Тема: Вариантное проектирование конструкций фундамента под здание Сбербанка в г. Орске

Актуальность темы исследования
Разработка и совершенствование методов расчета фундаментных конструкций одна из актуальных задач строительной механики, поскольку фундамент является неотъемлемой и важной частью любого сооружения. Несмотря на все большее применение компьютерной техники в практике проектирования и расчета строительных конструкций, все еще сохраняется определенный дефицит в программном обеспечении.
В связи с отсутствием в настоящее время общепризнанной единой методики моделирования пространственных конструкций зданий совместно с грунтовыми основаниями, актуальным остается вопрос, связанный с выбором модели грунтового основания. До последнего времени расчеты взаимодействия здания и основания выполнялись исключительно в упругой постановке, причем с использованием упрощенных методик, использующих коэффициенты постели. Так же появилось множество исследований, сравнивающих результаты расчетов по упрощенным и более сложным моделям грунтов.
В настоящее время в программных комплексах, таких как SCAD Office, Лира- САПР, Robot Structural Analysis, Plaxis, Ansys, Abaqus и других, реализовано большое количество различных методик расчета грунтового основания, в которых учитывается комплексное рассмотрении системы «основание-фундамент- сооружение».
Исходя из положений [6] п.11.4 и [7] все острее становится вопрос об использовании двух независимых расчетных комплексов в процессе проектирования. Использование нескольких программных комплексов позволяет более глубоко проанализировать расчетную схему, найти ошибки, повысить качество выдаваемого результата, а также провести проверку объективности расчетной модели и необходимую точность расчетов. Не стоит забывать о том, что в программных комплексах по-разному реализованы многие локальные расчеты, поэтому выполнять расчет удобней в разных программах.
Выбор программных комплексов и реализованных в них моделях расчета грунтового основания, производится проектировщиком, исходя из особенностей конструкции, ее работы, грунтовых условий и прочего.
Цели исследования:
1) Расчет конструкций основания отделения Сбербанка в программных комплексах ПК Лира-САПР, Ansys, Plaxis - монолитная фундаментная плита, свайно-плитный фундамент, ленточные фундаменты из бетонных блоков и железобетонные фундаментные плиты на грунтовой подушке;
2) Выбор оптимального варианта конструкции фундамента.
Объект исследования - напряженно-деформированное состояние и техникоэкономические параметры конструкций фундаментов под здание Сбербанка.Предмет исследования - конструкции фундамента здания Сбербанка в г. Орске.
Задачи исследования:
1) Создание конечно-элементной модели и расчетной схемы фундаментной плиты в ПК Лира-САПР, Ansys, Plaxis;
2) Расчет конструкции на действие постоянных и временных нагрузок;
3) Анализ и сравнение полученных результатов;
4) Проектирование конструкций фундамента на основании результатов расчетов;
5) Выбор оптимальной конструкции фундамента на основе показателей затрат труда рабочих и стоимости основных строительных материалов.
Научная новизна состоит в следующем:
Рассмотрение нескольких вариантов конструкции фундамента, расчет с применением ПК Лира-САПР, Ansys, Plaxis.
Практическая значимость:
Расчет нескольких вариантов конструкции фундамента позволяет повысить прочностную надежность, а также выбрать оптимальный вариант, учитывая экономическую эффективность.
Положения, выносимые на защиту:
1) Конечно-элементная модель фундаментной плиты в программных комплексах Лира-САПР, Ansys, Plaxis;
2) Результаты расчета, полученные в процессе моделирования;
3) Сравнение и анализ полученных данных;
4) Выбор оптимального варианта конструкции фундамента.
Личный вклад автора состоит в:
1) Составлении обзора состояния вопроса;
2) Создании конечно-элементной модели фундаментной плиты в ПК Лира-САПР, Ansys, Plaxis; создании конечно-элементной модели свайно-плитного фундамента в ПК Лира-САПР.
3) Конструировании фундаментной плиты и свайно-плитного фундамента;
4) Обработке, анализе и оформлении результатов расчета.
Структура и объём диссертации.
Выпускная квалификационная работа изложена на 60-ти страницах машинописного текста, содержит введение, три главы, заключение, список литературы, включающий 36 наименований, приложения. В работу включены 57 рисунков и 10 таблиц.


Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был изучен обширный теоретический материал о методах расчета конструкций на упругом основании, критерии прочности, рассмотрены характеристика и возможности программных комплексов, в основу которых положен метод конечных элементов.
Результаты работы:
- создана расчетная схема фундаментной плиты в ПК Лира-САПР, Ansys, Plaxis; создана расчетная схема свайно-плитного фундамента в ПК Лира-САПР;
- произведен расчет конструкций на действие постоянных и временных нагрузок;
- произведен анализ и сравнение полученных результатов расчета;
- выполнены чертежи армирования фундаментной плиты и свайно-плитного фундамента;
- произведено сравнение вариантов конструкции фундамента на основе показателей затрат труда рабочих и стоимости основных строительных материалов. На основе этих показателей выбран наиболее оптимальный вариант.
Выводы по работе:
- Расчет в ПК Лира-САПР, Ansys и Plaxis позволил более глубоко проанализировать расчётную схему, найти и исправить ошибки, допущенные при создании модели, а также повысить качество и точность выдаваемого результата. Это следует из результатов расчета и мозаик перемещений по оси Z, которые имеют близкие значения во всех комплексах, а значит расчет выполнен верно.
- Кроме того, полученные результаты перемещений по оси Z не превышают допустимых значений, согласно [2].
- Наиболее оптимальным вариантом являются ленточные фундаменты из бетонных блоков и железобетонные фундаментные плиты на грунтовой подушке, так как имеют минимальные показатели трудозатрат рабочих на возведение и стоимость основных строительных материалов.

Купить