Моделирование работы свай при реализации просадки грунта
Моделирование работы железобетонных винтовой и буронабивной свай во взаимодействии с грунтовым массивом. Применение математического аппарата метода конечных элементов в реализации лицензионного сертифицированного программного комплекса Лира-софт.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.07.2017 |
| Размер файла | 1,4 M |
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/
Моделирование работы свай при реализации просадки грунта
А.Ф. Акопян, В.Ф. Акопян, К.Ю. Подолько, М.С. Тимошенко, С.А. Боярских, Т. А. Литовченко
Донской государственный технический университет
Аннотация
В статье рассмотрены результаты моделирования работы железобетонных винтовой и буронабивной свай во взаимодействии с грунтовым массивом. Для моделирования применён математический аппарат метода конечных элементов в реализации лицензионного сертифицированного программного комплекса Лира-софт версии 10.6. Описан процесс моделирования просадки. Представлены три варианта взаимодействия грунта со сваями. Получены величины осадки одиночных свай от внешней нагрузки и от отрицательных сил трения.
Ключевые слова: Винтовая железобетонная свая, буронабивная свая, грунтовый массив, просадка, Лира-софт, осадка, деформации, перемещения, напряжения.
В продолжение исследования работы винтовой сваи [1-10] и возможности моделирования просадки грунтового массива, были разработаны три расчетные схемы, показанные на рис.1.
Рис. 1. - Расчетные схемы взаимодействия свай с грунтовым массивом, где: а- винтовая железобетонная свая, б - буронабивная железобетонная свая, в - буронабивная железобетонная свая с уширением; fi - трение по боковой поверхности; R - сопротивление грунта по торцу сваи; ?u - предельные касательные напряжения согласно критерию прочности Кулона-Мора
Обозначенный зазор позволяет свае «уйти» от восприятия отрицательных сил трения по боковой поверхности. Физическая возможность создания подобного зазора между резьбовой поверхностью и цилиндрическим стволом сваи представлено на рис. 2.
Рис. 2. - Конечно-элементная модель оголовка сваи, а - конечно-элементная модель, б - физическое исполнение раскатанной резьбы
Постановка задачи пространственная. Принятые материалы - упругие. Для уменьшения влияния граничных условия вокруг свай массив грунта принят с радиусом 2 м. Характеристики грунта приняты следующие:
Просадочный грунт: Модуль общей деформации Е=10 МПа; коэффициент Пуассона ?= 0,35; объемный вес 53 кН/м3. Указанный объемный вес подобран итерационно для достижения деформации от собственного веса 10 см.
Непросадочный грунт: Модуль общей деформации Е=10 МПа; коэффициент Пуассона ?= 0,35; объемный вес 0,1 кН/м3. Указанный объемный вес подобран исходя из необходимости отсутствия деформаций грунта от собственного веса.
Ниже приведены результаты численного эксперимента, показывающие вертикальные перемещения.
Рис. 3. - Изополя вертикальных перемещений грунта и свай, от воздействия просадки
Рис. 4. - Изополя вертикальных перемещений грунта и свай, от воздействия полезной нагрузки, равной 500 кН
Вертикальные перемещения оголовков свай, рассчитанные от воздействия просадки грунта и от полезной нагрузки, равной 500 кН, представлены в таблице 1.
Таблица № 1. Вертикальные перемещения оголовков свай
|
№ п/п |
Вид сваи |
Суммарное вертикальное перемещение, мм |
Процентное соотношение |
|
|
1 |
Винтовая |
24,2 |
52% |
|
|
2 |
Буронабивная, взаимодействующая с просадочным грунтом |
46,5 |
100% |
|
|
3 |
Буронабивная, не взаимодействующая с просадочным грунтом |
35,4 |
76% |
Вывод
Результаты представленного расчета показывают, что применение винтовой сваи без взаимодействия с просадочным грунтом позволяет снизить вертикальные перемещения оголовка на 48% по сравнению с буронабивной сваей с тем же расходом материала.
моделирование железобетонный винтовой свая
Литература
1. Акопян В. Ф. Моделирование несущей способности ввинчиваемых свай //Известия Ростовского государственного строительного университета. - 2010.№. 14. С. 308-308.
2. Акопян В. Ф. и др. Новые виды свай //Инженерный вестник Дона. - 2011. №. 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2011/437
3. Акопян В. Ф. Испытания моделей винтовых свай //Инженерный вестник Дона. - 2012. №. 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2012/620
4. Панасюк Л. Н. и др. Монолитная и сборно-монолитная разновидности винтовой сваи АКСИС //Инженерный вестник Дона. - 2012. №. 4-2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1241
5. Зотова Е. В., Хо Ч., Акопян В. Ф. Определение влияния вспомогательного ростверка на несущую способность сваи усиления цокольного здания с учетом неравномерной осадки в г. Белово Кемеровской области //Инженерный вестник Дона. - 2013.№. 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1706/
6. Акопян В. Ф., Четвериков А. Л., Конопацкий С. А. Экспериментально-теоретическое обоснование возможности использования ввинчиваемых свай в качестве армоэлементов //Перспективы науки. - 2012. - №. 2. - С. 67-69.
7. Акопян В.Ф. Армирование грунтового массива винтовыми бетонными элементами АКСИС// Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2012. - с. 370-374.
8. Акопян В. Ф., Акопян А. Ф., Должиков П.Н. Полевые испытания грунтов винтовыми сваями повышенной несущей способности// «Строительство-2015»: материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2015. - 427-428 с.
9. A. Prokopov, V. Matua, V. Akopyan Monitoring of the Geotechnical State of the Array During the Reconstruction of the Roki Tunnel // Procedia Engineering, Volume 150, 2016, pp. 2255-2260.
10. V. Akopyan, A. Akopyan Experimental and Theoretical Investigation of the Interaction of the Reinforced Concrete Screw Piles with the Surrounding Soil// Procedia Engineering, Volume 150, 2016, pp. 2202-2207
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
Типы применяемых в строительстве свай. Подготовительные работы при устройстве фундаментов из забивных свай. Технологические схемы забивки и контроль погружения. Технология устройства буронабивных, пневмонабивных, частотрамбованных, грунтовых свай.
контрольная работа [450,0 K], добавлен 15.10.2014Применение коротких свай в промышленном и гражданском строительстве. Методы расчета сопротивления коротких забивных свай. Применения численных методов расчета свай и свайных фундаментов. Применение МГЭ в расчетах сопротивления бипирамидальных свай.
диссертация [170,4 K], добавлен 29.12.2003Общее понятие, история появления и распространения набивных свай. Виды набивных свай и способы их изготовления. Особенности технологии устройства буронабивных, пневмотрамбованных, вибротрамбоваиных, частотрамбованных, песчаных и гpунтобетонных свай.
реферат [1,9 M], добавлен 05.05.2011Расчет свайных фундаментов из забивных призматических свай на грунтах II типа по просадочности. Определение типа грунтовых условий и их удельного веса в водонасыщенном состоянии. Расчет просадки фундамента, выбор длины свай и вычисление нагрузки на них.
контрольная работа [128,9 K], добавлен 09.02.2011Особенности расчетов несущей способности висячих свай при действии вертикальных нагрузок. Метод испытания свай вертикальной статической нагрузкой. Расчет притока воды к строительному котловану (пластовый дренаж). Давление грунта на подземные трубопроводы.
методичка [140,0 K], добавлен 22.02.2013Основные положения технологии строительного производства. Подготовка строительной площадки. Технология разработки грунта, буро-взрывных работ, погружения свай и устройства набивных свай. Технология монолитного бетона и железобетона и каменной кладки.
курс лекций [2,2 M], добавлен 03.02.2011Основное назначение свай, их классификация на погружаемые и набивные по методу погружения. Методы погружения заранее изготовленных свай и их комбинирование. Ударный метод и процесс забивки сваи. Выбор типа молота с учетом коэффициента применимости.
презентация [517,3 K], добавлен 28.07.2013Военно-инженерная оценка района строительства. Анализ существующих способов устройства буронабивных свай и выбор технологической схемы. Проектирование бурового инструмента. Основы эксплуатации и ремонта оборудования. Мероприятия по ЗОМП и охране труда.
курсовая работа [302,3 K], добавлен 24.08.2010Производство земляных работ. Возведение монолитных фундаментов под стены зданий из сборных железобетонных элементов. Устройство буронабивных свай. Каменные работы при возведении зданий из кирпича. Устройство плиточных, мозаичных, дощатых, паркетных полов.
учебное пособие [122,5 K], добавлен 15.01.2014Общая характеристика видов свай, их назначение, используемые материалы и классификации. Особенности способов устройства забивных и набивных свай. Устройство набивных свай в вечномерзлых грунтах. Технология устройства ростверков. Приёмка свайных работ.
курсовая работа [698,2 K], добавлен 09.07.2013Виды свай и их характеристики. Конструирование свайных фундаментов. Последовательность погружения свай. Технология устройства их набивных аналогов. Технология устройства ростверков. Применение технологии свайных работ при реконструкции. Контроль качества.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.07.2014Область применения, технология изготовления и виды буронабивных свай. Классификация оборудования по способу крепления и бурения скважин. Испытания буронабивных свай статической нагрузкой. Способы транспортировки разбуренной породы из скважины.
реферат [582,6 K], добавлен 08.03.2013Климатологическая характеристика участка. Благоустройство и озеленение прилегающей территории. Определение нагрузок на здание, несущей способности свай. Расчет армирования железобетонных конструкций. Выбор оборудования для монтажа сборных элементов.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 22.03.2015Понятие и назначение в строительстве свай, их разновидности и сферы применения. Критерии выбора и характеристики исходных материалов, используемых в производстве бетона: цемент, крупный и мелкий заготовитель, вода, добавки. Контроль качества изделия.
курсовая работа [87,8 K], добавлен 18.08.2010Оценка физико-механических свойств грунтов. Конструктивные особенности здания. Плановая и вертикальная привязка сооружения. Проектирование фундаментов мелкого заложения, расчет их осадки и просадки. Определение несущей способности свай под колонны.
курсовая работа [371,6 K], добавлен 21.10.2011Определение расчетных нагрузок на фундаменты. Выбор вида свай, их длины и поперечного сечения. Подбор молота для забивки свай и определение расчетного отказа. Определение конечной (стабилизированной) осадки фундамента методом эквивалентного слоя.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 02.09.2012Понятие и назначение свай, их классификация и характеристики, виды и отличительные черты. Требования к забивным железобетонным сваям, их устройство и составные элементы. Порядок проведения полевых испытаний грунтов сваями динамическими нагрузками.
презентация [3,9 M], добавлен 23.02.2010Генплан 114-квартирного кирпичного жилого дома. Благоустройство территории. Архитектурно-конструктивное решение. Расчет свай по сечениям и несущей способности, железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов. Характеристика условий строительства.
дипломная работа [262,1 K], добавлен 09.12.2016Строительная технологичность проектных решений. Совмещение проектных и строительных работ: вертикальной планировки, уплотнения грунта, вытрамбования площадки, прокладки инженерных сетей, отрывки котлованов, забивки свай. Классификация проектных фирм.
контрольная работа [34,5 K], добавлен 23.09.2015Оценка инженерно-геологических условий, анализ структуры грунта и учет глубины его промерзания. Определение размеров и конструкции фундаментов из расчета оснований по деформациям. Определение несущей способности, глубины заложения ростверка и длины свай.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.05.2014
