Удосконалена модель грунтової основи для розрахунку комбінованого плитно-пальового фундаменту з конструктивної нелінійністю роботи елементів
Анотація
У статті пропонується та теоретично обґрунтовується удосконалена модель грунтової основи комбінованого плитно-пальового фундаменту для врахування нелінійної роботи його елементів «до» та «після» з’єднання плити та паль (конструктивна нелінійність) для розрахунку методом скінченних елементів напружено-деформованого стану у сучасних розрахункових комплексах. Використання удосконаленої моделі дає змогу якісно моделювати процес поведінки КППФ з конструктивною нелінійністю роботи його елементів. Результатом є отримання надійних результатів щодо напружено-деформованого стану системи «основа – фундамент – споруда». На конкретному прикладі виконано моделювання та чисельний розрахунок системи «основа – КППФ» із використанням лінійно-пружної моделі грунту та нелінійної моделі Мора-Кулона. Аналіз отриманих даних показує, що різниця у результатах складає не більше 2%. За критерій оцінки впливу запропонованої комбінованої моделі грунтової основи при розрахунках різних фундаментів прийнято суму згинальних моментів уздовж плити Σ|Мх|. Встановлено що врахування 2-х етапного формування НДС КППФ із застосуванням запропонованої моделі зменшує моментні зусилля у плиті на 2-му (останньому) етапі до 15% у порівнянні з прикладанням одразу повного навантаження і роботою плити у якості ростверку з постійним з’єднанням плити та паль (один етап). За результатами розрахунків встановлено, що при сприйнятті плитною частиною 100% навантаження та інших рівних умовах моментні зусилля у плиті завжди менші ніж у випадку з’єдання паль з плитою, що відбуваєтья через відсутність значної концентрації зусиль у кутових та периферійних палях у разі роботи плити як ростверку
Посилання
2. Luchkovsky I.Ya. (2000). Interaction of structures with the base. Kharkiv: Kharkiv State Academy of Urban Economy (Library of ITE Journal).
3. Ter-Martirosyan, Z. G. & Ter-Martirosyan, A. Z. (2009). Soil beds of high-rise buildings. Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 46, No. 5 , 165-179.
http://doi.org/10.1007/s11204-009-9067-7
4. Samorodov A.V. (2017). Designing high-performance combined piled and raft foundations of multistory buildings: monograph. Kharkiv: Madrid Printing House
5. Samorodov O.V., Dytyuk O. Ye., Mulyar D.L., and Tabachnikov S.V., Utility model patent No. 148444, Ukraine IPC E02D 27/12 (2006/1). COMBINED RAFT PILE FOUNDATION. Application dtd November 09, 2020. Publ. August 11, 2021. Bull. No. 32
6. Gersevanov N.M. (1930). Experience in applying the theory of elasticity to determining permissible loads on soil based on experimental work. Proceedings of MIIT, Vol. XV, pp. 4-11
7. Florin V.A. (1959). Fundamentals of soil mechanics. T. 1. L.-M.: Stroyizdat, 1959
8. Boyko I.P. & Pidlutskyi V.L. (2015). Study of the redistribution of forces in the foundation with different options for the arrangement of piles. Bases and foundations: Interdepartmental scientific and technical collection, Vol. 37, pp. 64-73
9. Samorodov O.V. et al. (2023). The influence of boundary conditions on the distribution capability and deformability of the model of the soil base in the form of a linearly deformed layer of finite width. Nauka ta budivnytstvo, No. 2 (36), pp. 12-19.
https://doi.org/10.33644/2313-6679-2-2023-2
10. Samorodov O.V., Dityuk O.Ye. and Tabachnikov S.V., (2022). Field studies of the initial settlement of piles, which are not connected to the raft, as part of a combined raft pile foundation. Ukrainian Journal of Construction and Architecture, No. 6 (012), pp. 90-98.
https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.271222.90.915
11. Samorodov O.V. et al. (2021). Methodology for modeling the initial settlement of piles as part of a combined raft pile foundation in the PLAXIS 3D FOUNDATION software complex. Scientific bulletin of construction. Volume 105, No. 3, pp. 106-114
12. Comodromos, E. M., Papadopoulou, M. C. & Laloui, L. (2016). Contribution to the design methodologies of piled raft foundations under combined loadings. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 53 (4), 559–577.
http://doi.org/10.1139/cgj-2015-0251
13. Chow, H. S. (2007). Analysis of Piled-Raft Foundations with Piles of Different Lengths and Diameters. Sydney: The University of Sydney.
http://doi.org/10.1201/9781439833766.ch84
14. Cunha, R. P., Poulos, H. G., & Small, J. C. (2001). Investigation of Design Alternatives for a Piled Raft Case History. Journal of Geotechnical and Enviromental Engineering, 635-641.
http://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2001)127:8(635)
15. Hain, S., & Lee, I. (1978). The Analysis of Flexible Raft-Pile Systems. Geotechnique, 28 (1) , 65-83.
https://doi.org/10.1680/geot.1978.28.1.65
16. Poulos, H. (1994). An Approximate Numerical Analysis of Pile-Raft Interaction. Int. J. NAM Geomechs, 18, 73-92.
https://doi.org/10.1002/nag.1610180202
17. Poulos, H. (2001). Methods of Analysis of Piled Raft Foundations. International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
18. Reul, O., & Randolph, M. (2003). Piled Rafts in Overconsolidated Clay: Comparison of In situ Measurements and Numerical Analyses. Geotechnique, Vol. 53, No. 3 , 301-315.
https://doi.org/10.1680/geot.2003.53.3.301
19. Shen, W., Chow, Y., & Yong, K. (1999). A Variational Solution for Vertically Loaded Pile Groups in an Elastic Half-space. Geotechnique, Vol. 49, No. 2 , 199-213.
https://doi.org/10.1680/geot.1999.49.2.199
20. Simeneh Abate (2009). Analysis and Parametric Study of Piled Raft Foundation Using Finite Element Based Software. Addis Ababa University
21. Yunfei Xie, Shichun Chi (2019) Optimization Method for Irregular Piled Raft Foundation on Layered Soil Media. Advances in Civil Engineering, Vol. 2019, 1-15.
https://doi.org/10.1155/2019/5713492
22. Samorodov O. et al. (2022) New design of a combined pile raft foundation for a multi-storey building with determination of its main parameters. Proceedings of the 20th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Rahman and Jaksa (Eds). Australian Geomechanics Society, Sydney, Australia, 3493-3497
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
