Исследование напряженно-деформированного состояния заглубленного фундамента при гармоническом воздействии с использованием методов МКЭ-МГИУ в пространственной постановке
Исследование и характеристика влияния техногенных воздействий при производстве строительных работ на фундаменты близлежащих зданий с учетом реальных грунтовых условий. Ознакомление с особенностями распределения напряжений под бетонным фундаментом.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.05.2017 |
| Размер файла | 576,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Ростовский государственный строительный университет
Исследование напряженно-деформированного состояния заглубленного фундамента при гармоническом воздействии с использованием методов МКЭ-МГИУ в пространственной постановке
Кадомцев М.И.
Ростов-на-Дону
В настоящей работе рассматривается воздействие осциллирующей сосредоточенной нагрузки на фундамент, устроенный на слоистом грунтовом основании с использованием гибридного метода МКЭ-МГИУ[3].
Следует отметить, что, с одной стороны, данная задача представляет практический интерес сама по себе - например, при моделировании воздействия от бура, гидромолота или вибратора для погружения обсадных труб при обустройстве вибронабивных свай на фундаменты зданий. В перечисленных случаях, как показывают неоднократные эксперименты, возможно представление воздействия как сосредоточенной, осциллирующей силы.
С другой стороны, другие, наиболее распространенные источники техногенного воздействия - проезд автомобильного транспорта, железнодорожного транспорта, забивка свай, производство взрывных работ, также могут быть успешно смоделированы с использованием решения задачи в данной постановке. В этих случаях отклик на нестационарное воздействие можно представить как суперпозицию решений стационарных задач с привлечением методов гармонического анализа.
Наиболее актуально решение исследуемой задачи при строительстве зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки. В последние годы, несмотря на некоторое снижение объемов строительства вследствие финансового кризиса, количество возводимых в черте города зданий остается очень высоким. В таких условиях является очень актуальной возможность смоделировать влияние техногенных воздействий при производстве строительных работ на фундаменты близлежащих зданий с учетом реальных грунтовых условий. В настоящий момент методики, позволяющие адекватно смоделировать динамическое воздействие и учесть его при проектировании, практически отсутствуют.
Рассматриваемая область представляет собой с (рис. 1)
Перемещение точек среды удовлетворяют уравнениям Ламе
(1)
где - оператор Лапласа.
При рассмотрении задачи будем считать, что заданы условия жесткой стыковки слоев слоистого полупространства, фундамента и здания между собой, что соответствует требованию непрерывности перемещений и напряжений при переходе через границу раздела сред. Следует отметить, что область приложения нагрузки и тип фундамента не влияют на дальнейшие рассуждения.
Исследуемая область (рис. 1) представляет собой фундамент, лежащий на слоистом грунтовом основании. Грунтовое основание рассматривается как пакет из двух слоев, лежащих на однородном полупространстве. Фундамент моделируется прямоугольным параллелепипедом, частично заглубленным в верхний слой.
На поверхности среды вне фундамента задана сосредоточенная сила, осциллирующая с частотой , симметрично относительно фундамента.
При моделировании фундамента с помощью метода конечных элементов использовались восьмиузловые трехмерные конечные элементы в форме прямоугольных параллелепипедов.
Граница стыковки методов МКЭ и МГИУ совпадает с границей раздела фундамента и верхнего слоя грунтового основания.
Рис. 1 Исследуемая область (пространственная задача)
Физические свойства слоев, используемые для каждого из случаев, приведены в таблице. Механические характеристики верхнего слоя остаются неизменными при всех вариантах расчета. Толщина слоев для всех случаев также постоянна и составляла 6м для первого от дневной поверхности слоя, и 3 м для второго. строительный фундамент бетонный
Результаты расчета приведены на рис. 2-4.
На рисунках графики, соответствующие однородному полупространствам и структурам «жесткий-мягкий-жесткий» и «мягкий-жесткий-мягкий» обозначены как «opp», «zmz» и «mzm» соответственно.
Таблица 1
|
Однородное полупространство |
|||||||||
|
Слой 1 |
Слой 2 |
Полупространство |
|||||||
|
Глина (Суглинки) |
Глина (Суглинки) |
Глина (Суглинки) |
|||||||
|
E(Па) |
|
н |
E(Па) |
|
н |
E(Па) |
|
н |
|
|
2E8 |
1800 |
0.33 |
2E8 |
2300 |
0.33 |
2E8 |
1800 |
0.33 |
|
|
«Жесткий-мягкий-жесткий» |
|||||||||
|
Слой 1 |
Слой 2 |
Полупространство |
|||||||
|
Глина (Суглинки) |
Осадочные породы |
Глина (Суглинки) |
|||||||
|
E(Па) |
|
н |
E(Па) |
|
н |
E(Па) |
|
н |
|
|
2E8 |
1800 |
0.33 |
5E7 |
1800 |
0.33 |
2E8 |
1800 |
0.33 |
|
|
«Мягкий-жесткий-мягкий» |
|||||||||
|
Слой 1 |
Слой 2 |
Полупространство |
|||||||
|
Глина (Суглинки) |
Известняк |
Глина (Суглинки) |
|||||||
|
E(Па) |
|
н |
E(Па) |
|
н |
E(Па) |
н |
||
|
2E8 |
1800 |
0.33 |
1E9 |
1800 |
0.33 |
2E8 |
1800 |
0.33 |
Рис. 2
Распределение напряжений под бетонным фундаментом. Частота воздействия f=18 Гц, распределение вдоль центральной линии фундамента
Рис. 3
Распределение напряжений под бетонным фундаментом. Частота воздействия f=50 Гц, распределение вдоль центральной линии фундамента
Рис.4
Распределение напряжений под бетонным фундаментом. Частота воздействия f=100 Гц, распределение вдоль центральной линии фундамента
Выводы
1. С ростом частоты амплитуда перемещений и напряжений падает.
2. На всех частотах, кроме частоты f=50 Гц, амплитуда напряжений и перемещений наибольшая для структуры «жесткий-мягкий-жесткий»
На частоте f=50 Гц, являющейся резонансной для структуры «мягкий-жесткий-мягкий» для этой структуры амплитуда перемещений и напряжений в сравнении с другими рассмотренными структурами максимальна.
Кроме того, видно, что при достаточно высоких частота (>20Гц) распределение перемещений и напряжений под фундаментом имеет существенный сдвиг фаз по ширине фундамента. Из этого следует сделать вывод, что при исследовании относительно высокочастотного воздействия необходимо принимать во внимание сдвиг фаз.
Литература
1. Бабешко, В.А. Динамика неоднородных линейно-упругих сред / Бабешко, В.А., Глушков, Е.В., Зинченко, Ж.З.. - М.: Наука; Главная редакция физико-математической литературы. 1989. - 343 с.
2. Ляпин, А.А Механико-математические модели в задачах активной сейсмологии / Ляпин, А.А., Селезнев, М.Г., Собисевич, Л.Е., Собисевич, А.Л. - М.: ГНИЦ ПГК (МФ) при КубГУ Минобразования России, 1999. - 249 с.
3. Кадомцев, М.И. Исследование динамики заглубленных фундаментов методами граничных и конечных элементов / Кадомцев, М.И., Ляпин, А.А., Селезнев, М.Г.// Строительная механика и расчет сооружений. - 2010. - № 3. - С.61-64.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка конструктивной схемы пространственного решетчатого механизма типа "Кисловодск", определение его напряженно-деформированного состояния. Проектирование устройства скатной кровли и реконструкция стенового ограждения ремонтно-механической базы.
дипломная работа [8,8 M], добавлен 12.11.2010Обработка физико–механических характеристик грунтов и оценка грунтовых условий. Проверка несущей способности основания на равные подошвы фундамента. Определение расчетной вертикальной погрузки на срез. Проектирование фундамента глубокого заложения.
курсовая работа [152,4 K], добавлен 09.06.2010Характеристика грунтовых условий на строительной площадке. Глубина заложения фундамента, его физико-механические свойства. Расчет типов фундаментов: мелкого заложения и свайный. Определение осадки, установка фундамента по оси. Число свай в фундаменте.
курсовая работа [159,8 K], добавлен 27.01.2011Динамическая прочность бетона при сжатии и при растяжении. Чувствительность к скорости деформирования. Исследование напряженно-деформированного состояния несущих железобетонных конструкций зданий и сооружений при действии динамических нагрузок.
реферат [1,4 M], добавлен 29.05.2015Определение вертикальных нормальных напряжений в плоскости подошвы фундамента сооружения. Расчет осадки сооружения. Проверка устойчивости сооружения по круглоцилиндрической поверхности скольжения. Определение активного давления на подпорную стену.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.01.2011Фундаменты малоэтажных зданий и основные причины их высокой стоимости. Ленточные фундаменты жилых и общественных зданий с подвалом. Виды строительных материалов для малоэтажного строительства. Виды возведения зданий. Сравнение экономической эффективности.
реферат [26,4 K], добавлен 14.04.2011Оценка грунтовых условий и обстановки. Назначение глубины заложения фундаментов. Проверка подлинности напряжений фундамента под колонну. Определение осадки и других возможных для данного сооружения деформаций, сравнивание с предельными. Расчет осадки.
курсовая работа [413,5 K], добавлен 10.01.2014Оценка строительных свойств грунта. Определение размеров и расчет фундамента мелкого заложения. Технология производства работ при устройстве фундамента мелкого заложения, устройство котлована и водоотлива. Техника безопасности при производстве работ.
курсовая работа [89,4 K], добавлен 31.03.2010Характеристика физико-механических свойств грунтов. Определение размера фундамента под колонну здания с подвалом. Расчет осадки фундамента до и после реконструкции. Анализ влияния технического состояния фундамента и конструкций на условия реконструкции.
курсовая работа [575,4 K], добавлен 01.11.2014Определение нагрузок, действующих на фундаменты. Оценка инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства. Расчет и проектирование варианта фундамента на естественном и искусственном основании. Проектирование свайного фундамента.
курсовая работа [617,4 K], добавлен 13.12.2013Проект свайного фундамента неглубокого заложения, свайного фундамента. Выбор глубины заложения. Анализ грунтовых условий. Предварительные размеры фундамента и расчетного сопротивления. Приведение нагрузок к подошве. Подсчет объемов и стоимости работ.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 07.02.2013Выбор глубины заложения подошвы фундамента. Расчет несущей способности сваи и определение количества свай в фундаменте. Конструирование ростверка свайного фундамента. Проверка напряжений под подошвой условного фундамента, определение его размеров.
методичка [1,7 M], добавлен 12.01.2014Характеристика бетонов на основе естественных компонентов и техногенных отходов. Технологии изготовления строительных материалов на основе золошлаковых отходов и пластифицирующих добавок. Разработка рецептуры тяжелых бетонов с использованием отходов.
дипломная работа [831,1 K], добавлен 08.04.2013Анализ грунтовых условий. Сбор нагрузок на фундамент. Назначение глубины заложения. Определение напряжений и осадки основания под участком стены с пилястрой. Расчет основания фундаментов мелкого заложения по деформации. Проектирование свайного фундамента.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 07.05.2014Изучение архитектурно-строительных требований к индустриальной отделке фасадов зданий. Характеристика выбора материала и конструкций пола, дефектов отделки и окраски фасадов зданий. Анализ техники безопасности при производстве работ по отделке фасадов.
курсовая работа [48,2 K], добавлен 17.08.2011Выбор методов организации дорожно-строительных работ. Общие сведения о поточном методе организации дорожно-строительных работ. Построение графиков организации дорожно-строительных работ поточным методом. Основные параметры дорожно-строительных потоков.
реферат [2,6 M], добавлен 13.04.2008Основные виды нарушений в строительстве и промышленности строительных материалов. Классификация дефектов по основным видам строительно-монтажных работ, при производстве строительных материалов, конструкций и изделий. Отступления от проектных решений.
реферат [91,2 K], добавлен 19.12.2012Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт. Проектирование фундамента на искусственном основании, в виде песчаной распределительной подушки. Подсчет объемов работ.
курсовая работа [234,0 K], добавлен 03.04.2009Характеристика геологических условий места строения путепровода. Описание свойств стоечных опор. Определение нагрузок и приведение их к обрезу фундамента. Конструирование и расчет фундамента мелкого заложения, свайного фундамента; технология общих работ.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.06.2015Выбор методов производства строительных работ, спецификация сборных железобетонных изделий. Технология строительных процессов и технология возведения зданий и сооружений. Требования к готовности строительных конструкций, изделий и материалов на площадке.
курсовая работа [115,1 K], добавлен 08.12.2012
