Математичне обґрунтування теорії спільної роботи фундаменту й основи з урахуванням „арочного” ефекту

R. A. Timchenko, D. A. Krishko

Анотація


Постановка проблеми. Огляд технічних рішень фундаментних конструкцій будівель і споруд виявив низку істотних недоліків, пов'язаних з ускладненням конструкцій і малою ймовірністю нормального функціонування в складних інженерно-геологічних умовах. У проектуванні застосовують будівельні і конструктивні заходи, які знижують або величини деформаційних впливів з боку основи, або їх вплив на споруду. Досвід будівництва показав, що не завжди вдається повністю запобігти цим несприятливим впливам на споруди з боку основи. Тому їх дії на конструкції враховуються ще на стадії проектування.

Мета статті. На основі експериментально-теоретичних досліджень обґрунтувати запропоновану теорію спільної роботи плитних фундаментів-саморегуляторів (ПФС) з основою, що включає теорію пластичності (гранично- напруженого стану) і тиску ґрунтів над покрівлями виробок.

Висновок. З усіх розглянутих особливостей спільної роботи ПФС з основою найважливіший – "арочний" ефект, тому що він є результуючим і пояснює напружено-деформований стан (НДС) основи під ПФС. Підвищення розрахункового опору на 15-22 % пов'язане з конструктивними особливостями ПФС і особливим характером формування загального граничного НДС основи у разі збільшення навантаження до граничних значень. Для конструкції ПФС більш характерний рівномірний розподіл контактних напружень в основі під фундаментом незалежно від силового або деформаційного впливу, а також великі межі пропорційної залежності між напруженнями і деформаціями. Встановлення меж саморегулювання можна отримати під час проведення математичного моделювання, змінюючи компенсаторні можливості фундаменту.


Ключові слова


плитний фундамент-саморегулятор; напружено-деформований стан; „арочний” ефект

Повний текст:

PDF

Посилання


Petrakov A.A. and Petrakova N.A. Issledovanie krenov zhestkikh plitnykh fundamentov [Study of hard rolls block foundations]. Budivelni konstruktsii [Building constructions]. Kiev, 2011, iss. 75, vol. 1, pp. 470-477. (in Russian).

Shokarev V.S., Stepura I.V., Tregub A.S, Pavlov A.V. and Samchenko R.V. Raschet tekhnologicheskikh osadok pri vyravnivanii zdaniy i sooruzheniy metodom vyburivaniya gruntov [Calculation of process residue in the alignment of buildings and structures by the method of drilling-out soils]. Budivelni konstruktsii [Building constructions]. Kiev,

, iss. 57, pp. 342-346. (in Russian).

Shokarev V.S. Sovremennye problemy ustraneniya krenov zdaniy i sooruzheniy [Modern problems of removing rolls of buildings and structures]. Budivelni konstruktsii [Building constructions]. Kiev, 2008, iss. 71, book 1, pp. 54-61. (in Russian).

Krivosheev P.I. Naukovo-tekhnіchnі problemy koordinatsіi dіy shchodo zakhistu budіvel sporud і teritorіy zі sklad- nymy іnzhenerno-geologіchnymy umovamy [Scientific and technical problems of coordination for the protection of buildings, structures and areas with complex engineering-geological conditions]. Budіvnytstvo Ukrainy [Civil engeneering of Ukraine]. 2001, no. 6, pp. 16-19. (in Ukrainian).

Fidarov M.I. Proektirovanie i vozvedenie preryvistykh fundamentov [Design and construction of the intermittent foundation]. Moskow: Stroiizdat, 1986, 157 p. (in Russian).

Mіnregіonbud Ukrainy. Obiekty budіvnytstva ta promyslova produktsіya budіvelnogo priznachennia. Osnovy ta fundamenty budynkіv і sporud. Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovnі polozhennia proektuvannia: DBN V.2.1-10-2009.[Objects of construction and industrial products for construction purposes. Bases and foundations of buildings and structures. Bases and foundations of buildings. The main provisions of the design: SCN V.2.1-10-2009.]. Kiev: Mіnregіonbud Ukrainy, 2009, 107 p. (in Ukrainian).

Zakhyst vіd nebezpechnykh geologіchnykh protsesіv. Budynky і sporudy na pіdrobliuvanykh teritorіiakh і prosіdnykh gruntakh: DBN V. 1.1.-5-2000. [Protection from dangerous geological processes. Buildings and struc- tures on undermined territories and subsiding soils: SCN V. 1.1.-5-2000]. Kiev, 2000. (in Ukrainian).

Klepikov S.N., Borodacheva F.N., Mashkin A.V., Romanov O.M., Chervinskiy Ya.I. and Makienko V.E. Metodicheskie rekomendatsii po uchetu nelinyjnykh svoystv osnovaniya pri raschete konstruktsiy po real'nym diagrammam deformirovaniya grunta [Guidelines on the registration of the nonlinear properties of the foundations in calculation of constructions of the real of soil deformation diagrams]. Kiev: NIISK Gosstroya SSSR, 1985, p. 60. (in Russian).

Tіmchenko R.O. and Krіshko D.A. Fundament budіvlі, sporudy [The foundation of buildings, structures]. Patent UA, no. 99074069, 2001. (in Ukrainian).

Tіmchenko R.O. and Krіshko D.A. Fundament budіvlі, sporudi [The foundation of buildings, structures]. Patent UA, no. 99074070, 2001. (in Ukrainian).

Timchenko R.A. Metodika otsenki ustoychivosti sooruzheniya na neravnomerno-deformiruemom osnovanii pri slozhnom nagruzhenii [Methodology for assessing of the sustainability of buildings on unevenly-deformable foundation under complex loading]. Krivoy Rog: Krivorozh. tekhn. un-t, 2008, 48 p. (in Russian).

Timchenko R.A. and Turabelidze G.L. Reshenie kontaktnykh zadach pri vzaimodeystvii fundamenta i deformiro- vannogo osnovaniya [The solution of contact problems in the interaction of the foundation and deformed founda- tion]. Razrabotka rudnykh mestorozhdeny [Manual of ore deposit]. Krivorozh. tekhn. un-t. Krivoy Rog, 1996, no. 57, pp. 110-113. (in Russian).

Timchenko R.A. Optimal'noe proektirovanie plitnykh fundamentnykh konstruktsiy v usloviyakh neravnomernykh deformatsiy osnovaniya [Optimal design of raft foundation design of structures in conditions of non-uniform deformations of foundation]. Vіsnyk Krivorіzkogo tekhnіchnogo unіversitetu [Bulletin of Krivorozh. tekhn. un-t]. Krivyy Rіg, 2007, iss. 17, pp. 174-178. (in Russian).

Timchenko R.A. and Krishko D.A. Uchet neravnomernykh osedaniy zemnoy poverkhnosti na podrabatyvaemykh territoriyakh [Registration of uneven subsidence of the ground surface on the undermined territories]. Razrabotka rudnykh mestorozhdeniy [Manual of ore deposit]. Krivorozh. tekhn. un-t. Krivoy Rog, 2005, iss. 88, pp. 197-200. (in Russian).

Protod'yakonov M.M. Davlenie gornykh porod i rudnichnoe kreplenie. [Pressure of rocks and miner mount]. Moskow, Leningrad : Gosgorizdat, 1930-1933. (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Петраков А. А. Исследование кренов жестких плитных фундаментов / А. А. Петраков, Н. А. Петракова // Будівельні конструкції : міжвідом. наук.-техн. зб. / Н.-д. ін-т буд. конструкцій (НДІБК). – Київ, 2011. – Вип. 75, кн. 1. – С. 470-477.

 

Расчет технологических осадок при выравнивании зданий и сооружений методом выбуривания ґрунтов / В. С. Шокарев, И. В. Степура, А. С. Трегуб, А. В. Павлов, Р. В. Самченко // Будівельні конструкції : міжвідом. наук.-техн. зб. / Н.-д. ін-т буд. конструкцій (НДІБК). – Київ, 2002. – Вип. 57. – С. 342-346.

 

Шокарев В. С. Современные проблемы устранения кренов зданий и сооружений / В. С. Шокарев // Будівельні конструкції : міжвідом. наук.-техн. зб. / Н.-д. ін-т буд. конструкцій (НДІБК). – Київ, 2008. – Вип. 71, кн. 1. – С. 54-61.

 

Кривошеєв П. І. Науково-технічні проблеми координації дій щодо захисту будівель, споруд і територій зі складними інженерно-геологічними умовами / П. І. Кривошеєв // Будівництво України. – 2001. – № 6. – С. 16-19.

 

Фидаров М. И. Проектирование и возведение прерывистых фундаментов / М. И. Фидаров. – Москва : Стройиздат, 1986. – 157 с.

 

Об'єкти будівництва та промислова продукція будівельного призначення. Основи та фундаменти будинків і споруд. Основи та фундаменти споруд. Основні положення проектування : ДБН В.2.1-10-2009. – Введ. впе- рше зі скасуванням на території України СНиП 2.02.01-83 ; чинні від 2009-07-01. – Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. – 107 с. – (Державні будівельні норми України).

 

Захист від небезпечних геологічних процесів. Будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідних ґрунтах : ДБН В.1.1.-5-2000. – Введ. з 2000-07-01. – Вид. офіц. – Київ, 2000. – Ч. 1 : Будинки і споруди на пі- дроблюваних територіях. – 70 с. ; Ч. 2 : Будинки і споруди на просідаючих грунтах. – 89 с. – (Державні будівельні норми України).

 

Методические рекомендации по учету нелинейных свойств основания при расчете конструкций по реаль- ным диаграммам деформирования грунта / С. Н. Клепиков, Ф. Н. Бородачева, А. В. Машкин, О. М. Романов, Я. И. Червинский, В. Е. Макиенко. – Киев : НИИСК Госстроя СССР, 1985. – 60 с.

 

Фундамент будівлі, споруди : пат. 34887 А Україна : МПК6 Е 02D 27/00 / Р. О. Тімченко, Д. А. Крішко ; зая- вник та патентовласник Криворіз. техн. ун-т. – № 99074069 ; заявл. 15.07.1999 ; опубл. 15.03.2001, Бюл. № 2.

 

Фундамент будівлі, споруди : пат. 34889 А Україна : МПК6 Е 02D 27/00 / Р. О. Тімченко, Д. А. Крішко ; зая- вник та патентовласник Криворіз. техн. ун-т. – № 99074070 ; заявл. 15.07.1999 ; опубл. 15.03.2001, Бюл. № 2.

 

Тимченко Р. А. Методика оценки устойчивости сооружения на неравномерно-деформируемом основании при сложном нагружении / Тимченко Р. А. – Кривой Рог : Криворож. техн. ун-т, 2008. – 48 с.

 

Тимченко Р. А. Решение контактных задач при взаимодействии фундамента и деформированного основания / Р. А. Тимченко, Г. Л. Турабелидзе // Разработка рудных месторождений : науч.-техн. сб. / ред. В. Ф. Бызов ; Криворож. техн. ун-т. – Кривой Рог, 1996. – Вып. 57. – С. 110-113.

 

Тимченко Р. А. Оптимальное проектирование плитных фундаментных конструкций в условиях неравномерных деформаций основания / Р. А. Тимченко // Вісник Криворізького технічного університету : зб. наук. пр. / ред. Ю. Г. Вілкул. – Кривий Ріг, 2007. – Вип. 17. – С. 174-178.

 

Тимченко Р. А. Учет неравномерных оседаний земной поверхности на подрабатываемых территориях / Р. А. Тимченко, Д. А. Кришко // Разработка рудных месторождений : науч.-техн. сб. / ред. В. Ф. Бызов ; Криворож. техн. ун-т. – Кривой Рог, 2005. – Вып. 88. – С. 197-200.

 

Протодьяконов М. М. Давление горных пород и рудничное крепление. В 2 ч. / М. М. Протодьяконов. – Москва ; Ленинград : Госгориздат, 1930-1933.