-вычислительного комплекса MicroFe, который позволяет создать расчетную схему системы «основание – фундамент – надземная часть» с использованием свай в виде стержневых конечных элементов в грунтовом массиве. Это позволяет создать расчетную схему, отражающую реальную работу конструкций и основания.
Целью работы является анализ деформирования системы «основание – фундамент – надземная часть» и сопоставление фактических и расчетных значений.
Реализуется два основных подхода к расчету: в первом основание здания принималось жестким (расчетная схема № 1); во втором свайное основание моделировалось податливым за счет осадок свай (расчетная схема № 2).
Расчет блок-секции по расчетной схеме № 1 показал, что усилия и напряжения в отдельных строительных конструкциях превысили проектные значения, а по расчетной схеме № 2 наибольший дефицит армирования составил менее 1 % по сравнению с проектом. Полученные значения расчетных перемещений и фактических осадок в контролируемых точках цокольной части стен показали их удовлетворительную сходимость, разница составила в среднем 15 %.
В процессе надстройки здания на жестком основании расчетные усилия и напряжения в отдельных сваях и строительных конструкциях надземной части могут принимать пиковую форму и превышать проектные значения. Учет податливости свайного фундамента, в определенных грунтовых условиях, приводит к сглаживанию и снижению усилий и напряжений в строительных конструкциях.
Сопоставление расчетных значений деформаций с результатами геодезического мониторинга осадок здания показало, что основные нормируемые параметры – абсолютные и относительные осадки – не превысили допустимых значений, определяемых национальными стандартами.
Relevance: Numerical simulation is provided for the stress-strain state of a pile-foundation brick building with the additional structure. The simulation is performed with MicroFe computer system which creates a model of the base – foundation – superstructure system. In this model, finite elements represent the piles. Purpose: The aim of the paper is to perform the finite element analysis of the base – foundation – superstructure system deformation and compare the theoretical and experimental results. Methodology/approach: Two approaches to the numerical simulation are used: 1) rigid foundation and 2) pliable foundation due to the pile displacement. Findings: The bay analysis based on the first approach shows that the stress values exceed the theoretical in some of the structures. The bay analysis based on the second approach shows that the reinforcement deficit amounts to less than 1 % as compared to the theoretical calculations. The obtained results on the estimated and actual displacement at the wall pedestal part show a 15 % difference. During constructing the additional structure, the calculated values of the stress achieve the maximum and exceed design values. With account of the piled foundation, the stress reduction is obtained in engineering structures. Results: The finite element model is designed for the base – foundation – superstructure system. As a result of comparison of theoretical and experimental results, the main parameters of the absolute and relative vertical pile displacement do not exceed the allowable values determined by the national standards.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.