Контактна взаємодія фундаментних конструкцій з основою та її вплив на жорсткісні характеристики каркасу висотних будівель

Анотація

Зростання частки висотних будівель у щільній міській забудові потребує надійної оцінки контактної взаємодії фундаментних конструкцій із ґрунтовою основою. Для таких будівель експлуатаційна придатність і конструктивна надійність визначаються не лише абсолютними осіданнями, а й нерівномірними осіданнями, кутовою деформацією та їхнім впливом на просторову роботу несучого каркаса. Метою дослідження є розроблення узгодженої інженерної процедури оцінювання системи «основа – фундамент – будівля» у висотному будівництві. Дослідження ґрунтується на порівняльному аналізі класичних, двопараметричних, напівконтинуальних і континуальних моделей ґрунтової основи, зокрема моделей Вінклера, Пастернака, Філоненка-Бородича та Власова, а також просторових скінченно-елементних постановок. Для опису осідань, контактного тиску, кутової деформації та додаткових поздовжніх зусиль, спричинених нерівномірною деформацією фундаментів, використано уніфіковану систему позначень. Показано, що нерівномірні осідання та кутова деформація є ключовими інженерними показниками для висотних будівель, оскільки вони безпосередньо впливають на перерозподіл зусиль у колонах, стінах та інших вертикальних несучих елементах. Запропоновано поетапну процедуру моделювання, у якій попередня оцінка доповнюється уточненим аналізом і подальшою просторовою перевіркою всієї системи. Для попереднього порівняння плитних, пальових і плитно-пальових фундаментних рішень використано інтегральний індекс придатності. Практична цінність дослідження полягає у формалізації переходу від спрощених аналітичних моделей до детального просторового аналізу та зниженні ризику прийняття проєктних рішень, у яких недооцінюються конструктивні наслідки нерівномірних осідань.