Материал: Строительная механика и конструкции. Сафронов В.С., Козлов А

3.Shulyatiev O.A. Foundations of high-rise buildings. Bulletin of PNRPU. Construction and Architecture. No. 4. 2014. Pp. 203-245.

4.Lin, Lan & Hanna, Adel & Sinha, Anup & Tirca, Lucia. High-rise building completed to excessive settlement of its foundation: A case study. International Journal of Structural Integrity. 2017. 8.10.1108. IJSI-05-2016-0019.

5.Mirsayapov I.T., Nurieva D.M. Numerical studies of the sediment foundations of the deep foundations of high rise buildings. News of KSUAE. No. 4. 2015. Pp. 183-190.

6.Gusev G.N., Tashkinov A.A. Mathematical modeling of systems. Building - foundation - soil foundation. Bulletin of SSTU. No. 4. 2012. Pp. 222-226.

7.Mirsayapov I.T., Shakirov I.F. The choice of the type of foundations and foundations of the multifunctional complex "Fatih, Amir and Khan" on Fatykh Amirkhan street of Kazan. News of KSUAE. No. 3. 2015. Pp. 86-92.

8.Pronozin Ya.A., Stepanov M.A., Volosyuk D.V., Shuvaev A.N., Rybak G.I. The experience foundations of buildings with increased number of storeys in the conditions of the south of Tyumen region. Bulletin of MGSU. Vol. 13. Issue 3(114). 2018. Pp. 282-292.

9.Stepanov M.A., Maltseva T.V., Kraev A.N., Bartolomei L.A., Karaulov A.M. Elimination of the progressive development of uneven precipitation of a multi-storey residential building on strip pile foundations. SCIENCE: Internet Journal. Vol. 9. No. 4. 2017.

10.Ulitsky V.M., Shashkin A.G., Shashkin K.G., Shashkin V.A. Fundamentals of joint calculations of buildings and foundations. St. Petersburg: Publishing House of the Georeconstruction Institute, 2014. 328 p.

11.Shashkin A.G., Shashkin K.G. Calculation of foundation slabs in a spatial setting taking into account nonlinear base deformations. City reconstruction and geotechnical construction. No. 3. 2000. Pp. 42-46.

12.Shashkin K.G. The use of simplified foundation models for solving the problems of joint calculation of foundations and building structures. Reconstruction of cities and geotechnical construction. No. 1. 1999. Pp. 57-62.

13.Gridnev S.Yu. Analyzing the features of oscillations of a floating bridge under a moving

load in view of non-linear effects of end supports. Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. No. 3(23). 2014. Pp. 75-83.

14.Gridnev S.Yu. Modeling of structural-nonlinear vibrations of floating bridges of a continuous system with restrictive rigid supports in the end parts under the action of a moving load. Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Modern methods of static and dynamic calculation of buildings and structures. No. 1. 2004. Pp. 72-77.

15.Gridnev S.Yu.,Volkov V.V., Budkovoy A.N. In-situ measurements of vibrations of elas-

tically supported steel reinforced concrete bridge during car braking. Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. No. 1(9). 2011. Pp. 11-23.

SOIL FOUNDATION OPTIMIZATION FOR DEFLECTED MODE CALCULATION

OF A HIGH STOREY BUILDING

100

S. Yu. Gridnev1, N. E. Garry2, V. A. Ostretsov3

Voronezh State Technical University1,3

Russia, Voronezh

Nigeria2

1Dr. of Tech. Sciences, Professor of the Department of Structural Mechanics, Tel.: +7(473)2715230, e-mail: gridnev_s_y@rambler.ru

2MA Student of the Department of Structural Mechanics, Tel.: +7(908)1392636, e-mail: harryndifreke @yahoo.com

3 Student of the Department of Building Structures, Bases and Foundations, e-mail: ostretsov.v.a. 191@gmail.com

The optimal dimensions of the soil base are determined according to the selected criteria for assessing the deflected mode (VAT) of a building of high number of storeys with a complex configuration in plan on the basis of loess soils. A finite element model of a high-rise building together with a soil base is described. The maximum displacements of the soil under the sole of the foundation slab, the longitudinal stresses in the columns and the bending moments in the foundation slab are proposed as criteria for optimizing the size of the soil base. An assessment of the effect of accounting for the soil base and its size on the final calculation results in the Midas GTS NX software package is carried out. The necessity of performing calculations taking into account the soil base is shown. The boundaries of the application of the “building-soil foundation” model are determined, due to the required accuracy of calculations, ease of use, optimal calculation time, low labor costs when creating and preparing the model for calculation. A formula is recommended for determining the optimal size of the soil base for practical calculations.

Keywords: high number of storeys, foundation settlement, soil foundation, size of soil foundation, deflected mode, finite-element model.

101

УДК 624.131.534

ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ СВАЙНОГО И ПЛИТНОГО ФУНДАМЕНТОВ

М. С. Ким1, Е. В. Гопиенко2 Воронежский государственный технический университет1,2

Россия, г. Воронеж

1Канд. техн. наук, доц., доцент кафедры строительных конструкций, оснований и фундаментов

тел: +7(920) 4689136; e-mail: marskim@yandex.ru

2Магистрант кафедры строительных конструкций, оснований и фундаментов

Изучен процесс взаимного влияния плитного и ленточного свайного фундаментов двух близко расположенных зданий. Проведены экспериментальные исследования в пространственном лотке и численное моделирование лоткового эксперимента. Рассмотрены случаи моделирования возведения нового здания на плитном фундаменте вблизи существующего на ленточном свайном фундаменте и возведения нового здания на ленточном свайном фундаменте вблизи существующего на плитном фундаменте. Определены дополнительные деформации моделей существующих фундаментов от действия нового строительства, выявлены закономерности их появления и зависимость от расстояния между моделями. Выявлены дополнительные осадки и крены моделей фундаментов.

Ключевые слова: уплотненная застройка, свайный фундамент, плитный фундамент, взаимное влияние фундаментов, дополнительные деформации, моделирование.

Введение

Уплотненная застройка - одна из современных тенденций в развитии крупных городов. Такая направленность появилась достаточно давно, но со временем не потеряла своей актуальности. Реконструкция зданий или строительство новых в непосредственной близости от существующих может привести к дефектам, значительным деформациям, к нарушению безопасности эксплуатации. Именно поэтому проектировщики должны предусматривать меры, которые позволят уменьшить влияние нового строительства на существующие сооружения.

Важнейшей задачей при проектировании в условиях стесненной застройки является прогнозирование и предупреждение появления дополнительных ненормативных осадок, кренов, выпоров, трещин.

При проектировании зданий в непосредственной близости от других объектов необходимо учитывать, что перераспределение напряжений в основаниях напрямую влияет на увеличение напряжений под первоначальным сооружением. В результате этого существующее сооружение может получить ненормативные деформации: осадки, крены или перекосы. Это ведёт к перераспределению усилий в надземных частях здания. Итогом всех этих процессов может стать образование трещин в зданиях, нарушение условий нормальной эксплуатации и даже разрушение.

Изучению величины и характера этих деформаций, а также их последствий был посвящен ряд исследований [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7], наибольшее количество которых касалось фундаментов мелкого заложения, в частности ленточных фундаментов зданий, составляющих типовую застройку жилых кварталов. Гораздо меньше данных о взаимном влиянии свайных фундаментов и фундаментов мелкого заложения. Выявлено, что строительство зданий на мелкозаглубленных фундаментах вблизи зданий со свайными фундаментами может привести к существенным неравномерным осадкам последних. Причиной этому является отрицательное трение, возникающее между сваей и грунтом основания [2].

____________________________

© Ким М.С., Гопиенко Е. В., 2020

102

Плитные фундаменты, нашедшие в настоящее время самое широкое применение в строительстве, оказывают еще более значительное влияние на соседние сооружения, так как зона влияния фундамента соизмерима с глубиной сжимаемой толщи, а у плитных фундаментов она может достигать 20-30 м [8].

Данная работа посвящена изучению процесса взаимного влияния плитного и ленточного свайного фундаментов двух близко расположенных зданий. Рассмотрены два случая: моделирование дополнительных деформаций существующего здания на свайном ленточном фундаменте при строительстве в непосредственной близости сооружения на плитном фундаменте и дополнительных деформаций существующего здания на плитном фундаменте при строительстве в непосредственной близости сооружения на свайном ленточном фундаменте.

1.Экспериментальные исследования взаимного влияния свайного

иплитного фундаментов в рамках модельного эксперимента

Врамках модельного эксперимента были исследованы особенности и закономерности развития дополнительных осадок зданий на свайных ленточных фундаментах при возведении в непосредственной близости от них зданий на плитных фундаментах и зданий на плитных фундаментах при возведении в непосредственной близости от них зданий на свайных ленточных фундаментах. Изучалась степень влияния давления, прикладываемого к фундаменту возводимого здания на развитие дополнительных осадок существующего объекта и влияние расстояния между возводимым и существующим сооружениями на дополнительные осадки существующего объекта.

Эксперименты проводились в лаборатории Центра коллективного пользования ВГТУ имени проф. Ю. М. Борисова. Использовался пространственный лоток размерами 2,5х2,5х3 м.

Модель ленточного свайного фундамента была выполнена из стали толщиной 3 мм. Для модели свай использовались трубы с запаянным концом. Длина свай 400 мм, диаметр 40 мм. Размеры ростверка 320x60x80 мм.

Модель плитного фундамента представляла собой штамп размером 35х35 см, толщиной 20 мм. Модели устанавливались на расстоянии L = 0,2b; 0,5b; 0,75b, где b – ширина штампа.

Вкачестве основания использовался песок средней крупности. Для обеспечения однородности грунта основания в каждой серии испытаний песок после завершения опыта извлекался из лотка, после чего вновь укладывался в него для проведения следующего опыта. Уплотнение песка в лотке производилось с помощью ручной трамбовки слоями толщиной

10-15 см.

Значения прочностных и деформационных характеристик песчаного основания определялись в лаборатории ВГТУ в соответствии с требованиями нормативных документов. Значения физико-механических характеристик грунтового массива указаны в таблице. Модуль деформации по результатам проведенных испытаний составил E = 9,6 МПа.

Таблица

Значения физико-механических характеристик грунтового массива

103