МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КИРПИЧНОГО ЗДАНИЯ НА СВАЙНОМ ФУНДАМЕНТЕ ПРИ ЕГО НАДСТРОЙКЕ

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.

1. Ющубе С.В., Подшивалов И.И., Самарин Д.Г., Филиппович А. А, Шалгинов Р.В. Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния фрагментов кладки наружных стен из керамического камня // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 1. С. 174–180.

2. Улицкий В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Геотехническое сопровождение развития городов (практическое пособие по проектированию зданий и подземных сооружений в условиях плотной застройки. СПб.: Стройиздат Северо-Запад, 2010. 550 с.

3. Шашкин В.А. Эффекты взаимодействия оснований и сооружений // Развитие городов и геотехническое строительство. 2012. № 14. С. 141–167.

4. Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Взаимодействие здания и основания: методика расчета и практическое применение при проектировании / под ред. В.М. Улицкого. СПб.: Стройиздат СПб., 2002. 48 с.

5. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Кузнецов Е.Н. О современных проблемах расчета высотный зданий из монолитного железобетона // Бетон и железобетон – пути развития: научные труды II Всероссийской Международной конференции: в пяти книгах. Т. 1. Пленарные доклады. М., 2005. С. 149–166.

6. Шашкин К.Г. Использование упрощенных моделей основания для решения задач совместного расчета основания и конструкций сооружения. Условия доступа: http://www.georec.narod.ru/mag/1999n1/9.htm

7. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. В.А. Ильичева, Р.А. Мангушева. М.: Изд-во АСВ, 2014. 728 с.

8. Кравченко В.С., Криксунов Э.З., Перельмутер М.А., Скорук Л.Н. SCAD Structure. Расчет оснований и фундаментов. Руководство пользователя. Версия 1.1. М., 2006. 33 c.

9. Ковальчук О.А., Колесников А.В., Русанова Е.М. и др. Введение в программный комплекс ЛИРА 10.4. М.: НИУ МГСУ, 2015. – Условия доступа: http://lira-soft.com/wiki/manuals

10. PLAXIS Finite Element Code for Soil and Rock Analyses. Руководство пользователя. Версия 7. СПб.: НИП-Информатика, 2004. 274 с.

11. PLAXIS 3D Foundation / eds. R.B.J. Brinkgreve, W. Broere. Abingdon e. a.: Balkema, 2004. V. 1.

12. MicroFe-СДК. Программный комплекс конечно-элементных расчетов пространственных конструкций на прочность, устойчивость и кoлебания // ООО «ТЕХСОФТ», 2015. Условия доступа: http://www.tech-soft.ru