Вивчення перерозподілу зусиль в стрічкових пальових фундаментах методом граничних елементів

Abstract

За числовим методом граничних елементів проведено дослідження несучої спроможності стрічко-вих однорядних пальових фундаментів з кількістю паль в стрічці від однієї палі до шести, проаналізо-вано характер розподілу сил тертя по боковій поверхні стрічкових пальових фундаментів, нормаль-них напружень під нижнім кінцем їх з метою прийняття оптимальної кількості паль в стрічці. Пальові фундаменти відомі і широко використовуються в будівництві. В сучасному висотному бу-дівництві їх широко застосовують замість розповсюджених раніше стрічкових фундаментів. Цьому сприяли такі фактори: – створення раціональної конструкції пальових фундаментів, в результаті чого вони стали рен-табельними і конкурентоспроможними зі стрічковими фундаментами; – використання пальових фундаментів відповідає вимогам індустріальності, зниженню кошторис-ної вартості та трудомісткості будівництва; – масове будівництво споруд, які вимагають фундаментів з мінімальними загальними і нерівномір-ними осадками. Це сприяло підвищенню цікавості до їх проектування та методів прогнозування їх поведінки під навантаженням. Перевагою пальових фундаментів є малі осідання, це вельми важливо для висотних споруд, яким властива велика жорсткість і, відповідно, велика чутливість до нерівномірних осідань. Не дивлячись на широке використання пальових фундаментів, ще недостатньо вивчені численні фактори, що впливають на несучу спроможність і осідання паль в їх роботі в складі різних пальових фундаментів в різних ґрунтових умовах. Це пояснюється надмірною складністю та трудомісткістю проведення натурних досліджень пальових фундаментів. Запропоновано новий метод з точнішими передумовами для описання деформативності найвживаніших в висотному будівництві пальових фундаментів. Отримані дані про закономірності зростання загального зусилля на фундамент зі збільшенням кількості паль і зміни середнього навантаження на палю в складі стрічкового однорядного пальового фундаменту. Крім того, стрічкові пальові фундаменти дозволяють зменшити кількість використаного матеріалу і вартість будівництва, що є досить важливим для інвестора. Здійснено порівняння числових досліджень з експериментальними даними за величиною несучої здатності стрічкових пальових фундаментів.

According to the numerical method of boundary elements, a study of the bearing capacity of tape single-row pile foundations with a number of piles in a tape from one pile to six was analyzed, the character of the friction forces splitting on the lateral surface of the tape pile foundations, the normal stresses under the lower end was analyzed for the purpose of making the optimal number of piles in the tape. Pile foundations have been known for a long time and are widely used in construction. In modern high-rise buildings, they are widely used instead of the pre-existing band foundation. This contributed to raising interest in their design and methods to predict their behavior under load. The advantage of pile foundations is small sedimentation, this is very important for high-rise buildings, which have a high rigidity and, accordingly, a great sensitivity to non-uniform settling. Despite the widespread use of pile foundations, numerous factors influencing bearing capacity and precipitation of piles under their operation in the composition of various pile foundations under various soil conditions have not yet been sufficiently studied. This is due to the dimensional complexity and laboriousness of conducting field investigations of pile foundations. The work proposes more precise prerequisites for describing the deformability of the pile foundations most used in high-rise building. The obtained data on the regularities of the growth of the total effort on the foundation with the increase in the number of piles and the change in the average load on the pile in the composition of the tape single row piling basement. In addition, tape pile foundations reduce the amount of material used and the cost of construction, which is very important for the investor. A comparison of numerical studies with experimental data on the magnitude of the bearing capacity of tape pile foundations has been carried out.

Численным методом граничных элементов проведено исследование несущей способности ленточных одно- рядных свайных фундаментов при количестве свай в ленте от одной до шести, проанализирован характер распределения сил трения по боковой поверхности ленточных свайных фундаментов, нормальных напряжений под нижним концом с целью принятия оптимального количества свай в ленте. Свайные фундаменты известны давно и широко используются в строительстве. В современном высотном строительстве их широко используют вместо распространенных ранее ленточных фундаментов. Этому спо- собствовали следующие факторы: - создание рациональной конструкции свайных фундаментов, в результате чего они стали рентабельными и конкурирующими с ленточными фундаментами; - использование свайных фундаментов соответствует требованиям индустриальности, снижению сметной стоимости и трудоемкости строительства; - массовое строительство сооружений, с требованиям к фундаментам минимальных общих и неравномерных осадок. Это способствовало поднятию заинтересованности к их проектированию и к методам прогнозирования их поведения под нагрузкой. Преимущество свайных фундаментов — малые оседания, что очень важно для высот- ных сооружений, которым свойственна большая жесткость и соответственно, большая чувствительность к неравномерным оседаниям. Несмотря на широкое использование свайных фундаментов, ещё недостаточно изучены многочисленные факторы, влияющие на несущую способность и осадки свай в их работе в составе различных свайных фундаментов при различных грунтовых условиях. Это объясняется чрезмерной сложностью и трудоемкостью проведения натурных исследований свайных фундаментов. Предложены уточненные предпо- сылки для описания деформативности наиболее употребляемых в высотном строительстве свайных фунда- ментов. Получены данные о закономерностях роста общего усилия на фундамент при увеличении числа свай и изменении средней нагрузки на сваю в составе ленточного однорядного свайного фундамента. Кроме того, ленточные свайные фундаменты позволяют уменьшить количество используемого материала и стоимость строительства, что является весьма важным для инвестора. Проведено сравнение численных исследований с экспериментальными данными по величине несущей способности ленточных свайных фундаментов.