vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2021-23-2-118-132vestniktgasu-976Research ArticleОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯBASES, FOUNDATIONS AND SUBSTRUCTURESМоделирование напряженно-деформированного состояния основания кирпичного здания повышенной этажности на монолитной фундаментной плитеStress-strain state finite element modeling of concrete foundation of a multistory brick buildingЮщубеС. В.YushchubeS. V.

Ющубе Сергей Васильевич, канд. техн. наук, доцент

Томск, пл. Соляная, 2

Sergei V. Yushchube, PhD, A/Professor

Tomsk, Solyanaya Sq., 2

sv@tsuab.ruПодшиваловИ. И.PodshivalovI. I.

Подшивалов Иван Иванович, канд. техн. наук, доцент

Томск, пл. Соляная, 2

Ivan I. Podshivalov, PhD, A/Professor

Tomsk, Solyanaya Sq., 2

ivanpodchivalov@list.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202129042021232118132Copyright © Ющубе С.В., Подшивалов И.И., 20212021Ющубе С.В., Подшивалов И.И.Yushchube S.V., Podshivalov I.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/976

Определение податливости монолитных фундаментных плит на естественном основании является весьма актуальной задачей при расчете кирпичных зданий повышенной этажности точечного типа с пространственной перекрестно-стеновой конструктивной системой. При неупругой работе грунта по контуру монолитной фундаментной плиты допускается появление зоны предельного и упругопластического состояния грунта при обеспечении несущей способности основания в целом. В этом случае определяющим является выполнение нормативных условий по деформациям и перемещениям основания. Моделирование напряженно-деформированного состояния основания, монолитной фундаментной плиты и надземной части здания системы «основание – фундамент – здание» выполнено в ПВК MicroFe как единого целого. Учет неупругих деформаций грунта в основании привел к недопустимым перемещениям плитного фундамента.

The determination of mobility of the concrete foundation on a natural subgrade is rather relevant for the strength analysis of multistory brick buildings with a spatial cross-wall structural system. During the inelastic soil behavior, its ultimate limit and elastoplastic states are allowable along the concrete foundation perimeter, the bearing capacity of the foundation being provided as a whole. In this case, it is important to adhere to the standard conditions of the foundation deformation and mobility. The finite element modeling of the stress-strain state of the concrete foundation and the building superstructure of the base-foundation-building system is performed in the MicroFe software package. A consideration of inelastic soil deformations in the natural subgrade results in unacceptable displacements of the concrete foundation.

кирпичное зданиефундаментная плитаоснованиемоделированиерасчетлинейныйнелинейныйнапряжениядеформацииbrick buildingconcrete foundationbasemodelinganalysislinearnonlinearstressstrainReferencesШашкин К.Г. Расчет напряженно-деформированного состояния основания фундаментов и здания с учетом их взаимодействия // Реконструкция городов и геотехническое строительство : интернет-журнал. 2001. № 4. С. 6.Shashkin K.G. Raschet napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya osnovaniya fundamentov i zdaniya s uchetom ikh vzaimodeistviya [Stress-strain state analysis of building foundations with regard to their interaction]. Rekonstruktsiya gorodov i geotekhnicheskoe stroitel'stvo. 2001. No. 4. P. 6. (rus)Шулятьев О.А. Основания и фундаменты высотных зданий. Москва, 2016. 392 с.Shulyat'ev O.A. Osnovaniya i fundamenty vysotnykh zdanii [Bases and foundations of high-rise buildings]. Moscow, 2016. 392 p. (rus)Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Кузнецов Е.Н. О современных проблемах расчета высотных зданий из монолитного железобетона // Бетон и железобетон – пути развития : научные труды II Всерос. (Междунар.) конф. В пяти книгах. Т. 1. Пленарные доклады. Москва, 2005. С. 149–166.Karpenko N.I., Karpenko S.N., Kuznetsov E.N. O sovremennykh problemakh rascheta vysotnykh zdanii iz monolitnogo zhelezobetona [Modern problems of structural analysis of high-rise building of insitu reinforced concrete]. In: II Vseros. (Mezhdunar.) konf. “Beton i zhelezobeton – puti razvitiya”, v pyati knigakh. (Proc. 2nd Int. Sci. Conf. ‘Concrete and Reinforced Concrete – Glance at Future’), in 5 vol., Moscow, 2005. V. 1. Pp. 149–166. (rus)Лушников В.В. Использование мирового опыта при проектировании и строительстве фундаментов высотных зданий с учетом геологических условий Екатеринбурга // Академический вестник УралНИИПроект РААСН. 2009. № 1. С. 76–82.Lushnikov V.V. Ispol'zovanie mirovogo opyta pri proektirovanii i stroitel'stve fundamentov vysotnykh zdanii s uchetom geologicheskikh uslovii Ekaterinburga [International experience in foundation design and construction of high-rise buildings with regard to geological conditions of Ekaterinburg]. Akademicheskii vestnik UralNIIProekt RAASN. 2009. No. 1. Pp. 76–82. (rus)Алексеев С.И., Камаев В.С. Учет жесткостных параметров зданий при расчетах оснований и фундаментов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2007. № 3. С. 165–172.Alekseev S.I., Kamaev V.S. Uchet zhestkostnykh parametrov zdanii pri raschetakh osnovanii i fundamentov [Stiffness parameters of buildings in strength analysis of foundations]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2007. No. 3. Pp. 165–172. (rus)Михайлов В.С., Теплых А.В. Учет характерных особенностей различных моделей основания при расчете взаимного влияния зданий на больших фундаментных плитах с использованием расчетно-аналитической системы SCAD Office // VI Международный симпозиум «Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений». Владивосток, 2016. С. 133–134.Mikhailov V.S., Teplykh A.V. Uchet kharakternykh osobennostei razlichnykh modelei osnovaniya pri raschete vzaimnogo vliyaniya zdanii na bol'shikh fundamentnykh plitakh s ispol'zovaniem raschetno-analiticheskoi sistemy SCAD Office [Allowing for characteristics of various design models in calculating mutual influence of buildings on pile-raft foundation in SCAD software]. In: VI Mezhdunarodnyi simpozium. Aktual'nye problemy komp'yuternogo modelirovaniya konstruktsii i sooruzhenii (Proc. 6th Int. Sci. Symp. ‘Relevant Computer Modeling Problems of Structures’). Vladivostok, 2016. Pp. 133–134. (rus)Шулятьев О.А. Геотехнические особенности проектирования высотных зданий в Москве // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 10. С. 17–25.Shulyat'ev O.A. Geotekhnicheskie osobennosti proektirovaniya vysotnykh zdanii v Moskve [Geotechnical design of high-rise buildings in Moscow]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2016. No. 10. Pp. 17–25. (rus)Крыжановский А.Л., Рубцов О.И. Вопросы надежности проектного решения фундаментных плит высотных зданий // Вестник МГСУ. 2006. № 1. С. 191–198.Kryzhanovskii A.L., Rubtsov O.I. Voprosy nadezhnosti proektnogo resheniya fundamentnykh plit vysotnykh zdanii [Reliability of design solutions for foundation slabs of high-rise buildings]. Vestnik MGSU. 2006. No. 1. Pp. 191–198. (rus)Орехов В.В., Зарецкий Ю.К., Кельман М.И. Расчет взаимодействия плитного фундамента с грунтовым основанием с учетом жесткости верхнего строения // Вестник МГСУ. 2008. № 2. С. 15–17.Orekhov V.V., Zaretskii Yu.K., Kel'man M.I. Raschet vzaimodeistviya plitnogo fundamenta s gruntovym osnovaniem s uchetom zhestkosti verkhnego stroeniya [Analysis of interaction between concrete and soil foundations with regard to superstructure stiffness]. Vestnik MGSU. 2008. No. 2. Pp. 15–17. (rus)Зарецкий Ю.К., Карабаев М.И. Влияние последовательности возведения близко расположенных высотных зданий на осадки и крен фундаментных плит // Вестник МГСУ. 2006. № 1. С. 50–56.Zaretskii Yu.K., Karabaev M.I. Vliyanie posledovatel'nosti vozvedeniya blizko raspolozhennykh vysotnykh zdanii na osadki i kren fundamentnykh plit [Influence of the sequential arrangement of closely spaced high-rise buildings on slab settlement and roll]. Vestnik MGSU. 2006. No. 1. Pp. 50–56. (rus)Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Расчет фундаментных плит в пространственной постановке с учетом нелинейных деформаций основания // Реконструкция городов и геотехническое строительство : интернет-журнал. 2000. № 3. С. 5.Shashkin A.G., Shashkin K.G. Raschet fundamentnykh plit v prostranstvennoi postanovke s uchetom nelineinykh deformatsii osnovaniya [Concrete foundation analysis in spatial formulation with regard to nonlinear foundation deformations]. Rekonstruktsiya gorodov i geotekhnicheskoe stroitel'stvo. 2000. No. 3. P. 5. (rus)Кудрявцев С.А., Склярова К.М. Натурные наблюдения и численное моделирование строительства высотного здания на плитном фундаменте в г. Хабаровске // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2013. № 2 (38). С. 86–91.Kudryavtsev S.A., Sklyarova K.M. Naturnye nablyudeniya i chislennoe modelirovanie stroitel'stva vysotnogo zdaniya na plitnom fundamente v g. Khabarovske [Field observations and numerical simulation of high-rise building construction on concrete foundation in Khabarovsk]. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyi analiz. Modelirovanie. 2013. No. 2 (38). Pp. 86–91. (rus)Ющубе С.В., Подшивалов И.И., Филиппович А.А., Тряпицин А.Е. Моделирование напряженно-деформированного состояния кирпичного здания повышенной этажности на свайном фундаменте // Вестник гражданских инженеров. 2018. № 4 (69). С. 72–77.Yushchube S.V., Podshivalov I.I., Filippovich A.A., Tryapitsin A.E. Modelirovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya kirpichnogo zdaniya povyshennoi etazhnosti na svainom fundamente [Stress-strain state modeling of high-rise brick building on pile foundation]. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2018. No. 4 (69). Pp. 72–77. (rus)Подшивалов И.И., Журавлев А.В. Моделирование кирпичного здания повышенной этажности на свайном фундаменте // Вестник СибАДИ. 2020. 17 (6). С. 754–763.Podshivalov I.I., Zhuravlev A.V. Modelirovanie kirpichnogo zdaniya povyshennoi etazhnosti na svainom fundamente [Modeling of high-rise brick building on pile foundation]. Vestnik SibADI. 2020. No. 17 (6). Pp. 754–763. (rus)Hanish J., Katzenbah R., Konig G. Kombinirte Pfahl-Plattengrundunggen. Ersnst§Sohn, 2002. 222 p.Hanisch J., Katzenbach R., König G. Kombinierte Pfahl-Plattengründung. Berlin: Ernst und Sohn, 2002. 222 p.Нуждин М.Л., Пономарев А.Б. Расчетное обоснование усиления грунтового основания многоэтажного жилого дома в г. Новосибирске пакетным высоконапорным инъецированием // Проблемы строительного производства и управления недвижимостью : материалы VI Междунар. научно-практ. конф., 24–25 ноября 2020 г. Кемерово : ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева», 2020. С. 261–266.Nuzhdin M.L., Ponomarev A.B. Raschetnoe obosnovanie usileniya gruntovogo osnovaniya mnogoetazhnogo zhilogo doma v g. Novosibirske paketnym vysokonapornym in"etsirovaniem [Soil foundation reinforcement analysis of a multi-storey building in Novosibirsk using high-pressure soil injection]. In: Problemy stroitel'nogo proizvodstva i upravleniya nedvizhimost'yu: Materialy VI Mezhdunar. nauchno-prakt. konf. (Proc. Int. Sci. Conf. ‘Problems of Construction Operations and Real Estate Management’). Kemerovo, 2020. Pp. 261–266. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.