авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Оценка статического влияния вновь возводимых плитных фундаментов на дополнительную осадку зданий в условиях плотной застройки (на примере г. перми)

-- [ Страница 2 ] --

Модельные эксперименты выполнены на маломасштабных (в масштабе 1:50) моделях плитного и ленточного фундамента в лаборатории кафедры «Строительного производства» Пермского государственного технического университета. Оборудование для модельного эксперимента (рис. 2) включало в себя: лоток размерами 1000х1000х900(h) мм, рамы для крепления гибких штанг, модели ленточного и плитного фундаментов.

Модель плитного фундамента представляла собой шесть последовательно укладываемых металлических пластин размером 24х24х0,8 см. Модель ленточного фундамента была выполнена из шести металлических пластин размером 4х24х0,8 см. Масса одной пластины модели плитного фундамента составляла в среднем 3,8 кг, ленточного – 0,65 кг. Уплотнение грунта в основании моделей ленточного и плитного фундаментов осуществлялось за счет собственного веса моделей фундаментов (каждая пластина модели ленточного и плитного фундаментов передавали на грунт давление по 0,67 кПа).

 Общая схема экспериментальной-2

Рис. 2. Общая схема экспериментальной установки. 1 – силовой

уголок, 2 – лоток, 3 – рама, 4 – модель плитного фундамента,

5 – модель ленточного фундамента, 6 – индикатор часового

типа ИЧ-10, 7 – гибкая штанга

В качестве грунтового основания в модельном эксперименте использовался песок мелкий просушенный до воздушно сухого состояния. Основные физико-механические характеристики песка приведены в диссертационной работе. В ходе экспериментальных работ варьировались три различные степени уплотнения песчаного основания, соответствующие песку плотному, средней плотности и песку рыхлому по ГОСТ 25100-95. Плотность укладываемого грунта контролировалась с помощью статического плотномера СПГ-1. Песок отсыпался отдельными слоями. После каждого опыта грунт извлекался из лотка и проводилась его новая укладка.

Опыты проводились в следующей последовательности:

- устанавливалась модель ленточного фундамента;

- после стабилизации собственной осадки модели ленточного фундамента отдельными ступенями по 0,67кПа =передавалась нагрузка от модели плитного фундамента.

Всего было поставлено пять серий опытов. В первых трех сериях варьировались различные степени уплотнения песчаного основания мощностью Н1=с=24см при давлении по подошве ленточного фундамента Р1=4 кПа, где с – сторона плитного фундамента. В четвертой серии опытов давление по подошве ленточного фундамента было уменьшено в два раза и принято равным Р1=2 кПа. Пятая серия опытов была проведена для песка плотного мощностью Н2=2с=48 см и давлении по подошве ленточного фундамента Р1=4 кПа. Максимальное давление по подошве плитного фундамента во всех сериях опытов составляло Р2=4 кПа. В каждой серии опытов расстояние в свету между моделями ленточного и плитного фундаментов принималось равным L= 0,2с; 0,75с; 1,5с; 2с. При каждом расстоянии опыты повторялись 3 раза.

Вертикальные перемещения модели ленточного фундамента фиксировались с помощью двух индикаторов часового типа ИЧ-10 с точностью до 0,01 мм. После умножения значений дополнительной осадки ленточного фундамента, полученной в ходе эксперимента, на масштабный коэффициент 50 были получены предполагаемые смасштабированные значения осадки ленточного фундамента с шириной подошвы b=2 м вследствие нагружения основания плитным фундаментом со стороной с=12м. На рис. 3 представлен график зависимости дополнительной осадки основания ленточного фундамента Sad.s от расстояния между ленточным и плитным фундаментом L для песка средней плотности, Н=12м.

 Смасштабированные графики-4

Рис. 3. Смасштабированные графики зависимости дополнительной

осадки основания ленточного фундамента Sad.s от расстояния в свету между ленточным и плитным фундаментами L. Песок средней плотности, Н=12 м.

Давление по подошве ленточного фундамента Р1=200 кПа. Давление

по подошве плитного фундамента Р2 =33ч 200 кПа

Проведенные модельные эксперименты показали, что независимо от степени уплотнения песчаного основания справедливы следующие закономерности:

- в результате передачи нагрузки на плитный фундамент происходит уплотнение грунтового основания, что приводит к получению дополнительной осадки Sаd.s модели ленточного фундамента;

- дополнительная осадка основания модели ленточного фундамента Sаd.s уменьшается с увеличением расстояния L между штампами;

- увеличение толщи сжимаемых грунтов основания Н до значенй больших ширины плитного фундамента с не приводит к существенному увеличению значений дополнительной осадки основания ленточного фундамента (с увеличением значений Н1=с до значений Н2=2с приращение дополнительной осадки составляет порядка 10%);

- при толще сжимаемых грунтов Hс максимальную дополнительную осадку ленточный фундамент получает при малых расстояниях между фундаментами Lс/2, где с – сторона плитного фундамента. При расстоянии между фундаментами L=2с дополнительная осадка стремится к нулю;

- если расстояние L между фундаментами и давление по подошве ленточного фундамента Р1 неизменны, дополнительная осадка основания ленточного фундамента Sаd.s увеличивается с увеличением давления по подошве плитного фундамента Р2;

- величина дополнительной осадки основания ленточного фундамента в большей мере определяется величиной давления, передаваемой по подошве плитного фундамента Р2 и в меньшей степени первоначальной осадкой самого ленточного фундамента.

В четвертой главе с целью детального изучения основных закономерностей получения дополнительной осадки основания ленточного фундамента были выполнены расчеты:

- по методике СНиП 2.02.01–83* с использованием метода послойного суммирования;

- с использованием метода конечных элементов в рамках программы PLAXIS-8.0.

В расчетах размер подошвы ленточного фундамента b принимался равным 2 м, размер стороны плитного фундамента с – 12 м. Толща сжимаемых грунтов основания Н согласно инженерно-геологическим условиям г. Перми была принята равной 12 м.

Первоначально все расчеты выполнялись для песка мелкого с физико-механическими характеристиками, представленными в табл.1. Результаты расчетов сравнивались с смасштабированными значениями дополнительной осадки, полученными в модельном эксперименте для песка мелкого средней плотности, имеющем наиболее близкие значения с, ц, Е к принятым расчетным характеристикам. Сравнение полученных значений дополнительной осадки основания с результатами модельного эксперимента показало (рис. 4):

  • расчет в PLAXIS-8.0 дает хорошую сходимость с данными модельного эксперимента при расстоянии между моделями ленточного и плитного фундаментов L0,5с (расхождение составляет порядка 30%);
  • расчет методом послойного суммирования (методика СНиП) дает хорошую сходимость с данными модельного эксперимента при расстоянии между моделями ленточного и плитного фундаментов Lс (расхождение составляет порядка 25%).

 Зависимость дополнительной осадки-5

Рис. 4. Зависимость дополнительной осадки основания ленточного фундамента Sаd.s (мм) от расстояния между ленточным и плитным фундаментами: 1 - по расчету методом послойного суммирования; 2 – по данным расчета в PLAXIS-8.0; 3 – по данным модельного эксперимента.

Песчаный грунт. Давление по подошве ленточного и плитного

фундамента Р1=Р2=200 кПа; Н =12м, H =0м.

Сторона плитного фундамента с=Н=12м

Таким образом, на участке между фундаментами L0,5с хорошую сходимость с данными модельного эксперимента показывают как численные расчеты, так и расчеты по методике СНиП. Преимуществом расчетов с использованием программного комплекса PLAXIS-8.0 является автоматизация вычислений, а также возможность моделирования различной глубины заложения плитного фундамента относительного подошвы ленточного, что сложно учесть при расчетах по методике СНиП. С целью выявления основных закономерностей получения дополнительной осадки основания ленточного фундамента при различной глубине заложения плитного фундамента дальнейшие расчеты в PLAXIS-8.0 выполнялись на участке между фундаментами L0,5с для песка мелкого и суглинка тугопластичного, ниже которых залегает гравийный грунт с песчаным заполнителем. Численное моделирование проводилось в условиях плоской задачи с применением упругопластичной модели Мора-Кулона. Расчетная схема нагружения основания ленточного фундамента весом вновь возводимого объекта показана на рис. 5, область варьирования наиболее значимых факторов эксперимента представлена в табл. 3.

При расстояниях между фундаментами 0,5сL с в случае расположения фундаментов в одном уровне основные закономерности дополнительной осадки основания ленточного фундамента для двух наиболее характерных для центральных районов г. Перми типов оснований (рис. 1) изучались на основе метода послойного суммирования.

а) б)
Рис. 5. Расчетные схемы нагружения основания ленточного фундамента весом вновь возводимого объекта: a) – фундаменты расположены в одном уровне H=0м, расстояние в свету между фундаментами L=0м; б) – фундаменты в разных уровнях H0м; расстояние между фундаментами L0м,

Таблица 3

Область варьирования наиболее значимых факторов эксперимента

№ п/п Фактор Область варьирования
1. Расстояние в свету между существующим и возводимым зданием L, м 0 ч 6
2. Глубина заложения плитного фундамента относительно подошвы ленточного H, м 0; 3; 6
3. Давление по подошве вновь возводимого здания P2, кПа 0<P2200
4. Геологические условия строительства Тип основания 1 – песок мелкий h1=10м, гравийный грунт h2=2м (рис. 1 а); Тип основания 2 – суглинок тугопластичный h1=10м, гравийный грунт h2=2м (рис. 1 б)
5. Толща сжимаемых грунтов основания Н, м 12
6. Давление по подошве существующего здания P1, кПа 200


На основе расчетов по методике СНиП и численного моделирования автором работы получены регрессионные зависимости, позволяющие определить дополнительную осадку основания ленточного фундамента Sаd.si, (м) при нагружении основания плитным фундаментом для различных начальных условий. В общем в виде зависимости имеют вид:

Sаd.si =b0i+b1iP2+b2iL+b11iP22+b22iL2+b12iP2L (1)

Коэффициенты уравнений регрессии имеют следующую размерность: b0 [м], b1 [м/Па], b11 [м/Па2], b22 [1/м], b12 [1/Па], b2 – безразмерный коэффициент.

Всего получено восемь уравнений регрессии:

Sаd.s1=1414,6Ч10-6+1965,2Ч10-10P2 -2561,6 Ч10-6L-1241,8Ч10-16 P2 2+

+4175,8 10-7L 2-2666,7 Ч10-11P2 L (2)

Sаd.s2=6600Ч10-7+1617,8 Ч10-10P2 -1608,3 Ч10-6L -504,8 Ч10-16P2 2+

+2772,4 Ч10-7L 2-2000 Ч10-11 P2L (3)

Sаd.s3=4758Ч10-7+1428,3 Ч10-10P2 -1239,9Ч10-6L -1057,2 Ч10-16 P2 2+

+2158,7 Ч10-7L 2-1166,7 Ч10-11P2L (4)

Sаd.s4=4766,6Ч10-6+4417,5 Ч10-10P2-9277,8Ч10-6L-2168,7 Ч10-16P22+

+1536,8 Ч10-6L 2-6833,3 Ч10-11P2L (5)

Sаd.s5=2994,6Ч10-6+3980,6 Ч10-10P2-6845 Ч10-6L -1484,2 Ч10-16P22+

+1168,4 Ч10-6 L 2-5833,3 Ч10-11 P2L (6)

Sаd.s6=1195Ч10-6+3003,3 Ч10-10P2-2546,4 Ч10-6L -2139,8 Ч10-16P2 2+

+4289,1 Ч10-7 L 2-3416,7 Ч10-11P2L (7)

Sаd.s7=4975,2Ч10-6+4919,8 Ч10-11P2-1236,1 Ч10-6L+3607 Ч10-18P22+

+7067,4 Ч10-8L 2-3916,7 Ч10-12P2 L (8)

Sаd.s8=9888,1Ч10-6+9701,6 Ч10-11P2-2338Ч10-6L-4963,3Ч10-18P2 2+

+1281,9 Ч10-7L 2-6416,7Ч10-12P2L, (9)

где Sаd.s1 – Sаd.s3, (м) – дополнительная осадка основания ленточного фундамента от нагружения грунтового массива весом вновь возводимого здания в 1-ом типе основания (песок мелкий h1=10м, гравийный грунт h2=2м) при H равном 0, 3, 6 м соответственно;

Sаd.s4 – Sаd.s6, (м) – дополнительная осадка основания ленточного фундамента от нагружения грунтового массива весом вновь возводимого здания во 2-ом типе основания (суглинок тугопластичный h1=10м, гравийный грунт h2=2м) при H равном 0, 3, 6м соответственно;

Sаd.s7, Sаd.s8, (м) – дополнительная осадка основания ленточного фундамента от нагружения грунтового массива весом вновь возводимого здания в 1-ом и 2-ом типе основания соответственно в случае расположения фундаментов в одном уровне;

P2, (Па) – давление по подошве плитного фундамента;

L, (м) – расстояние в свету между плитным и ленточным фундаментами.

Расстояние между ленточным и плитным фундаментом L допустимо варьировать от 0 до 6 м для зависимостей (2)-(7) и от 6 до 12 м для зависимостей (8)-(9); давление по подошве плитного фундамента принимать равным 0<P2200 кПа.

В графическом виде зависимости (1) – (8) представлены в виде номограмм в диссертационной работе. В качестве примера на рис. 6 приведен фрагмент номограммы для зависимости (2).

Давление Р2, кПа
Расстояние L, м Расстояние L, м
Давление Р2, кПа


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.