Végre valóra vált, amire minden felhasználónk régóta várt: a PC LIRA 10.6-ban megjelent egy új végeselem 57 - „Pile”, amely végrehajtja az SP 24.13330.2011 „Cölöpalapozás” előírásait. Ennek a végső elemnek a megjelenése jelentősen kibővíti a szoftvercsomag képességeit a cölöpalapzatra épülő épületek számításakor, lehetővé téve az ilyen számítások gyorsabb és pontosabb elvégzését. Ha korábban a PC LIRA felhasználóknak 56 FE cölöpöt kellett modellezniük, és ezek merevségét vagy harmadik féltől származó programokban, vagy manuálisan számították ki, akkor most a program mindent megtesz, csak a kezdeti adatokat kell megadni.

Végrehajtás

A következő tervezési helyzetek valósulnak meg a PC LIRA 10.6-ban:

Egyhalom (7.4.2–7.4.3, SP 24.13330.2011);

Cölöppersely (7.4.4–7.4.5, SP 24.13330.2011);

Feltételes alapozás (7.4.6–7.4.9, SP 24.13330.2011);

A következő feltételezéseket teszik:

Hagyományosan elfogadott, hogy a cölöp teherbíró képessége biztosított; - A talaj, amelyen a cölöp nyugszik, lineárisan deformálható féltérnek minősül; - Teljesül a következő összefüggés: (l – hossz, d – csökkentett cölöptengely átmérő).

A következő típusú cölöpöket valósították meg (1. ábra):

• Héj;

  Négyszögletes;

  Négyzet.

Ebben az esetben a halom vége lehet hegyes vagy bot alakú.

Rizs. 1. A cölöpök fajtái. PC LIRA 10.6

Egyetlen halom számítása

Minden cölöphöz, legyen az egyedi vagy egy bokor/feltételes alapozás része, a következő paraméterek vannak beállítva (2. ábra):

• Cölöp hossza

• Felosztott szakaszok száma - minél nagyobb ez a szám, annál pontosabb a számítás.

• A törzs rugalmassági modulusa annak az anyagnak a jellemzője, amelyből a halom készült;

• az anyag Poisson-aránya;

• Mélység a föld felszínétől, amelynél a talaj ellenállását az oldalsó felület mentén nem veszik figyelembe (szeizmikus hatások esetén).

• A cölöp anyagának térfogatsúlya.

Rizs. 2. A halom paramétereinek beállítása. PC LIRA 10.6

Egy cölöp számítási paramétereit az „Egy cölöp merevségének kiszámítása” gombra kattintva állíthatja be (3. ábra).

Rizs. 3. Paraméterek a cölöp merevségének számításához. PC LIRA 10.6

Ebben az esetben az ágy oldalirányú együtthatóját a halom felületén a következő képlettel számítják ki:

ahol K a cölöp körüli talaj típusától függően elfogadott arányossági együttható (B. függelék, B.1. táblázat); γс - a talaj működési feltételeinek együtthatója. Egy halomra γс =3.

Egyetlen cölöp dőlésszögének kiszámítása az SP 24.13330.2011 szerint történik: kiszélesedés nélküli cölöp esetén a 7.4.2 a) pont szerint, kiszélesedő cölöp esetén a 7.4.2 b pont szerint.

Cölöppersely számítása

Cölöpbokor létrehozásához meg kell hívni a „Cölöpcsoportok” parancsot, amely az eszköztáron vagy a „Hozzárendelések” menüpontban található. Egy cölöppersely definiálásához ki kell választania egy cölöpcsoportot, amely belekerül a perselybe, és kattintson a „Cölöppersely hozzáadása” gombra (4. ábra).

Rizs. 4. Cölöpbokor felállítása. PC LIRA 10.6

A cölöppersely kiszámításának módszere megfelel az SP 24.13330.2011 7.4.4 – 7.4.5 pontjainak. Ebben az esetben a cölöp merevségi jellemzői automatikusan kiszámításra kerülnek a Talajszerkesztőben, amelyhez az utóbbi négy oszlopot adott a táblázatba a fizikai és mechanikai jellemzők megadására (5. ábra):

„IL” folyási index iszapos agyagos talajokhoz;

„e” porozitási együttható homokos talajokhoz;

„K” arányossági együttható, amely numerikusan vagy interpolálva állítható be a „Talajtípus cölöpalapozáshoz” oszlopból a talaj kiválasztásával;

• Talajtípus cölöpalapozáshoz (SP 24.13330.2011 B.1 táblázat). A „K” értékek interpolálására szolgál egy adott „IL” talajfolyékonysági indexből vagy „e” porozitási együtthatóból.

Rizs. 5. Az IGE fizikai és mechanikai jellemzőinek táblázata. PC LIRA 10.6

A számítási paraméterekben (6. ábra) egy új lap jelent meg - „Cölöpök”, amelyen a számításhoz szükséges paraméterek vannak feltüntetve:

k - a sarok alatti mélység együtthatója (7.4.3 SP 24.13330.2011);

γ c - működési feltételek együtthatója a cölöpök kiszámításához a függőleges és vízszintes erők és nyomaték együttes hatására (SP 24.13330.2011, 2. függelék, B.2. pont);

γ с а - a talajtömörítési együttható cölöp bemerítésekor, figyelembe kell venni a K arányossági együttható csökkentését, amikor a cölöpöket bokor részeként dolgozzák fel (SP 24.13330.2011, 2. függelék B.2. pont).

Rizs. 6. Cölöpszámítás fül. PC LIRA 10.6

A Cölöpbokor telepedésének kiszámítása az SP 24.13330.2011 7.4.4 - 7.4.5 pontja szerint történik. Egy cölöpcsoport telepedésének számításakor azok kölcsönös befolyását veszik figyelembe. A cölöp oldalfelületén a Cz talajágy együttható számítása, figyelembe véve a bokorban lévő cölöpök hatását, úgy történik, mint egy cölöp esetében, de a K arányossági együtthatót megszorozzuk az αi csökkentési tényezővel.

A cölöpfürtök egymásra épülésének kölcsönös befolyását ugyanúgy figyelembe veszik, mint a feltételes alapok számításánál. A cölöpperselyek cölöpöinek merevségének kiszámítása ugyanazzal a módszerrel történik, mint az egyes cölöpök esetében, de figyelembe véve azok kölcsönös hatását mind a bokorban, mind a bokrok között.

Feltételes alapozás számítása

A feltételes alapozás cölöpbokorból csak annyiban tér el, hogy a „Cölöpcsoportban” a „Feltételes alapozás” elem van kiválasztva. Ezenkívül meg kell adni az Acf-t - a feltételes alap területét és a cölöpök elrendezésének módját - közönséges vagy sakktábla.

A geológiai viszonyokat, valamint az alaptalajok fizikai és mechanikai jellemzőit a Talajszerkesztő tartalmazza.

Az alapcölöpmező teljes lerakódását a következő képlet határozza meg:

Hol: - a feltételes alapítás elszámolása,

A feltételes alapozás alapja szintjén a tolócölöpök miatti további telepedés,

További lerakódás a cölöptengely összenyomódása miatt.

A cölöptengely összenyomódása miatti további lerakódás kiszámítása a következő képlettel történik:

A feltételes alapozás elhelyezkedésének megtalálása, valamint a cölöpcsoportok (beleértve a cölöpperselyeket is) kölcsönös hatásának kiszámítása a födémalapozással analóg módon 3 különböző módszerrel történhet:

1. módszer – Pasternak alapozási modellje,

2. módszer – Winkler-Fuss alapozó modell,

• 3. módszer – módosított Pasternak modell.

Ha a számítást a Talaj modulban végezzük, akkor a lemezelemek számításához hasonlóan a cölöpökhöz egy kezdeti terhelést kell hozzárendelni, amelyet azután az eredmények kiindulási adatokká konvertáló funkciójával lehet finomítani (ábra). 7). Ez az „Elasztikus alapozás” parancsban történik.

Rizs. 7. Kezdő terhelés hozzárendelése a cölöpökhöz. PC LIRA 10.6

A Talaj modulban végzett számítás után a „Modellelemzés” funkció meghívásával nyomon követhető a cölöpök és a talaj dőlése, merevsége és egyéb paraméterei (8. ábra).

8. ábra. Számítások vizualizálása. PC LIRA 10.6

Így megvizsgáltunk egy új, a PC LIRA 10.6-ban megjelent függvényt, amely lehetővé teszi az épületek cölöpalapokon történő számítását.

Az a mérnök, aki egy olyan épület vázának kiszámításával szembesül, amelynek egyik teherhordó eleme egy oszlop, rájön egy szabadon álló alap kiszámításának igénye. A SCAD számítógép-komplexumban végzett számításokhoz a fejlesztők szinte teljes funkcionalitást biztosítottak a teherbírás meghatározásához az összes alapozás-ellenőrzési kritérium szerint.

Tehát miután befejezte a keret, például egy fém, felépítését, külön alapokat kell kiszámítania. Ehhez a SCAD számítógépes komplexumban olyan csomópontokat kell megadni, amelyek meghatározott irányú és forgási szögben elmozdulás ellen biztosítottak (ezekben a csomópontokban számítható ki a támaszok reakciója). Leggyakrabban a függőleges reakciót, a vízszintes reakciót és a szerkezet működési síkjában lévő nyomatékot elemzik. A SCAD számítógépes komplexum a felhasználó által megjelölt összes csomópont reakcióit jeleníti meg; általában a terhelések három kombinációját veszik figyelembe:

Rz max, Rx ill. Ruy ill

Rz ill. Rx max, Ruy ill.

Rz ill., Rx ill., Ruy max.

1. ábra Számítógép-komplexum épületvázának tekintett (függőleges reakció).ÉRDES FARKÚ HAL

Nem könnyű vizuálisan meghatározni a maximális értékeket, ha az áramkör erősen terhelt; használhatja a „dokumentációs” eszközt, ahol a szükséges számcellák szűrése a SCAD számítógép-komplexum összes értékét tartalmazó táblázat megjelenítésével történik. MS Excelben.

Az így kapott értékkombinációkat ezután szabadon álló alapozás kiszámításakor kell használni. A szabadon álló alapok számítása manuálisan is elvégezhető, ehhez számítják ki az alap alapja alatti nyomást.

A fellépő nyomaték miatt a nyomás egyenetlen. A határértékek kiszámítása a képlet segítségével történik

A szabadon álló alap kiszámításának következő lépése a számított talajellenállás meghatározása. A számításokat az SP 22.13330.2011 „Épületek és építmények alapjai”, 5.7 képlet szerint végezzük. A számításhoz a kérdéses építési hely talajrétegeinek (vagy közvetlenül külön alapozás alatti) mérnökgeológiai felmérése szükséges.

Egy szabadon álló alapozás tervezési talajellenállásának számítása a REQUEST programmal (a SCAD számítógépes komplexum műholdja) is elvégezhető. A program az SP 22.13330.2011 „Épületek és építmények alapjai” szerinti számításokat hajtja végre.

A kapott R értéknek szükségszerűen nagyobbnak kell lennie, mint a P nyomásérték. Ellenkező esetben csökkenteni kell a talajra nehezedő nyomást, például egy szabadon álló alap területének növelésével. Az alapozás területe és az alapszakasz ellenállási nyomatéka a P nyomás meghatározására szolgáló képlet nevezője, amely a nyomásjelző csökkentésére kényszeríti.

A szabadon álló alap kiszámításakor nem szabad megfeledkezni a lyukasztáshoz szükséges alaplap kiszámításáról és a teherbírás kiszámításáról sem. Az alaplap teherbírását egy dupla konzolos gerendaként számítják ki, amelyre a terhelés megegyezik a talajra nehezedő nyomással (Newton III. törvénye). A számítás eredménye a födémszakasz működő „alsó” megerősítésének felszerelése.

Az oszlopból a födémre ható erő meglehetősen jelentős, ezért a lyukasztóerő kiszámításakor szükség lehet egy külön alapozás további lépcsőinek felszerelésére.

A lyukasztás, valamint két konzolos gerenda számítása az ARBAT programmal (a SCAD számítógép-komplexum műholdja) végezhető el.

Amikor a fent leírt teljes algoritmus elkészült, a szabadon álló alapozás számítása befejezettnek tekinthető.

Most térjünk vissza az épületváz diagramjához. A talajalap bármely alapja (a szikla kivételével) megereszkedik egyik vagy másik terhelés hatására. Az áramkör ebből adódó további deformációja hozzájárul az erők újraelosztásának megváltozásához már az áramkör elemeiben. Emiatt bizonyos esetekben (a legkritikusabb esetekben) szükség van arra, hogy az oszlop szabadon álló alapozással való találkozásánál ne merev szorítást, hanem rugalmas csatlakozást helyezzenek el. A SCAD számítógépes komplexum nem számítja ki automatikusan a rugalmas csatlakozás merevségét, de ez a művelet manuálisan is végrehajtható. A rugalmas csatlakozás merevsége a függőleges elmozdulás során megegyezik egy szabadon álló alap teherbírásának a fekvéshez viszonyított arányával, az így kapott értéket t/m-ben mérjük. Az elszámolás a REQUEST programmal (a SCAD számítógépes komplexum műholdja) számítható ki.

A szabadon álló alapok kiszámításával pontosabb képet kapunk az épület alakváltozásáról, ezáltal pontosabb erőhatásokról a kész elemekben.

2. ábra Az épületváz deformált diagramja.Számítástechnikai komplexumÉRDES FARKÚ HAL

Tehát a SCAD számítógépkomplexum segítségével a felhasználó elvégezheti a szabadon álló alapozás szükséges számítását, kiválaszthatja a szükséges alapterületet, elvégezheti a lyukasztási számításokat, meghatározhatja az épület dőlésszögét, és figyelembe veheti a az erők újraelosztása a szerkezet ebből eredő rendeződésétől függően.

Az épület geometriai jellemzői

Az épület téglalap alaprajzú, méretei 75,0 x 24,0 m, magassága a tetején 15,9 m. Az épület 3 szintes. Az első emelet 4,2 m magas; második emelet – 3,6 m; harmadik emelet – 3,5 m.

Az épület tartórendszere

Az első emelet kész padlójának szintjét 0,000 relatív szintnek vesszük, amely +12.250m abszolút magasságnak felel meg. Rács alapszint +10.700. Az épület alaprajzi méretei téglalap alakúak: 75,0x24,0 m Az épület keresztirányú keretei 6 és 3 m-es lépésekben kerülnek beépítésre Az épület fesztávolsága 24,0 m Az épület 2 belső szinttel rendelkezik , az első emelet kész padlószintje 0.000, a második +4.200 és a harmadik emelet +7.800. A burkolat (rácsos) tartószerkezetének aljának magassága +12 000.

Az épület szerkezeti kialakítása vázmerevített váz.

Az épület vázszerkezete fém kialakítású, négyszög keresztmetszetű, hajlított hegesztett acélcsövekből készült rácsos burkolattal, a rácsok 24 m-re nyúlnak át, a felső húrok lejtése a gerinctől mindkét irányban 3%. Az alsó övek vízszintesek. A keret fő teherhordó szerkezetei acéloszlopok, amelyeket függőleges és vízszintes csatlakozási rendszer egyesít.

A szilárdságot és a térbeli stabilitást az oszlopok merev beágyazása az alapokba a vázak síkjában, valamint az oszlopok mentén a vázak síkjából függőleges csatlakozások biztosítják. A rácsok az oszlopokhoz csuklósan vannak rögzítve.

A bevonat stabilitását a bevonat merevlemeze hozza létre - vízszintes rúdcsatlakozások rendszere és profilozott lemez a rácsok felső húrjai mentén. A burkolat vízszintes kötései a rácsok felső húrjai mentén helyezkednek el. A tartószerkezetek telepítés közbeni stabilitásának biztosítása érdekében a munkaprojektben kifejlesztett, kivehető készlettávtartókat használnak.

Épület keret

A bevonat terhelési sémája szerint kétféle tetőszerkezet fogadható el:

1.Ф1, 2-4 tengelyekben;

2.Ф2 az 1. tengelyekben, 5-13.

A szarufák két szerelési fokozatból készülnek. A felső húrok karimákon vannak összekötve, az alsók - nagy szilárdságú csavarok (súrlódó kötések) bélésekkel. A felhasznált profilok acél hajlított zárt hegesztett négyzetprofilok a GOST 30245-2003 szerint.

F1 rácsos rácsos márka:

1. A felső öv egy 180x10 méretű hajlított négyzet alakú profil;

2. Alsó öv - hajlított négyzet alakú profil 140x8;

3. Tartómerevítők - hajlított négyzet alakú profil 120x8;

4. Nyújtott/összenyomott merevítők - hajlított négyzet alakú profil 120x6;

F2 rácsos rácsos márka:

1. A felső öv egy 180x140x8 méretű hajlított téglalap alakú profil;

2. Alsó öv - hajlított négyzet alakú profil 140x7;

3. Tartómerevítők - hajlított négyzet alakú profil 120x5;

4. Nyújtott/összenyomott merevítők - hajlított négyzet alakú profil 100x4;

5. Állványok - hajlított négyzet alakú profil 80x3.

A vázoszlopok keresztmetszete az épület magassága mentén állandó, és hengerelt „K” típusú, 35K2 (STO ASChM 20-93) I-szelvényből készülnek;

A padlóközi padlógerendák „B” típusú hengerelt I-szelvényből készülnek (STO ASChM 20-93):

A főgerendák a 70B1 I-szelvényűek;

Másodlagos gerendák - I-szelvény 40B2;

A 14/A-D tengelyű fedőgerendák „B” típusú (STO ASChM 20-93), 60B2 hengerelt I-szelvényből készülnek.

Egysínű emelő – 45M (STO ASChM 20-93);

A csatlakozások (vízszintes és függőleges) négyzet alakú, hajlított hegesztett acélcsövekből készülnek. A vett metszetek acél hajlított zárt hegesztett négyzetprofilok a GOST 30245-2003 szerint:

1. Függőleges csatlakozások - hajlított négyzet alakú profil 180x5;

2. Vízszintes csatlakozások - hajlított négyzet alakú profil 150x4.

A födémek monolit vasbeton födémek, SKN50-600-0,7 profilozott acéllemezből készülnek, állandó zsaluzatként használják. Padlóvastagság 110 mm. A B25, W4, F100 betonosztályok elfogadottak. A mennyezet a fémgerendák felső húrjai mentén készül.

A távtartók a GOST 30245-2003 szabvány szerint hajlított acél zárt hegesztett négyzetprofilból készülnek.

1. Távtartók a rácsok felső húrjai mentén (P1) - hajlított négyzet alakú profil 120x5;

2. Távtartók a rácsok alsó húrjai mentén (P2) - hajlított négyzet alakú profil 120x5;

3. Távtartó 1-2/B tengelyekben (P3) - hajlított négyzet alakú profil 120x5;

4. Távtartók a második emelet síkjában (P4) - hajlított négyzet alakú profil 120x5.

Alap és alapozó

A műhelyépület alapjait cölöpök, geotechnikai felmérési adatok alapján fogadták el. Ezen épületek tartóvázának oszlopainak rácsai oszlopos monolit vasbeton B20, W6 betonból. A rácsok magassága 1,6 m Az alapgerendák monolit vasbeton, B20, W6 betonból. A cölöpök 6,0 m hosszúságú, 30 x 30 cm szelvényű előregyártott vasbeton cölöpök, B20, W6, F150 betonosztályúak. A cölöpök rácsba ágyazása merev, 350 mm mélységig.

A cölöpök vert függőcölöpök, 30x30 cm keresztmetszetű, 18,0 m hosszúságúak, IGE 9, IGE 10 és IGE 11 talajba támasztva, a telephely elhelyezkedésétől függően.

A műhelyépület cölöpalapozásának helye a következő szakaszokra oszlik a bokorban lévő cölöpök számától függően:

1. P1 rácsok oszlopokhoz a 2-5/B-G tengelyekben - 6 cölöp egy bokorban;

2. P2 rácsok oszlopokhoz a 2-5/A tengelyekben, D - 5 cölöp egy bokorban;

3.P3 rácsok oszlopokhoz 1/A-D, 6-12/A-D tengelyekben - 4 cölöp egy bokorban;

4. P4 rácsok oszlopokhoz 13-14/A-D tengelyekben - 4 cölöp egy bokorban.

A cölöpök teherbírását számítással és statikus szondázási adatok alapján határozzuk meg. A tömeges cölöpverés megkezdése előtt el kell végezni a projektben megjelölt cölöpök statikai vizsgálatát a GOST 5686-94 „Talajok. A cölöpök helyszíni vizsgálatának módszerei.” Ha a vizsgálati eredmények a cölöpök eltérő teherbíró képességét mutatják, az alapozást ki kell igazítani.

Az épületalapok rendezése az Alapítvány 12.4 programmal és a rétegenkénti összegzés módszerével történt. A cölöpös rácsok számított beépülési értéke nem haladja meg a 6 mm-t.

Külső falak, válaszfalak, burkolatok

A burkolatot H114-750-1 profillemez felhasználásával előre gyártjuk. hatékony bazaltszálas szigeteléssel és Technoelast befejező bevonattal a tartószerkezetek felső húrjaira profilozott burkolat van rögzítve, kétnyílású összefüggő kivitelben rögzítve, 12 méter laphosszal.

A lépcsősorok előregyártottak. Az alap az I-profilú keret acélgerendáira támasztott húrok. A lépcsők padlóközi lépcsői monolit vasbeton födémek formájában, profillemezekből készült állandó zsaluzaton készülnek.

A külső befoglaló falak háromrétegű függesztett hőpanelekből készülnek. A falak az épület acélvázának tartószerkezeteihez vannak rögzítve.

A vasbeton szerkezetekre vonatkozó általános követelmények

A betonacélt a projekt az SP 52-101-2003 „Beton- és vasbeton szerkezetek előfeszített vasalás nélkül” 5.2. fejezete szerint fogadta el az A400 (A-III) osztályok számára (acélminőség 25G2S, GOST 5781-82 * „Melegen hengerelt”) acél vasbeton szerkezetek megerősítésére. Műszaki feltételek"), A240 (A-I) (acélminőség St3sp3; St3ps3).

A beton védőréteg vastagsága a betonozáshoz legalább 25 mm. A védőréteg vastagságának biztosításához megfelelő bilincsek beépítése szükséges a vasalás tervezési helyzetének biztosításához.

Az építési terület mérnöki és geológiai feltételei

A terület geológiai szerkezete a 25,0 m fúrási mélységen belül a következőket foglalja magában:

1. Modern - technogén (t IV), biogén (b IV), tengeri és tavi (m, l IV) üledékek;

2. Az Osztaskovói horizont felső negyede – a balti glaciális tó tavi-glaciális lerakódásai (lg III b), a lugai stadion tó-glaciális (lg III lz) és glaciális lerakódásai a Luga stadionban (g III lz).

Modellek számítása PC SCAD-ben

A számítások a SCAD 11.5-ös verzióját használják.

A számítást kétféle problémamegoldásra végeztük el:

1. Lineáris beállítás.

Áramkör típusa

A tervezési sémát 5. jellemzővel rendelkező rendszerként definiáljuk. Ez azt jelenti, hogy egy általános rendszert veszünk figyelembe, amelynek deformációit és főbb ismeretlenjeit a csomópontok lineáris elmozdulásai az X, Y, Z tengelyek mentén és e tengelyek körüli elfordulások jelentik. .

A tervezési séma mennyiségi jellemzői

A tervezési sémát a következő paraméterek jellemzik:

Csomópontok száma - 831

Véges elemek száma - 1596

Ismeretlen mozgások és fordulatok száma összesen - 4636

Rakományok száma - 15

A terhelési kombinációk száma - 5

Kiválasztott statikus számítási mód

A rendszer statikai számítása lineáris megfogalmazásban történt.

A számítási modellek általános nézetét lásd az ábrán. 1

1. ábra A számítási modell általános képe

Határviszonyok

A peremfeltételek az alábbiak szerint vannak megadva. Az oszlopok a keretek síkjában mereven rögzítve vannak minden szabadsági fokon, és a síkból - csuklósan.

Terhelések és hatások

Az épületet érő terhelések és hatások az SP 20.13330.2011 „SNiP 2.01.07 - 85 „Teherek és hatások. Általános rendelkezések". A számítási komplexumbanÉRDES FARKÚ HAL Teljes tervezési terhelést alkalmaznak. A terhelési esetek és a DCS modul kombinációjával együtthatórendszert veszünk figyelembe a számításhoz I. és II PS csoportok. Az elfogadott terhelések neveit a táblázat tartalmazza. 1

asztal 1 . Terhelések és hatások

A terhelés típusa

γf

K tart

K 1

Állandó:

· s.v. teherhordó szerkezetek

ÉRDES FARKÚ HAL*

1,05

ÉRDES FARKÚ HAL*

· s.v. befoglaló szerkezetek:

192 kgf/pm

231 kgf/pm

· s.v. monolit vasbeton táblák hullámlemezeken raktérrel, 1,5 m raktérrel, 0,75 m

527 kgf/rm 263 kgf/pm

579 kgf/rm 290 kgf/rm

· s.v. előregyártott lépcsőházak

1150 kgf

1265 kgf

· s.v. tetők: raktérrel, 6,0 m raktérrel, 4,5 m raktérrel, 3,0 m raktérrel, 1,5 m

282 kgf/rm 212 kgf/pm 141 kgf/pm 71 kgf/rm

338,4 kgf/pm 254 kgf/rm 169 kgf/pm 85 kgf/rm

· s.v. emeletek raktérrel, 1,5 m raktérrel, 0,75 m

375 kgf/rm 188 kgf/pm

413 kgf/pm 206 kgf/pm

Ideiglenes: - hosszú fellépés:

· s.v. ideiglenes partíciók raktérrel, 1,5 m raktérrel, 0,75 m

81 kgf/rm 40 kgf/rm

105 kgf/pm 53 kgf/rm

0,95

· s.v. helyhez kötött berendezések: · magasságban 0.000 · magasságban +4200: raktérrel, 1,5 m · raktértől, 0,75 m magasságban. +7800: raktérrel, 1,5 m raktérrel, 0,75 m

1000 1500 kgf/rm 750 kgf/rm 4500 kgf/rm 2250 kgf/rm

1,05 1,05

1050 1575 kgf/pm 788 kgf/pm 5400 kgf/rm 2700 kgf/rm

0,95

Ideiglenes: - rövid időszak:

· daru függőleges vízszintes

7500 kgf 750 kgf

9000

0,95

· hasznos (1-3. emelet) · első emelet · 2. és 3. emelet között: raktérrel, 1,5 m · raktértől, 0,75 m fedőnként: raktérrel, 6,0 m raktérrel, 4,5 m raktérrel, 3,0 m raktérrel, 1,5 m

600 kgf/rm 300 kgf/rm 323 kgf/pm 242 kgf/pm 162 kgf/pm 81 kgf/rm

720 kgf/pm 360 kgf/rm 420 kgf/rm 315 kgf/rm 210 kgf/rm 105 kgf/pm

0,35

· hó r/o-ban 4-13/szélesség 18 m raktérrel, 6,0 m raktérrel, 4,5 m

756 kgf/rm 687 kgf/pm

1,429

1080

· hózsák mellvéd mentén, 2,8 m raktérrel, 6,0 m raktérrel, 4,5 m raktérrel, 1,5 m · az 1-4/A-D körzetben raktérrel, 6,0 m raktérrel, 3,0 m

205,5 1236 kgf/pm 927 kgf/pm 309 kgf/pm 252 kgf/rm 1512 kgf/pm 756 kgf/rm

1,429

1766 kgf/pm 1325 kgf/pm 442 kgf/pm 360 kgf/rm 2161 kgf/pm 1080 kgf/pm

· szél

2-3

asztal 2

±0,9

Megjegyzés: SCAD* - a terhelést a szoftver automatikusan határozza meg;

ahol: P n – szabványos terhelési érték, kgf/m 2 (kivéve a specifikációt);

γ f – terhelési megbízhatósági tényező;

P – számított terhelési érték, kgf/m2 (kivéve a specifikációt);

Kdt - a rövid távú terhelés teljes értékétől a hosszú távú ideiglenes terhelés csökkentett értékéhez való átmenet együtthatója (időtartam);

K 1 – az 1-es kombináció együtthatói, amelyek a terhelések számított értékét határozzák meg, figyelembe véve a kombinációk csökkentési együtthatóit, beleértve az állandó és legalább két ideiglenes terhelést (a számításokhoz

A szélterhelések meghatározása a West program segítségével történt. Szélvidék – II. Tereptípus - B (városi területek, erdős területek és egyéb 10 m-nél magasabb akadályokkal egyenletesen borított területek). Az értékeket grafikonok formájában mutatjuk be (2. ábra és 3. ábra). Az értékek grafikonok formájában jelennek meg (4.4. ábra és 4.5. ábra). Az oszlopokra a magasságban erőt fejtenek ki. Az alkalmazott erők értékeit a táblázat tartalmazza. 2.

2. táblázat: Szélterhelések

Magasság, m	szél felőli felület*, kgf/pm	Hátszélső felület*, kgf/pm
0,0-5,0 m
5,0-14,0 m
14,0 m

megjegyzés: * - a szélnyomás értékek kiszámítása az oszlopokra vonatkozik, figyelembe véve a terhelési terület szélességét b = 6,0; 1,4 m (melléd).

Teherkombinációk és tervezési kombinációk

Az első és a második csoport határállapotai alapján a szerkezetek és alapok számítását a kedvezőtlen terhelési kombinációk vagy az ezeknek megfelelő erők figyelembevételével végeztük.

Ezeket a kombinációkat a különböző terhelések egyidejű hatásának valós lehetőségeinek elemzéséből hozták létre az építmény vagy az alapozás adott működési szakaszában.

Az SP 20.13330.2011 6. bekezdése szerint figyelembe vett terhelési összetételtől függően a következők vannak hozzárendelve (4.8. táblázat):

a) a terhelések fő kombinációi, amelyek állandó, hosszú távú és rövid távú terhelésből állnak;

A terhelések megnevezése, a terhelések kombinációi, a terhelések összefoglaló listája, lásd a 3-4 táblázatot. A tervezési kombinációk meghatározásakor figyelembe vették a terhelések kölcsönös kizárását (szél) és a jelek váltakozását (szél).

asztal 3. Az esetnevek betöltése

Esetnevek betöltése

Név

Saját súly

S.v. befoglaló szerkezetek

S.v. monolit födém hullámlemezeken

S.v. emeletek

S.v. tetők

Helyhez kötött berendezések tömege

S.v. lépcsők

Ideiglenes válaszfalak súlya

Hasznos padlókhoz

Hasznos bevonathoz

4. táblázat. Betöltési kombinációk

Betöltési kombinációk

(L1)*1+(L2)*1+(L3)*1+(L4)*1+(L5)*1+(L7)*1

(L6)*1+(L8)*0,95+(L9)*1+(L10)*0,7+(L11)*0,7+(L12)*0,9+(L14)*0,7+(C1)*1

(L6)*1+(L8)*0,95+(L9)*0,7+(L10)*0,9+(L11)*0,7+(L12)*1+(L14)*0,7+(C1)*1

(L6)*1+(L8)*0,95+(L9)*0,7+(L10)*0,7+(L11)*1+(L13)*0,9+(L14)*0,7+(C1)*1

(L6)*1+(L8)*0,95+(L9)*0,7+(L10)*0,7+(L12)*0,9+(L14)*0,7+(L15)*1+(C1)*1

Következtetések. Fő számítási eredmények

Számítás az I. szerint

Valamennyi épületszerkezet az építési folyamat és a becsült élettartam során az erő hatására bekövetkező tönkremenetel megelőzése érdekében.

Számítás a II tesztelt határállapotok csoportja:

Valamennyi épületszerkezet alkalmassága normál használatra az építési és tervezési élettartam alatt.

Mozdulatok

Maximális elhajlás a rácsos tartó közepén:

1. A 2. számú kombinációhoz 57,36 mm;

2. A 3. számú kombinációnál 63,45 mm;

3. A 4. számú kombinációhoz 38,1 mm;

4. Az 5. számú kombinációnál 57,19 mm.

A megengedett lehajlási érték az SP 20.13330.2011 szerint 24000/250=96 mm.

Az épület maximális lehajlása 3. számú teherkombináció mellett 63,45 mm, amely nem haladja meg a megengedett értéket.

Az épület tetejének elmozdulása az Y tengely mentén függőleges és vízszintes terhelés együttes hatására nem haladja meg az f = 52,0 mm-t (f< l /200 = 14670/200= 73,35 мм).

Az épület tetejének elmozdulása az X tengely mentén függőleges és vízszintes terhelés együttes hatására nem haladja meg az f = 4,6 mm-t (f< l /200 = 14670/200= 73,35 мм).

Távolsági fény eltérítése:

A megengedett lehajlási érték az SP 20.13330.2011 szerint 6000/200=30 mm.

A távolsági gerenda maximális kihajlása 10,94 mm a 2. számú terheléskombinációnál, ami nem haladja meg a megengedett értéket.

A gerenda elhajlása az egysínű emelő alatt:

A megengedett lehajlási érték az SP 20.13330.2011 szerint 6000/500=12 mm.

A 3. számú terheléskombinációnál a főtartó maximális kihajlása 4,7 mm, ami nem haladja meg a megengedett értéket.

Erőfeszítések

Az N hosszirányú erő legnagyobb értéke az alapban:

1. A 2-4/B-G tengelyek oszlopai 152,35 tf;

2. Az 5/B-G tengelyek oszlopai 110,92 tf;

3. A 6-12/A-D tengelyek oszlopai 77,97 tf;

4. Az 1/A-D tengelyek oszlopai 78,45 tf;

5. A 2-5/A, D tengelyek oszlopai 114,37 tf;

6. A 13-14/A-D tengelyek oszlopai 77,97 tf.

Rendszerstabilitási határtényezők

A terheléskombinációk stabilitási biztonsági tényezőit az alábbi 5. táblázat mutatja be.

5. táblázat Biztonsági határtényezők

Stabilitási biztonsági tényezők terheléskombinációkhoz

Szám

Terhelési eset/kombináció neve

Jelentése

Biztonsági tényező > 3.0000

Biztonsági tényező > 3.0000

Biztonsági tényező > 3.0000

Biztonsági tényező > 3.0000

Biztonsági tényező > 3.0000

Következtetések: Az épületszerkezet stabilitásának minimális biztonsági tényezője az 1-5. számú terheléskombináció esetén nem alacsonyabb, mint az 1,5 minimális érték.

Az acélszerkezeti elemek számítása és tesztelése a SCAD Office 11.5 számítógépes szoftvercsomag segítségével történt az SNiP II-23-81* követelményeinek megfelelően. Az acélszerkezetek elemeinek vizsgálatának eredményeit a számítási fájl tartalmazza.

Kulcsszavak

CÖMLÉS ALAPOZÓ / LINEÁRIS-DEFORMÁLHATÓ ALAP / WINKLER ÉS PASTERNAK MODELL/ SCAD IRODAI / SMATH STUDIO / CÖLÖS ALAP / LINEÁRIS RUGALMAS ALAP / WINKLER ÉS PASTERNAK FÖLDI ALAPMODELLEK

annotáció tudományos cikk az építkezésről és az építészetről, a tudományos munka szerzője - Nuzhdin L.V., Mikhailov V.S.

Részletes áttekintést adunk az analitikai és numerikus modellek felépítésének főbb módszereiről. cölöplemez alapok a jelenlegi szabványok követelményeinek megfelelően a SCAD Office számítási komplexumban. Az analitikai módszerek és a numerikus eredmények közötti összefüggést két alapozási esetben mutatjuk be: rugalmas ráccsal és merev ráccsal, amelyet az alagsor falai erősítenek meg. Az elemzés homogén talajalapon történik, a talaj öntözésének figyelembevétele nélkül. Hét megoldott probléma példáján a szerzők három analitikai módszert vesznek figyelembe a cölöpalapozás modellezésére az SNiP 2.02.03-85 és SP 24.13330.2011 előírásai szerint, valamint két numerikus módszert egy rugalmas féltér modellezésére. , kizárólag a végeselemes módszer lineáris megfogalmazásban történő felhasználásán alapul. A szabályozó dokumentumok által szabályozott analitikus számítási modellek megvalósítása az SMath Studio matematikai csomagban történik a SCAD Office számítási komplexum szabványos funkcionalitása mellett. A teljes számítási technológia magában foglalja a matematikai csomag szabványos funkcióinak használatát az adatok általános adatcsere-formátumokba történő importálására és exportálására strukturált formában, amely importálható és exportálható a SCAD számítási és elemzési komplexumba. A cikk részletesen ismerteti a számítások elvégzésének technológiáit, megjelölve a vizsgált modellek alkalmazhatósági határait és javaslatokat a statikus megfogalmazásban történő használatukra. A Pasternak-féle alapmodell kivételével minden figyelembe vett példa a számítási eredmények megfelelő konvergenciáját mutatja gyakorlati célokra. A kutatás tudományos és alkalmazott jellege és eredményei a tervezőmérnökök, a végzős hallgatók és az egyetemisták érdeklődésére tarthatnak számot.

Kapcsolódó témák építőipari és építészeti tudományos munkák, tudományos munka szerzője - Nuzhdin L.V., Mikhailov V.S.

• Eltávolított központi cölöp cölöpalapozásának feszültség-nyúlási állapotának és rendeződésének numerikus vizsgálata

• A födém-cölöpös alapok teherbíró képessége és süllyedése ciklikus terhelés alatt

  2016 / Mirsayapov I.T., Shakirov M.I.

• A „Fatih, Amir és Khan” többfunkciós komplexum alapjainak és alapjainak típusának kiválasztása az utcán. Fatykh Amirkhan, Kazany

  2015 / Mirsayapov I.T., Shakirov I.F.

• Rövid cölöpalapozás feszültség-nyúlási állapotának numerikus vizsgálata

  2017 / Esipov Andrej Vladimirovics, Baranyak Andrej Igorevics, Duryagina Anna Valerievna

• A cölöplemez alapozás hatékonyságának felmérése köztes párnával a sokemeletes épületek példáján a Krasznodar Terület szeizmikus régióiban

  2017 / Marinicsev Maxim Borisovich

• Hosszú cölöpök kölcsönhatása a talajtömeggel a födém-cölös alapozás részeként

  2012 / Ter-Martirosyan Zaven Grigorievich, Chinh Tuan Viet

• A végeselemes modell geometriai paramétereinek a cölöp- és födém-cölöpalapok számítási pontosságára gyakorolt ​​hatásának elemzése

  2013 / Yardyakov Artem Sergeevich, Orzhekhovsky Jurij Ruvimovich

• A bozótos cölöpök közötti terheléseloszlás numerikus vizsgálata

  2016 / Malyshkin A.P., Esipov A.V.

• A födém-cölöpös alapozás új kialakítása

  2016 / Samorodov A.V.

• A cölöpök kölcsönös hatásának numerikus vizsgálata csoportokban

  2017 / Malyskin Alekszandr Petrovics, Esipov Andrej Vlagyimirovics

A cikk átfogó áttekintést ad a födém-cölöp alapozások analitikai és numerikus modelljeinek a jelenlegi műszaki követelményeknek megfelelő, SCAD Office szerkezetelemző szoftver segítségével történő elkészítésének főbb módszereiről. A cölöp-födém alapozási elemzés példája alapján a szerzők összehasonlítják az analitikai és numerikus módszerekkel elért eredményeket kétféle alapozásnál, amelyek közül az egyik hozamú, a másik merev cölöpös. Mindkét alapot pincefalak masszívak. A cölöp-födém alapozás optimális elemzési módszerének meghatározásához a cölöpmodellezés három analitikai módszerét vizsgáljuk az SNiP 2.02.03-85 és az SP 24.13330.2011 szerint. Emellett a szerzők két numerikus módszer alkalmazását mutatták be, amelyek csak a végeselemes módszeren alapulnak, az elterjedt alkalmazási szoftverrel megoldott lineáris-rugalmas feladatokhoz. A szabványok által szabályozott analitikus modellezés az SMath Studio matematikai csomag segítségével történik. Feltételezhető, hogy a teljes elemzési technológia szabványos matematikai csomagot fog használni a közös adatcsere formátumba (DIF) és onnan történő importáláshoz és exportáláshoz strukturált nézetben, amely elfogadható az SCAD rendszerben történő importáláshoz és exportáláshoz. A számítási technológia részletes leírását adják be a szerzők, jelezve ezzel ezen módszerek alkalmazhatósági határait és javaslatokat statikus körülmények között történő alkalmazásukra. A bemutatott példa a vizsgált módszerek finom pontosságát teszteli. A kutatás nagy érdeklődésre tarthat számot tervezőmérnökök, egyetemi posztgraduálisok és egyetemisták számára.

Tudományos munka szövege „Cölöpalapzatok numerikus modellezése a SCAD Office számítási és elemző komplexumban” témában

Nuzhdin L.V., Mikhailov V.S. A cölöpalapok numerikus modellezése a SCAD Office számítási és analitikai komplexumában // Bulletin of PNIPU. Építés és építészet. - 2018. - 1. szám - P. 5-18. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01

Nuzhdin L.V., Mikhailov V.S. Cölöpalapozás numerikus modellezése a SCAD Office szerkezetelemző szoftverben. A PNRPU közleménye. Építőipar és építészet. 2018. sz. 1.Pp. 5-18. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01

PNIPU HÍRLEVÉL. ÉPÍTÉSI ÉS ÉPÍTÉSZETI SZÁM 1,2018 PNRPU KÖZLÖNY. ÉPÍTÉS ÉS ÉPÍTÉSZET http://vestnik.pstu. ru/arhit/about/inf/

DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01 UDC 624.154.1

cölöpalapok NUMERIKUS SZIMULÁLÁSA A SCAD IRODA SZÁMÍTÁSI ÉS ELEMZÉSI KOMPLEXBEN

L.V. Nuzhdin1, 2, V.S. Mihajlov 1

1Novoszibirszki Állami Építészeti és Építőmérnöki Egyetem, Novoszibirszk, Oroszország 2Permi Nemzeti Kutatói Politechnikai Egyetem, Perm, Oroszország

MEGJEGYZÉS

Kulcsszavak:

cölöplemez alapozás, lineárisan deformálható alapozás, Winkler és Pasternak modell, SCAD Office, SMath Studio

Részletes áttekintést adunk a cölöplemez alapok analitikai és numerikus modelljeinek megalkotásának főbb módszereiről a jelenlegi szabványok követelményeinek megfelelően a SCAD Office számítási komplexumban. Az analitikai módszerek és a numerikus eredmények közötti összefüggést két alapozási esetben mutatjuk be: rugalmas ráccsal és merev ráccsal, amelyet az alagsor falai erősítenek meg. Az elemzés homogén talajalapon történik, a talaj öntözésének figyelembevétele nélkül. Hét megoldott probléma példáján a szerzők három analitikai módszert vesznek figyelembe a cölöpalapozás modellezésére az SNiP 2.02.03-85 és SP 24.13330.2011 előírásai szerint, valamint két numerikus módszert egy rugalmas féltér modellezésére. , kizárólag a végeselemes módszer lineáris megfogalmazásban történő felhasználásán alapul.

A szabályozó dokumentumok által szabályozott analitikus számítási modellek megvalósítása az SMath Studio matematikai csomagban történik a SCAD Office számítási komplexum szabványos funkcionalitása mellett. A teljes számítási technológia magában foglalja a matematikai csomag szabványos funkcióinak használatát az adatok általános adatcsere-formátumokba történő importálására és exportálására strukturált formában, amely importálható és exportálható a SCAD számítási és elemzési komplexumba. A cikk részletesen ismerteti a számítások elvégzésének technológiáit, megjelölve a vizsgált modellek alkalmazhatósági határait és javaslatokat a statikus megfogalmazásban történő használatukra. A Pasternak-féle alapmodell kivételével minden figyelembe vett példa a számítási eredmények megfelelő konvergenciáját mutatja gyakorlati célokra.

A kutatás tudományos és alkalmazott jellege és eredményei a tervezőmérnökök, a végzős hallgatók és az egyetemisták érdeklődésére tarthatnak számot.

© Nuzhdin Leonid Viktorovich - a műszaki tudományok kandidátusa, professzor, e-mail: [e-mail védett]. Mikhailov Viktor Sergeevich - végzős hallgató, e-mail: [e-mail védett].

Leonyid V. Nuzhdin – Ph.D. műszaki tudományok, professzor, e-mail: [e-mail védett]. Victor S. Mikhaylov – posztgraduális hallgató, e-mail: [e-mail védett].

CALOMALAPOK NUMERIKUS MODELLEZÉSE SCAD OFFICE STRUCTURAL ANALYSIS SZOFTVER HASZNÁLATÁVAL

L.V. Nuzhdin1, 2, V.S. Mihajlov 1

Novoszibirszki Állami Építészeti és Építőmérnöki Egyetem, Novoszibirszk, Orosz Föderáció Permi Nemzeti Kutató Politechnikai Egyetem, Perm, Orosz Föderáció

A CIKK INFORMÁCIÓJA ABSZTRAKT

A cikk átfogó áttekintést ad a födém-cölöp alapozások analitikai és numerikus modelljeinek a jelenlegi műszaki követelményeknek megfelelő, SCAD Office szerkezetelemző szoftver segítségével történő elkészítésének főbb módszereiről. A cölöp-födém alapozási elemzés példája alapján a szerzők összehasonlítják az analitikai és numerikus módszerekkel elért eredményeket kétféle alapozásnál, amelyek közül az egyik hozamú, a másik merev cölöpös. Mindkét alapot pincefalak masszívak. A cölöp-födém alapozás optimális elemzési módszerének meghatározása érdekében a cölöpmodellezés három analitikai módszerét vizsgáljuk az SNiP 2.02.03-85 és az SP 24.13330.2011 szerint. Emellett a szerzők két numerikus módszer alkalmazását mutatták be, amelyek csak a végeselemes módszeren alapulnak, az elterjedt alkalmazási szoftverrel megoldott lineáris-rugalmas feladatokhoz.

A szabványok által szabályozott analitikus modellezés az SMath Studio matematikai csomag segítségével történik. Feltételezhető, hogy a teljes elemzési technológia szabványos matematikai csomagot fog használni a közös adatcsere formátumba (DIF) és onnan történő importáláshoz és exportáláshoz strukturált nézetben, amely elfogadható az SCAD rendszerben történő importáláshoz és exportáláshoz. A számítási technológia részletes leírását adják be a szerzők, jelezve ezzel ezen módszerek alkalmazhatósági határait és javaslatokat statikus körülmények között történő alkalmazásukra. A bemutatott példa a vizsgált módszerek finom pontosságát teszteli.

A kutatás nagy érdeklődésre tarthat számot tervezőmérnökök, egyetemi posztgraduálisok és egyetemisták számára.

A tervezés során sürgető probléma a probléma megoldására szolgáló olyan módszer kiválasztása, amely a legjobban tükrözi az elemzett alapszerkezet viselkedését. A modern számítási rendszerek számos numerikus eszközt tartalmaznak a lineáris (rugalmas) és a nemlineáris-elasztikus vagy elasztoplasztikus összetételű alapmodellek létrehozására. Ha a talaj fizikai nemlineáris tulajdonságainak figyelembe vétele bonyolultabb, kiterjedt mérnökgeológiai felméréseket igénylő feladat, akkor a számítási feladat megoldása rugalmas összetételben a szabványok követelményeinek megfelelően a mérnöki gyakorlatban általánosan elfogadott. szabványos felmérések alapján. Ennek oka az a tény, hogy a legtöbb modern szabályozási dokumentum két alapmodellre épül: a Winkler-kontaktus modellre egy állandó ágyegyütthatóval és egy lineárisan deformálható féltérrel analitikus ábrázolásban, akár kontaktus kétparaméteres Pasternak formájában. modellben, vagy numerikus formában, térfogati véges elemekkel .

Oszlopos és szalagalapoknál a szokásos számítási módszereknél a cölöpalap merevségét a Winkler kontakt egyparaméteres kulcsmodell írja le, amely nem veszi figyelembe az alapozás elosztó hatását. Az SNiP 2.02.03-85-ben az egyágyas együtthatóval rendelkező Winkler-modell szintén a fő a bokorban lévő függő cölöpök feltételes alapként történő kiszámításakor. Ez a megközelítés a cölöpfunkció elszámolásának kiszámításához

cölöpalapozás, lineárisan elasztikus alapozás, Winkler és Pasternak alapmodellek, SCAD Office, SMath Studio

daments kizárja a cölöpök kölcsönös hatásának figyelembevételét. A Winkler-modell szerinti cölöptömb deformációit úgy biztosítjuk, hogy minden egyes cölöphöz ugyanazt a C1, kN/m3 állandó merevséget rendeljük, a födémrács területére elosztott együttható formájában, vagy a végesbe való bevezetéssel. elemmodell a cölöp minden alsó csomópontjában azonos Cz1, kN/m végső merevségű egycsomópontos csatlakozások, ami megegyezik az egy cölöp terhelésének az alap teljes süllyedéséhez viszonyított arányával:

ahol - a teljes átlagos hosszú távú standard nyomás a födémrács alján, kPa; ^ - a cölöplemez alapozás átlagos rendezése, mint feltételes; N az egy halomra átvitt standard hosszú távú terhelés, kN.

Valójában, amikor a cölöpöket összekötő rács merevsége végtelenül nagy értékre nő, például az egyetlen oszlop alatti cölöpalap monolit oszlopos alapozásának részeként, a rács merev bélyeggé hajlamos a cölöpök szinkron deformációival. Az egyes cölöpök teherbíró képessége azonban nem marad változatlan, és a rostély közepe felé csökken, mivel a cölöp közelébe közös talaj kerül, mivel a cölöpök nagyobb koncentrációjának helyén a talaj feszültségei megnövekednek. A cölöpalapozás kiszámításakor a jelenlegi SP 24.13330.2011 „Cölöpalapozás” szabályozó dokumentum az SNiP.02.03-85 eredeti kiadásához képest két pontosabb módszert kínál a cölöpök csoporton belüli kölcsönös hatásának figyelembevételére. Az első analitikai módszer figyelembe veszi a perselyben lévő cölöpök teherbíró képességének csökkenését a lineárisan deformálható alap modelljének megfelelően, és bekezdésekben szabályozza a számítást. 7.4.4-7.4.5 olyan módszerrel, amelyet először V.G. munkáiban mutattak be. Fedorovsky, S.N. Levacheva, S.V. Kurillo és Yu.M. Kolesnikova. Ennek a módszernek a megvalósítását a hídátjárók támaszainak számításakor a SCAD számítási komplexummal együtt G.E. Edigarov. A cölöppersely diszkrét modelljének megalkotásának elveit, figyelembe véve a rács merevségét, D.M. monográfiája tárgyalja. Shapiro.

A második analitikai technika, amelyet az SP 24.13330.2011 bekezdésekben hajtottak végre. A 7.4.6-7.4.9 nagy cölöpmező kiszámítására szolgál cellás módszerrel, figyelembe véve a rács megfelelőségét, mint feltételes alapozást természetes alapon, de az SNiP előző kiadásától eltérően figyelembe veszi a cölöpmező sűrűségét figyelembe véve a cölöpök tolásából származó további megtelepedés a talajtömegben, valamint a cölöptengely deformációja miatti beülepedés. A probléma megoldását a monográfiában javasolta R.A. Mangusheva, A.L. Gotman, V.V. Znamensky, A.B. Ponomareva, N.Z. Gottman. A számítást a födém szimmetrikus trapézszelvényeinek tömegközéppontjában javasolt terheléselszámolási grafikonok vagy egyszerűsített képletek segítségével végezni.

A szerzők kutatási módszerként a probléma analitikus és numerikus megoldásán alapuló matematikai modellezést választották. A táblázatban hét figyelembe vett numerikus és numerikus-analitikai modellt mutatunk be, amelyek alapján a cölöpalap beülepedés és feszültség-nyúlás állapotának elemzése megtörtént. Minden megvalósított modellnél összehasonlításra kerül a rugalmas födém elrendezése -

rács (a táblázat első oszlopában az „1” index) és a pincefalakkal megerősített rács („2. index”). A bordák monolit falak formájában történő bevezetése növeli a rács általános merevségét és csökkenti a rácsok közötti különbséget. település,

A vizsgált első öt modell numerikus-analitikai, mivel a végeselemes modellbe bekerült a jelenlegi szabványok szerint analitikus számítással meghatározott alapmerevség Az 1. és 2. modellek csak a merevség megadásának módjában, ill. az SNiP 2.02 ,03-85 szerinti első analitikai módszeren alapulnak, amelyben a cölöpfödém alapozást természetes alaptól függőnek tekintik, a cölöpfürt 3. modellje az SP 24,13330 analitikai módszertanon alapul. ,2011, amelyben az alapot a klaszterben lévő cölöpcsoport változó teherbírású merev bélyegének tekintik, a 4. sz. modell az SP 24.13330.2011 számú analitikai módszert írja le a nagy cölöpmezők kiszámítására. kiterjesztett cölöpmezős módszer a cölöpalap változó merevségének bevezetésével Az utolsó két modell - a 6-os és a 7-es - kizárólag a SCAD Office-ban implementált numerikus eszközöket használ lineárisan deformálható alaphoz érintkező kétparaméteres formában modell és térfogati véges elemek rugalmas féltérmodellje formájában,

Cölöpalapozási modellek számítási eredményeinek összehasonlító elemzése

Modellszám Alaptípus és modellnév Max, település s, cm Min, település s, cm Átlagos beültetés s, cm As, % Mmax, kNm Hosszirányú vasalás, t

1.1 Winkler modell. Feltételes alapozás az SNiP 2.02.03-85 szerint véges merevségű kötésekkel 14,96 14,39 14,68 0,6 146 13,8

1,2 14,77 14,64 14,71 0,1 61 13,8

2.1 Winkler modell. Feltételes alapozás az SNiP 2.02.03-85 szerint 14,7 14,7 14,7 0 0 13,8 ágytényezővel

2,2 14,7 14,7 14,7 0 0 13,8

3.1 LDO. Cölöppersely az SP 24.13330.2011 szerint pp. 7,4,4-7,4,5 17,90 7,02 12,46 11 3 557 148,7

3,2 16,65 10,19 13,42 6,5 2 463 192,8

4.1 LDO. Cölöpmező SP 24.13330.2011 7.4.6-7.4.9 Ksh* 11.93 11.93 11.93 0 0 13.8

4,2 11,93 11,93 11,93 0 0 13,8

5.1 Winkler modell. Cölöplemez alapozás SP 24.13330 pp. 7,4,6-7,4,9 s Kuag 11,06 9,81 10,43 1,2 457 19,1

5,2 10,73 10,35 10,538 0,4 153 14,2

6.1 Pasternak modellje. Feltételes alapozás egy képzeletbeli alacsony merevségű födémen 6,53 4,51 5,52 1,1 538 36,1

6,2 6,06 5,66 5,26 0,8 287 17,7

7.1 LDO. Cölöplemez alapozás OKE formájú alappal 14,98 12,07 9,16 5,8 1 525 67,0

7,2 13,27 12,13 10,99 19 782 91,4

Mindenekelőtt a cölöpalapok kiszámításakor figyelembe kell venni egy viszonylag egyszerű analitikai módszert a cölöpök merevségének meghatározására az alapozás részeként, a korábban hatályos SNiP 2.02.03- követelményeinek megfelelően feltételes alapként történő elhelyezésük értékelésével. 85. Ezt a számítást az 1-es és 2-es modelleknél úgy végezzük, hogy a „REQUEST” műholdprogramban egy feltételes alapozás, mint abszolút merev oszlopos alap természetes alapra történő rendezését határozzuk meg.

deformációk elemzése a SCAD számítási komplexumban. Egy ilyen egyszerű számítást mindig becslésként kell elvégezni egy előzetes szakaszban, mielőtt bonyolultabb analitikai és numerikus modellekre térnénk át.

A 3. és 4. modellek részeként a szerzők által szabványos analitikai módszerek szerint csoportos cölöpök számítására alkalmazott technológia a SCAD Office számítási és elemző rendszer és a szabadon terjesztett matematikai csomag integrált használatán alapul. SMath Stúdió. A fő számítás a SCAD számítási csomag végeselemes módszere alapján történik. Az SMath Studio matematikai csomagban a cölöpök egymásra gyakorolt ​​hatásának további tisztázó számítása egy csoportban történik az SP 24.13330.2011 által szabályozott két módszer szerint a szerkezetek geometriájára és feszültség-nyúlási állapotára vonatkozó adatok alapján a SCAD Office-ban. . A 3. számú modellben a tisztázó számítás eredményeit egy matematikai csomagban egy egyszerű számítási aláramkör formájában exportálják az SCAD számítási komplexumhoz, a cölöpök alsó végén csomópontokkal és az egyes csomópontokon kiszámított további erőkkel, lehetővé téve a lineárisan deformálható modell a cölöpmező általános üledékes tölcsére formájában történő deformációk meghatározására, figyelembe véve a szomszédos cölöpök kölcsönös hatását.

A 4. feladat matematikai csomagjában az SP 24.13330.2011 analitikai módszert a cellás módszer alapján valósítják meg hajlékony födémrácsos cölöpmezőhöz. A SCAD-ban a cölöpök véges magelemeit véges merevségű csatlakozásokkal az alsó végén felváltják egy elosztott mederegyüttható, amelyet közvetlenül a födémrácsra alkalmaznak. Az 5-ös modell egy további különbséget vezet be a 4-es modellhez képest, amelyben az első K0 állandó ágyegyütthatót a födém közepén alkalmazzák, a Kx és Ky változó együtthatókat pedig a konstans osztású szalagterületek mentén alkalmazzák a födém kerülete mentén. födém grillezés.

Az SP 24.13330.2011 szerinti analitikai számításokkal kapott, kellő korrelációs fokú beülepedés ellenőrzését a talaj szilárdsági jellemzői alapján, annak lineáris alakváltozásának feltételezésével numerikus módszerekkel végezzük. A 6. modell első numerikus módszere a Pasternak rugalmas féltéren egy feltételes alap létrehozását jelenti egy képzeletbeli lemez formájában, két hozzárendelt állandó arányossági együtthatóval a C1 összenyomódáshoz és a C2 nyíráshoz. A CROSS program használatát a bilineáris Fedorovsky-modellel, változó ágyegyütthatókkal nem vették figyelembe, mivel széles födémekhez készült. A 7. feladatban a SCAD második numerikus módszere egy lineárisan deformálható alap (LDF) modellje térfogati véges elemek felhasználásával.

Adjunk példákat a korábban ismertetett analitikai és numerikus módszerekkel történő problémák megoldására. A vizsgálat tárgya cölöplemez alapozás, 26,6^17,3 m rácsmérettel és 2 m fektetési mélységgel a tervezési felülettől. A modellek két csoportját vizsgáljuk. Az első csoportban csak a 44-es és 42-es típusú lemezes négy- és háromcsomópontos végeselemekkel modellezett, 1000 mm vastag, B20-as betonból készült flexibilis födémrács merevségét veszik figyelembe. Az alap merevsége növelhető 400 mm vastag monolit falak bevezetésével, amelyek B20-as betonból készülnek. A cölöpmezőt négyzet alakú, 300 mm oldalhosszúságú, 10 m hosszúságú, B20-as betonból készült cölöpök képviselik, amelyeket az 5. típusú univerzális rúd véges elemekkel, vagy a 7. számú modellben az izoparaméteres térfogati véges elemekkel modelleznek. a 34. típus. A cölöpök emelkedése mindkét irányban szimmetrikus elrendezéssel 1,075 m

NI. A feltételesen homogén talajalapot a következő jellemzőkkel rendelkező lágy műanyag vályogok alkotják: y = 19,1 kN/m3, f = 14°, c = 0,012 MPa, E = 10,0 MPa. Nincs felszín alatti víz. Az alapra nehezedő átlagos standard nyomás és a cölöpök tömege ozp 294 kPa, a talaj súlyából származó háztartási nyomás ozg = 229,2 kPa.

Fontolja meg az első probléma megoldását az SNiP 2.02.03-85 módszerrel. A SCAD Office számítási komplexum részeként a „KÉRÉS” programban erre a feladatra az „Alapozási rendezés” rész szolgál, azzal a feltétellel, hogy a cölöpmező természetes alapon alapozásként működik. A fenti paraméterek megadásakor az alapozás s 147 mm, az összenyomható rétegek mélysége 11,6 m Az összenyomható rétegek mélységének hasonló számítása az SP 24.13330.2011 szerinti rétegenkénti összegzési módszerrel ad. közeli eredmény: -11,38 m. A „QUERY” lehetővé teszi a C1 Winkler-ágy együttható kiszámítását, amely 2001 kN/m3 lemezrácsra alkalmazva, vagy Oz1, amely 2300,9 kN/m, ha az alsó csomópontokra alkalmazzuk. cölöpkupak méteres töredékei. Az első módszerrel kiszámított cölöpalap merevségi paramétereinek átvitele az SCAD tervezési sémába lehetővé teszi az alapozás feletti szerkezetek alapozással végzett munkájának figyelembevételét az SNiP 2.02.03-85 szigorú betartásával. A födémrácsra a területen egyenletesen elosztott C1 = 2001 kN/m3 mederegyüttható alkalmazása esetén a rács minden pontjának rendezése szinte egyenletes és megfelel a „KÉRÉS”-ben számított s = 147 mm értéknek ( 1., 1. ábra).

A méteres cölöptöredékek alsó végeinél a Winkler-ágyegyüttható alkalmazásakor a legkülső cölöpök terhelési területeinek csekély eltérése és maguk a cölöpök magelemei fejeinek deformálhatósága miatt az ülepedés inhomogénné válik. hajlítási nyomatékok hatására, a rács középpontjától a szélei felé növekszik. Ennek ellenére a födém különböző pontjainak süllyedési különbségei nem haladják meg a ±3 mm-t az átlagos értéktől, és elhanyagolhatóak (1., 2. ábra).

Az alagsor függőleges monolit falai által merevített megerősített rács beültetései a területen állandó mederegyüttható esetén szintén homogének maradnak (1., 3. kép). A cölöpök alsó csomópontjaira mederegyüttható alkalmazásakor a rácsbeültetések nem egyenletesek, azonban a merevség növekedése miatt változékonyságuk hatszorosára - ±0,5 mm-re - csökken (1., 4. ábra). ). A megnövelt rácsmerevségű modell a függőleges falak merevítő bordaként történő bevezetésével egyértelműen bizonyítja, hogy a megfelelőség 0,002%-on belül elhanyagolhatóvá válik az alapozás legnagyobb kiterjedésének és kisebb merevségének irányában. Ebből következik az SP 24.13330.2011 módszer (7.4.4-7.4.5. pont) szerinti cölöpalapozás számításának érvényessége cölöpfürtre, feltételezve, hogy a rács abszolút merev bélyegként működik.

A 4. számú matematikai modell az SP 24.13330.2011 számú elemzési módszertan keretein belül cölöpmezőre került kidolgozásra, szigorúan a bekezdésekkel összhangban. 7.4.6-7.4.9. Ez a technika az első két modellhez hasonlóan - az 1. és 2. - a cölöpalap viselkedésének feltételezésén alapul, és az alap a cölöpök alsó végének szintjén van, és a Winkler alapozási modellt használja. egyetlen arányossági együtthatóval C0 (1., 5., 7. ábra). A különbség e módszer és a feltételes alapozás között az, hogy figyelembe veszi a cölöpök további átlagos dőlését a talajlyukasztás és a cölöptengely összenyomódása miatt. Nagy érdeklődésre tarthat számot az 5. számú modell, amely szintén csak egy Oi mederegyütthatót vesz figyelembe, de a cölöpöknek a födém közepétől való távolságától függően változó értékkel. Az arányossági együttható a C0 födém közepén megegyezik az előző 4-es modellel. Az arányossági együttható és a de-

ábrán láthatóak az 5. számú modellhez készült alakzatok rugalmas és falerősítésű ráccsal. 1., 6. és 1. ábra. 1, 8. Egyágyas együttható esetén a modell csak az átlagos huzatot kapja. Változó mederegyüttható esetén a födém enyhe kihajlása jelenik meg.

Rizs. 1. A födémrács (mm) rendezése a cölöpalapzat csökkentett merevségével a födém alsó felületére a Winkler-modell szerint: 1 - 1.1-es modell; 2 - 2.1-es modell; 3 - 1.2-es modell;

4 - 2.2-es modell; 5 - 4.1-es modell; 6 - 5.1-es modell; 7 - 4.2-es modell; 8 - 5.2-es modell Fig. 1. Winkler aljzatmodell cölöp-födém beültetése (mm): 1 az 1.1 modell; 2 a 2.1 modell; 3 az 1.2 modell; 4 a 2.2-es modell; 5 a 4.1. modell; 6 az 5.1. modell; 7 a 4.2. modell; A 8 az 5.2-es modell

Térjünk át a cölöpalapozás diszkrét modelljére (2. ábra). Az ilyen végeselem-modellek készítésekor első lépésként a cölöpök oldalfelülete mentén ágyazási együtthatókat kell megadni, hogy leírjuk az alap vízszintes merevségét, amely a cölöpök talaj általi összenyomódásának mértékével növekszik. A cölöpök csoportonkénti horizontális hatásának elszámolása K.S. munkái alapján történik. Zavrieva. Vízszintes talajellenállás számítása a cölöpök oldalfelülete mentén a vizsgálat keretein belül

a SMath Studioban készült. Először is, az a csökkentési tényezőt a B.5 SP 24.13330.2011 képlet alapján számítják ki. Ezután a Cz ágyegyüttható értékeit az oldallapokon a B.2. függelék szerint számítjuk ki.

Rizs. 2. A födémrács ültetései (mm) diszkrét alapozási modellel: 1 - medertényező a cölöpök oldalfelülete mentén (kN/m3); 2 - a végső merevség kezdeti függőleges csatlakozásai a cölöpök alsó csomópontjai mentén (kN); 3 - a merevség kiszámított nem egyenletes csökkenése a cölöpök csúcsai mentén, kölcsönös befolyással függőlegesen további csomóponti erők alkalmazásával (kN); 4 - 3.1-es modell; 5 - 3.2-es modell; 6 - 6.1-es modell; 7 - 6.2-es modell; 8 - 6.1-es modell; 9 - 6.2-es modell Fig. 2. Cölöp-födém beültetés (mm) diszkrét aljzatmodellel: 1 az aljzat reakciójának oldalfelületi együtthatója cölöpökön (kN/m3); 2. ábra az alsó halomcsomópontok függőleges rugalmassági kényszerei (kN); A 3. ábra a merevség becsült nem egyenletes csökkenése a cölöpök szélei mentén a függőlegesen alkalmazott további csomóponti erők (kN) kölcsönös hatására; 4 a 3.1. modell; 5 a 3.2. modell; 6 a 6.1. modell;

7 a 6.2. modell; 8 a 6.1. modell; 9 a 6.2-es modell

Az a csökkentési együtthatót az SP 24.13330.2011 B.5. függelékben megadott korrigált együtthatókkal rendelkező tapasztalati képlet alapján számítják ki. A vizsgált esetben a szomszédos cölöpök 1,075 m-rel szimmetrikus távolsága mellett a csoportos munkavégzés miatti vízszintes terhelések elfogadásakor a teherbírás szükséges csökkentési tényezője a 0,1. A mederegyütthatókat a cölöpök magvéges elemeire az Y1 és Z1 lokális tengely irányában számítottuk, a „Támpont szélessége” mezőben feltüntetve a cölöp szélességének értékét (2. ábra, 1). .

A kezdeti függőleges peremfeltételek hozzárendelése a számítás második lépésében történik, és először a csoportban lévő cölöpök kölcsönös hatásának figyelembevétele nélkül. A cölöpök előzetes függőleges merevségének kiszámítása a 7.4.2. pont szerint történik. SP 24.13330.2011. Mivel a példa homogén talajt használ, az átlagolt jellemzők számítása leegyszerűsödik. A cölöp által átvágott talajrétegek G1 nyírási modulusát az E1 átlagos alakváltozási modulus és a cölöp által átvágott rétegek Poisson-féle v1 aránya alapján számítjuk ki. A G2 nyírási modulust hasonló módon számítjuk ki a cölöpök alsó vége alatt elhelyezkedő talajrétegekre. A cölöp alatt elhelyezkedő talajrétegek E2 alakváltozási modulusát a cölöp hosszának felével megegyező 0,5 literes mélységben, vagy a cölöp alsó végeitől mért csökkentett cölöpátmérők 10d-án belül átlagoljuk. A v2 Poisson-arány közvetlenül a feltételes alap alapja alatti rétegre van megadva. A szóban forgó homogén talaj esetében az alakváltozási modulusok értéke megegyezik - E1 = E2 = 10 MPa, nyírási modulusok - G1 = G2 = 3620 kN/m2 és Poisson-viszonyai - v = v1 = v2 = 0,38.

Az egyes cölöpök alsó végébe bevezetett kz végső merevség kezdeti kényszere, kN/m, hogy figyelembe vegye a környező talajjal való kölcsönhatást a végeselem módszernél anélkül, hogy figyelembe venné a szomszédos cölöpök kölcsönös hatását egy csoportban függőlegesen. , a képlet határozza meg

k7 = = 52 800 kN/m, (3)

ahol ß" a merev cölöp együtthatója, ß" = 0,17ln[(kv G L)/G2 d] = 0,686; kv - közbenső együttható a ß kiszámításához, kv = 2,82 - 3,78v + 2,18v2.

A függőleges merevség kezdeti értékének többszörös túllépése a Winkler-modell szerinti SNiP-módszerhez képest azzal magyarázható, hogy a végső merevség az iteratív finomítás eredményeként csökkenni fog a cölöpök kölcsönös hatásának kiszámításának következő szakaszában. közös üledékes kráter kialakulásával közös függőleges deformációk alatti csoport. Ehhez a számításhoz a cölöpmezőben lévő cölöpök alsó csomópontjainak koordinátáira és az effektív terhelések értékére vonatkozó adatokra van szükség. Ezt az információt a „Reakciók speciális elemekben” utóprocesszorban lehet megjeleníteni, amelynél a SCAD számítási komplexumban a lineáris számítás indításakor a paraméterek között be kell jelölni a „Reakciók számítása kapcsolatokban” opciót. A „Reactions in Special Elements” utóprocesszorban a sémát a cölöpök alsó csomópontjai mentén feldarabolják, és az állandó és hosszú távú terhelések szabványos kombinációiból származó Rz függőleges reakciókat elemzik a látható töredék színskálájára (1. ábra). 2, 2).

Kis tervezési sémák elemzésekor a cölöpök alsó csomópontjainak vízszintes síkbeli koordinátáira és a szokásos hosszú távú hatásokból számított reakciók értékeire vonatkozó adatok közvetlenül bevihetők az SMath Studio matematikai csomagba egy formában. mátrix vagy numerikus sorozat. Nagy cölöptáblák esetén közvetlen import szükséges

egy matematikai adatcsomagba a SCAD számítási komplexumból. Az adatok átvitelének legegyszerűbb módja az Excel formátum. Ha a diagram egy töredéke látható, amely csak a cölöpök alsó végének csomópontjait tartalmazza, a „Csomópontok” fülön található táblázatpanelen kattintson a gombra az összes jelenleg látható csomópont külön Excel fájlba exportálásához. A fájlt a merevlemezen egy speciálisan létrehozott könyvtárba kell menteni azon a címen, amelyet később adunk meg az Excel formátumú adatok SMath Studio matematikai csomagba történő importálására vonatkozó parancs végrehajtásakor. Hasonlóképpen, a SCAD felületen, a táblázat panelen lépjen a „Speciális erőfeszítések” fülre. elemeket", majd kattintson a gombra, hogy egy külön Excel-fájlba exportálja a jelenleg látható véges merevségű kapcsolatokban lévő erőket a cölöpök végei alatt. Egy lineáris programozási eszközöket használó matematikai csomagban a halomcsomópontok importált koordinátáit tartalmazó tömböt két X és Y koordinátájú numerikus sorozattá alakítanak át. Az alsó halomcsomópontok koordinátái alapján a következő lépés egy általános mátrix kialakítása „a. ” a cölöpök egymáshoz viszonyított helyzete a bokorban a cölöpök közötti számított távolságok formájában. A négyzetmátrix mérete megfelel az alapozásban lévő cölöpök számának. A cölöpök egymáshoz viszonyított helyzete alapján kiszámítjuk a perselyben lévő cölöpök függőleges kölcsönös hatásának „5” mátrixát a rugalmas féltér elmélete szerint. Ezt úgy biztosítják, hogy a mátrix minden egyes tagjára többszörös számításokat hajtanak végre az SP 24.13330.20111 képletei szerint (7.4.4. szakasz), amelyek előírják az egyik cölöp egymásra gyakorolt ​​kölcsönös befolyásának együtthatójának nullázását, ha egy bizonyos távolság van. közöttük túllépik. Esetünkben ez a távolság 8,5 m Utolsó lépésként kiszámítjuk az ANh járulékos erőket, amelyek az egymáshoz közel elhelyezkedő cölöpökben az Nh függőleges reakciók összege, figyelembe véve az 5 kölcsönös befolyásolási együtthatót. manuálisan beírva a halom minden megfelelő alsó csomópontjába, vagy automatikusan generál egy megfelelő aldiagramot a csomópontokkal és erőkkel, amely beilleszthető a SCAD általános tervezési diagramjába. A megadott erők szükségesek a tervezési sémában az egyes cölöpök alsó csomópontjában további alakváltozások előfordulásához és egy közös üledékes tölcsér kialakulásához (2., 3. ábra). Ezért azon a területen, ahol a legtöbb cölöp található a 8,5 m-es körön belül, nagyobb lesz a további betelepítés. A rács szélein (és különösen a sarkain) csökken a halmok koncentrációja ezen a körön belül, ami az üledéktölcsér kisebb mélységét biztosítja. ábrán. 2., 4. és 3. ábra. A 2., 5. ábrák az előírásoknak megfelelő és bordás erősítésű rácsok telepedését mutatják, figyelembe véve a cölöpök egymásra hatását csoportosan a terhelések újraelosztásával és a tölcsér kialakításával.

A 6. feladatban, mivel a Pasternak-modellben a mederegyütthatók csak a lemezelemekhez vannak hozzárendelve, a cölöpök alsó vége alá egy képzeletbeli alacsony merevségű födémet kell megépíteni. Ezenkívül ajánlott legalább egy további csomópontsort biztosítani a cölöpmező külső kerületén. Ennek a külső csomópontsornak a felhasználásával két- és egycsomópontos kontúrelemek készülnek. Egy képzeletbeli, alacsony merevségű födémen nem lehetnek olyan közbenső csomópontok, amelyek nem tartoznak a cölöpök közötti térben lévő cölöpök végeihez, különben ezek a csomópontok túlzottan nagy deformációkat kapnak. A Pasternak alapú képzeletbeli födém formájában kialakított feltételes cölöpalap kerülete mentén a kontúrelemek helyes használatához nem lehetnek belső sarkok. Az ilyen sarkokat átlós szakaszokkal kell leírni, további csomópontokat adva a szomszédos külső csomópontok közé. A külső iroda szükséges csomópontjainak megadása után a síkon végeselemes háló jön létre, és csak a megadott csomópontokon 1 mm vastagságú héjháló jön létre az alatta lévő talaj merevségével.

A kapott háromszög- és négyszöglemezes végeselemek hálójához C1 és C2 ágyegyütthatókat rendelünk, amelyek a vizsgált példában 1560 kN/m3, illetve 14500 kN/m3. A Pasternak modell teljessé tételéhez a képzeletbeli födém kontúrja mentén azonos mederegyütthatókkal rendelkező két- és egycsomópontos kontúrelemeket adunk meg. A vízszintes merevséget a cölöpök oldalsó felülete mentén feltételezzük, hogy megegyezik a 3. modellel. Egycsomópontos kontúrelemeknél be kell állítani a megfelelő szektorszöget. Végül a véges merevségű kötések függőleges merevségét el kell távolítani vagy hat nagyságrenddel csökkenteni kell úgy, hogy azok kikapcsoljanak a munkavégzésből, és a függőleges alakváltozások a képzeletbeli födém teljes területén érzékelhetők legyenek a rugalmas féltéren. (2., 6. és 2., 7. ábra).

A cölöp-födém alapozás számításának utolsó módszere az alap térbeli modellje formájában hasznos a talajtömeg és a vasbeton cölöpszerkezetek együttes alakváltozásának egyértelmű vizuális elemzésének lehetőségével kapcsolatban. monolit födém grillezés. Ennél a numerikus módszernél ajánlatos a cölöpöket 32-es vagy 36-os típusú hat- vagy nyolccsomópontos izoparaméteres térfogatelemek formájában modellezni a feszültségkoncentrációk csökkentése érdekében. A talajalap méretét az összenyomható vastagság előre meghatározott mélységének megfelelően magasságban veszik. A modellezett terület szélessége a födémrács határaitól számítva legalább kétszer haladja meg az összenyomott vastagság mélységét. A talajtömeg alapjánál mind a hat szabadsági fok mentén abszolút merev kapcsolatokat, valamint az oldalfelületek (X, Y) mentén a csak vízszintes transzlációs deformációk korlátozását vettük peremfeltételnek. A 7. számú modell számítási eredményeit a 2., 8. és 2. ábra mutatja. 2, 9.

A fenti táblázatban bemutatott összehasonlító elemzés eredményeiből egyértelműen kitűnik, hogy az egyparaméteres Winkler-modellel készült alapozási modellek lehetővé teszik az analitikai módszerekkel meghatározott átlagolt települések átültetését a végeselemes módszer kellően magas numerikus modelljébe. pontosság. Ebben az esetben a Winkler tövében nincs erőeloszlás, aminek következtében nem alakul ki a jellegzetes üledéktölcsér, és nem keletkeznek hajlítónyomatékok a födémrácsban. A rács hosszirányú megerősítése minimális lesz megosztott terhelés esetén. Az oszlopok koncentrált terhelése esetén a fesztávon lévő födém fordított hajlítást kap, domborúan felfelé, ami indokolatlanul megnövekedett felső megerősítéshez vezet. A Winkler-modellek csak átlagos települések szabályozására alkalmazhatók, és a dinamikus talajmerevség figyelembevételével is hasznosak lehetnek az alap feletti szerkezetek elemzésénél.

A rács alakváltozásainak számításának eredményei a szerzők által az SMath Studio-ban az SP 24.13330.2011. számú analitikai módszer szerint, lineárisan deformálható alapon lévő cölöphalmaz 3. számú matematikai modelljével a bekezdések szerint. A 7.4.4-7.4.5 közelinek bizonyult a modell térfogati végeselemekből történő kiszámításához. Ugyanakkor az alap felszínén üledékes tölcsér formájában kialakuló alakváltozások jellege is nagyon hasonló a rugalmas féltér egységes elméletének alkalmazása miatt a két modellben. Mindkét esetben extrém feszültségértékek figyelhetők meg a legkülső cölöpöknél, amelyeknél figyelembe kell venni a „peremcölöp-hatást” és az alap rugalmas-plasztikus állapotba való átmenetét a talaj alakváltozási modulusának csökkentésével.

4. sz. cölöplemez alapozási modell, matematikai csomagban is megvalósítva az SP 24.13330.2011 pp. 7.4.6-7.4.9, szerint állandó merevséggel rendelkezik

födém terület, és a Winkler-modellre épül. Ez a modell használható egy építmény átlagos településének becslésére. A következő, 5-ös modell változó ágytényezővel lehetővé teszi kisebb hajlítónyomatékok elérését, de a 3-as és 7-es modellekhez képest viszonylag kicsi hajlítónyomatékok elérését a rugalmas féltéren. A szerzők fontolóra veszik ennek a modellnek a további finomításának lehetőségét, ha nem a cölöp-födém alapozás egyes cölöpeinek átlagnyomásait veszik figyelembe, hanem azok tényleges értékeit, amelyek a végeselemes modellben minden cölöpben számítottak.

A Pasternak-féle kétparaméteres érintkezési modellben egy képzeletbeli lemezzel ellátott 6-os modell indokolatlanul alacsony csapadékmennyiséget mutatott, ami azt jelzi, hogy más, kétágyas együtthatóval elérhető módszerek elemzésére van szükség. Winkler vagy Pasternak érintkezési modelljeivel ellentétben a térfogati véges elemek lineárisan deformálható félterének 7. sz. modellje a szerkezet alapozással történő együttes számítása során lehetővé teszi a szerkezet feszültség-nyúlási állapotának részletesebb elemzését. talaj az alap vastagságában. Megjegyzendő azonban, hogy az alaptalajok képlékeny tulajdonságainak figyelembevételének hiánya csak minőségi értékelést tesz lehetővé annak megállapítása érdekében, hogy szükség van-e változtatásokra a tervezési megoldásokon a nagy feszültségkoncentrációjú zónák megszüntetése érdekében. Másrészt a térfogati végeselemek LDO modellje túlbecsült eloszlási kapacitással rendelkezik, aminek következtében szükségessé válhat az összenyomható rétegek mélységének finomítása az egymást követő iterációk módszerével, más korábban ismertetett számítások eredményei alapján. az átlagos elszámolásnak való megfelelés elérése érdekében. Ez a módszer tehát csak egy további, a feszültség-nyúlás állapot elemzésének minőségi javítására alkalmas módszernek tekinthető. Azt is meg kell jegyezni, hogy az LDO modell cölöpcsomópontjainak deformációi párhuzamosan jelentkeznek az üledéktölcsér felületével, ami nem felel meg a valóságnak és a 3. modellben szereplő deformációk, amelyeknél a merevségnek a mélység növekedésével kell növekednie. növekszik a halom talaj általi összenyomódása miatt (lásd 2. ábra, 1). Ez a probléma kiküszöbölhető, ha figyelembe vesszük a kvázi anizotróp tulajdonságokat az alapozás térfogati véges elemeiben.

Bibliográfia

1. Perelmuter A.V., Slivker V.I. Szerkezetek számítási modelljei és elemzésük lehetősége. - 4. kiadás - M.: SKAD SOFT Kiadó, 2011. - 736 p.

2. Garagash B.A. Térben állítható rendszerek „alapszerkezet” megbízhatósága az alap egyenetlen alakváltozásaival: 2 kötetben T. 1. - M.: ASV Kiadó, 2012. - 416 p.

3. Tsudik E. Rugalmas alapokon lévő szerkezetek elemzése. - FL: J. Ross Publ., 2013. - 585 p.

4. Citovics N.A. Talajmechanika: Rövid tanfolyam: tankönyv. - 6. kiadás - M.: Könyvesház "LIBROKOM", 2011. - 272 p.

5. Cölöpök a vízépítésben / V.G. Fedorovsky, S.N. Levachev, S.V. Qurillo, Yu.M. Kolesnikov. - M.: ASV Kiadó, 2003. - 240 p.

6. Edigarov G.E. A SCAD OFFICE használatának tapasztalata egy híd közbenső támasztékának kiszámításában, figyelembe véve a bokorban lévő cölöpök kölcsönös hatását // CADMASTER. - 2015. - 3. sz. - P. 88-97.

7. Shapiro D.M. Alapozások és geotechnikai objektumok elméleti és számítási modelljei. - M.: ASV Kiadó, 2016. - 180 p.

8. Cölöpök és cölöpalapozások / R.A. Mangusev, A.L. Gotman, V.V. Znamensky, A.B. Ponomarev; szerkesztette R.A. Mangusheva. - M.: ASV Kiadó, 2015. - 320 p.

9. Geotechnikus kézikönyv. Alapok, alapok és földalatti építmények / alatt általános. szerk. V.A. Iljicseva, R.A. Mangusheva. - M.: ASV Kiadó, 2016. - 1040 p.

10. Tomlinson M., Woodward J. Cölöp tervezési és kivitelezési gyakorlat. - New York: Taylor&Francis, 2008. - 566 p.

11. nap R.W. Alapozási mérnöki kézikönyv: Tervezés és kivitelezés a 2009-es Nemzetközi Építési Szabályzattal. - San Diego, California: McGrawHill, 2010. - 1006 p.

13. A peremcölöp hatása és figyelembe vétele födémrács számításánál / V.P. Petrukhin, S.G. Bezvolev, O. A. Shulyaev, A. I. Kharichkin // Városok és geotechnikai építkezés fejlesztése. - 2007. - 11. sz. - P. 90-97.

14. Mikhailov V.S., Busygina G.M. A födémalapok hengerelt és hézagos rendezése // Polzunovsky almanach. - 2016. - 3. sz. - P. 141-145.

15. Mikhailov V.S., Teplykh A.V. Különböző alapozási modellek jellemző jellemzőinek figyelembevétele az épületek nagy alapozási födémekre gyakorolt ​​kölcsönös hatásának kiszámításakor a SCAD Office számítási és elemző rendszerrel // Szerkezetek és szerkezetek számítógépes modellezésének aktuális problémái: VI Int. szimpózium - Vlagyivosztok, 2016. - 133-134.

1. Perel "muter A.V., Slivker V.I. Raschetnye modeli sooruzheniy i vozmozhnost" ikh analiza. 4. kiadás Moszkva, SCADSOFT, 2011, 600 p.

2. Garagash B.A. Nadezhnost" prostranstvennykh reguliruemykh sistem "osnovanie -sooruzhenie" pri neravnomernykh deformatsiiakh osnovaniia. Vol. 1. Moscow, ASV, 2012, 416 p.

3. Tsudik E. Rugalmas alapokon lévő szerkezetek elemzése. FL, J. Ross Publ., 2013, 585 p.

4. Citovics N.A. Mekhanika gruntov: Kratnyi kurs. 6. kiadás Moszkva, LIBROKOM, 2011, 272 p.

5. Fedorovskiy V.G., Levachev S.N., Kurillo S.V., Kolesnikov. Svai v gidrotekhnicheskom stroitel "stve. Moscow, ASV, 2003, 240 p.

6. Edigarov G.E. Opyt primeneniya SCAD OFFICE v raschete promezhutochnoy svaynoy dvukhryadnoy opory mosta s uchetom vzaimnogo vliyaniya svay v kuste. CADMASTER, 2015, sz. 3, pp. 88-97.

7. Shapiro D.M. Teoriya i raschetnye modeli osnovaniy i ob»ektov geotekhniki. Moszkva, ASV, 2016, 180 p.

8. Mangusev R.A. Gotman A.L., Znamenkskiy V.V., Ponomarev A.B. Svai i svaynye fundamenty. Konstruirovanie, proektirovanie, technologii. Szerk. R.A. Mangusev. Moszkva, ASV, 2015, 320 p.

9. Geotechhnika segédkönyv. Osnovaniia, fundamenty i podzemnye sooruzheniia. . Szerk. V.A. Il"ichev, R.A. Mangushev. 2. kiadás Moszkva, ASV, 2016, 1040 p.

10. Tomlinson M., Woodward J. Pile Design and Construction Practice. New York, Taylor&Francis, 2008, 566. o.

11. Day R. W. Foundation Engineering Handbook: Design and Construction with the 2009 International Building Code. San Diego, California, McGrawHill, 2010, 1006. o.

12. Zavriev K.S., Shpiro G.S. et al. Rekomendatsii po raschetu fundamentov glubokogo zalozheniya opor mostov. Moszkva, Rotaprint TsNIIS, 1970, 95 p.

13. Petrukhin V.P., Bezvolev S.G., Shulyat "ev O.A., Kharichkin A.I. Effekt kraevoy svai i ego uchet pri raschete plitnogo rostverka. Razvitie gorodov i geotekhnicheskoe stroitel"stvo, 2007. sz. 11, pp. 90-97.

14. Mikhailov V.S., Busygina G.M. Opredelenie krena i sovmestnykh osadok dvukh plitnykh fundamentov. Polzunovskii almanach, 2016, 1. sz. 3, Barnaul, Altaiiskii gosudarstvennyi technicheskii universitet, pp. 141-145.

15. Mikhailov V.S., Teplykh A.V. Uchet kharakternykh osobennostei razlichnykh modelei osnovaniia pri raschete vzaimnogo vliianiia zdanii na bol"shikh fundamentnykh plitakh s ispol"zovaniem raschetno-analiticheskoi systemy SCAD Office. VI Mezhdunarodnyi szimpozium. Aktual"nye problemy komp"iuternogo modelirovaniia konstruktsii i sooruzhenii. Vlagyivosztok, 2016, pp. 133-134.

A SCAD szoftvercsomag a végeselemes modellező számítási modulon kívül egy speciálisabb problémák megoldására alkalmas programkészletet is tartalmaz. A műholdprogramok készlete önállóságának köszönhetően a fő SCAD számítási modultól elkülönítve is használható, és nem tilos alternatív szoftvercsomagokkal (Robot Structural Analysis, STARK ES) közös számításokat végezni. Ebben a cikkben a SCAD Office számos számítási példáját nézzük meg.

Példa vasalás kiválasztására előregyártott födémélen a SCAD programban

A födémet építkezésen kell felszerelni, például téglafalakra csuklósan. Nem tartom célszerűnek a teljes födémet, épületrészt, vagy az egész épületet egy ilyen feladatra modellezni, mivel a munkaerőköltség rendkívül aránytalan. Az ARBAT program jöhet a segítségedre. Javasoljuk, hogy a bordát vasbeton T-szelvényként számítsák ki. A SCAD szoftvercsomag menüje intuitív: adott szakaszra, erősítésre és erőre vonatkozóan a mérnök az elem teherbírásáról kap eredményt a szabályozó dokumentumok pontjaira hivatkozva. A számítás eredménye automatikusan generálható egy szövegszerkesztőben. Körülbelül 5-10 percet vesz igénybe az adatbevitel, ami lényegesen kevesebb, mint egy bordás padló végeselemes modelljének kialakítása (ne feledjük, hogy bizonyos helyzetekben a végeselemes módszer több számítási lehetőséget biztosít).

Példa a beágyazott termékek kiszámítására SCAD-ban

Most emlékezzünk a jelzáloghitel-termékek kiszámítására szerkezetek vasbeton szakaszokhoz való rögzítésére.

Gyakran találkozom olyan tervezőkkel, akik tervezési okokból paramétereznek, pedig a beágyazott alkatrészek teherbírásának ellenőrzése meglehetősen egyszerű. Először is ki kell számítania a nyíróerőt a beágyazott rész rögzítési pontján. Ezt manuálisan is meg lehet tenni a terhelések összegyűjtésével a terhelési területen, vagy a végeselemes modell Q diagramjának használatával. Ezután használja az ARBAT program speciális számítási oldalát, adja meg a beágyazott alkatrész tervezési adatait és az erőket, és végső soron kapja meg a teherbíró képesség kihasználtságát.

Egy másik érdekes számítási példával a SCAD-ban Egy mérnök találkozhat: faváz teherbíró képességének meghatározása. Mint tudjuk, számos okból kifolyólag a FEM (véges elem módszer) számítási programok arzenáljában nincsenek modulok a faszerkezetek orosz szabályozási dokumentumok szerinti kiszámításához. Ebben a tekintetben a számítás elvégezhető manuálisan vagy más programban. A SCAD szoftvercsomag a DECOR programot kínálja a mérnöknek.

A metszet adatain kívül a DECOR program megköveteli a mérnöktől számított erők megadását, amelyek a PC LIRA 10 segítségével szerezhetők be. A számítási modell összeállítása után a fa parametrikus szakaszát hozzárendelheti a rudakhoz, állítsa be. a fa rugalmassági modulusát, és kapjuk meg az erőket a deformációs séma szerint:

Ebben a SCAD-számítási példában a kritikus érték az elem rugalmassága, a szakaszok határnyomatékának határa „szilárd”. A DECOR program információs blokkja segít megjegyezni a faelemek maximális rugalmassági értékét:

Példa egy alapítvány teherbírásának kiszámítására SCAD-ban

A cölöplemez alapozás modellezésének szerves része a cölöp teherbírásának és süllyedésének számítása. A REQUEST program segít a mérnöknek megbirkózni az ilyen jellegű feladatokkal. Ebben a fejlesztők az alapok kiszámítását az „alapok és alapok” és a „cölöpös alapok” szabványai szerint hajtották végre (ilyen képességeket nem talál a FEM számítási programokban). Tehát egy halom modellezéséhez ki kell számítani egy egycsomópontos véges elem merevségét. A merevséget tf/m-ben mérik, és megegyezik a cölöp teherbíró képességének és az elülepedés arányával. A modellezést javasolt iteratívan végezni: az elején állítsa be a hozzávetőleges merevséget, majd finomítsa a merevségi értéket a cölöp számított paraméterei segítségével. Az elkészített végeselemes számítási modell nemcsak a cölöp terhelésének pontos meghatározását teszi lehetővé, hanem a rács megerősítésének kiszámítását is:

A szerkezet kiszámítása után a PC LIRA 10 felhasználója képes lesz kiszámítani a halom szükséges terhelését az erőmozaik megrajzolásával egy egycsomópontos véges elemben. Az így létrejövő maximális erő a cölöp szükséges tervezési terhelése lesz, a kiválasztott cölöp teherbíró képességének meg kell haladnia az előírt értéket.

A KÉRÉS programba kiindulási adatként a cölöp típusa (fúrt, vert), a cölöpszelvény paraméterei és a földtani felmérési adatok szerinti talajviszonyok bekerülnek.

Példa csomóponti kapcsolatok kiszámítására SCAD-ban

Az épületek teherbíró képességének vizsgálatának fontos része a csomóponti kapcsolatok számítása. A tervezők azonban gyakran figyelmen kívül hagyják ezt a számítást; az eredmények rendkívül katasztrofálisak lehetnek.

Az ábrán látható példa arra, hogy a szarufa rácsos rácsos felső húrja falának teherbíró képessége nem biztosított a szarufa rácsos rácsos rögzítési pontján. Az „Acélszerkezetek” vegyesvállalat szerint az ilyen számításokat hiba nélkül elvégzik. Végeselem számítási programban sem talál ilyen számítást. A COMET-2 program kiutat jelenthet a helyzetből. Itt a felhasználó megtalálja a csomóponti kapcsolatok számításait a hatályos előírásoknak megfelelően.

Csomópontunk egy rácsos csomópont, és ennek kiszámításához ki kell választani egy tanácsadó elemet a programban. Ezután a felhasználó leborotválja az öv körvonalát (a mi esetünk V alakú), a panel geometriai paramétereit és az egyes rudak erőit. Az erőket általában FEM számítási programokban számítják ki. A bevitt adatok alapján a program rajzot generál, amely vizuálisan ábrázolja az egység kialakítását, és a hatósági dokumentumoknak megfelelően kiszámítja a teherbíró képességet minden típusú vizsgálathoz.

Példa egy MCI-számítás létrehozására SCAD-ban

A végeselemes számítási modellek felépítése nem teljes terhelések alkalmazása nélkül, a FEM számítási programokban manuálisan számított értékek vannak az elemhez rendelve. A szél- és hóteher begyűjtésében a mérnököt a WEST program segíti majd. A program több számítási modult tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a szél- és hóterhelések kiszámítását a megadott építési terület és az épület vázlatának körvonala alapján (a WEST program leggyakoribb számítási moduljai). Tehát a lombkorona kiszámításakor a tervezőnek meg kell adnia a gerinc magasságát, a dőlésszöget és a lejtő szélességét. A kapott diagramok alapján a terhelés egy számítási programba kerül, például PC LIRA 10.4.

Következtetésként elmondhatom, hogy a SCAD szoftvercsomag és a hozzá tartozó műholdak lehetővé teszik a felhasználó számára a munkaerőköltségek jelentős csökkentését a helyi problémák számítása során, valamint pontos számítási modellek létrehozását, valamint az építőmérnöki munkához szükséges referenciaadatokat is tartalmazzák. A programok autonómiája lehetővé teszi a tervezők számára, hogy bármilyen végeselemes módszerrel végzett számításon alapuló számítási rendszerrel kombinálva használják őket.