Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1. Классификация ростверков свайных фундаментов 8
1.2 Экспериментально-теоретические исследования ростверков свайных фундаментов 19
1.2.1 Нормативные методы расчета 20
1.2.2 Метод расчета по Нормам Европейского комитета по бетону (ЕКБ) .... 27
1.2.3 Экспериментальные исследования ростверков свайныхфундаментов
как коротких элементов 32
1.2.4 Основные отличия в работе коротких элементов от длинных 33
1.2.5 Опыт использования каркасно-стержневоймодели 35
1.2.6 Характер распределения главных напряжений. Схема напряженно- деформированного состояния ростверков при количестве свай три и
четыре 38
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО
РАСТВЕРКА НА ОСНОВЕ НОРМАТИВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ПО
ПКСМ 42
2.1 Исходные данные для расчетов 42
2.2 Расчет ростверков на продавливание колонной по нормативным
методам расчета 44
2.3 Метод расчета ростверков на основе пространственной каркасно-стержневой модели 49
2.3.1 Нахождение расчетной площади полосы 54
2.3.2 Расчетные зависимости для определения прочности ростверка по
сжатой наклонной полосе 57
2.3.4 Расчетные зависимости для определения прочности ростверка по растянутой зоне 59
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО РОСТВЕРКА С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПК "ЛИРА-САПР 2017" 61
3.1 Учет нелинейных эффектов. Описание диаграмм деформирования 61
3.1.1 Особенности шагового метода 64
3.1.2 Вычисление главных и эквивалентных напряжений 65
3.2 Моделирование фрагмента свайного фундамента в ПК "ЛИРА-САПР
2017" 70
3.2.1 Исходные данные 70
3.2.2 Описание расчетной модели 70
3.2.3 Жесткостные характеристики 71
3.2.3 Бетон 72
3.2.4 Арматура 74
3.2.5 Приложение нагрузки 76
3.2.6 Подбор количества шагов расчета 76
3.2.7 Определение эквивалентных напряжений 79
3.3 Результаты на основе расчета в ПК "ЛИРА-САПР 2017" 80
3.4 Выводы по результатам расчета 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
Объектом исследования данной работы был выбран узел сопряжения колонны с монолитным ростверком и тремя буронабивными сваями- стойками.
Предметом является напряженно-деформированное состояние монолитного ростверка.
Целью работы является определение приближенного к истинному напряженно-деформированного состояния железобетонного ростверка.
Актуальность.
Затраты на строительство подземных частей зданий, возводимых на свайных фундаментах, составляют до 20% от общего объема бетонирования строящегося здания, поэтому актуальными являются вопросы рационального проектирования свайных фундаментов. Для повышения технико¬экономической эффективности свайных фундаментов совершенствуются методы их проектирования. Важными аспектами в области фундаментостроения являются научные достижения, развитие новых технологий, а также технической базы строительства. Поиск оптимального проектного решения занимает существенное значение в связи с повышением экономической эффективности применения свайных фундаментов.
Согласно действующим нормам [2], жесткость и прочность монолитных ростверков свайных фундаментов рекомендуется определять на основе технической теории стержневых конструкций, что мало соответствует действительному характеру статической работы ростверков (у большинства ростверков соотношение их высоты сечения и пролетов обуславливает некорректность применения гипотез Бернулли-Эйлера).
На основе обширных теоретических и экспериментальных исследований, выполненных на кафедре строительных конструкций Пензенского Государственного Архитектурно-Строительного Университета под руководством профессора Барановой Т.И. и Скачкова Ю.П. [8] был сделан вывод, что характер работы и разрушения массивных ростверков приближен к характеру деформирования коротких балок. В соответствии с этим были разработан новый метод расчёта, а также принципы конструирования и армирования монолитных ростверков свайных фундаментов.
Была выявлена картина напряжённо-деформированного состояния ростверков, представляющая собой условную каркасную структуру, элементы которой ориентированы в пространстве.
Одним из выводов данных исследовательских работ было то, что метод, принятый в нормативной литературе, не отражает закономерность изменения опытной разрушающей силы, а также завышает прочность ростверков в 1,3 раза и не обеспечивает безопасность при эксплуатации. В результате, несовершенные методы расчета и конструирования приводят к неэффективному распределению арматуры[8]...
В результате анализа НДС трехсвайного ростверка под колонну установлено, что оценка прочности на центральное сжатие по Нормативным документам дает необоснованное завышение несущей способности, а расчеты по методу ПКСМ, наоборот, дают чрезмерный запас. Стоит отметить, что вышесказанное, в основном, относится к ростверкам данного типа (с кустом близко расположенных свай).
Таким образом, в работе обозначена проблема несоответствия нормативных методов расчета несущей способности свайных фундаментов экспериментальным данным, что подтверждает результаты, полученные в [23,8].
Сформулированные выводы позволяют рассматривать вопрос о корректировке расчета на продавливание ростверков с близкорасположенными сваями, однако этот вопрос требует более детальной проработки с варьированием числа свай, их расположения, параметров ростверка и т.д.
Таким образом, требуется пересмотреть некоторые положения в нормативных документах, регламентирующие расчеты ростверков, а также включения рекомендаций по расчету ростверков с кустами из трех свай. Перечисленное может быть использовано при дальнейших исследованиях.
