The mathematical basis for the theory of joint work of the foundation and the foundation with the „arch” effect

R. A. Timchenko, D. A. Krishko

Abstract


Statement of the problem. The review of the technical solutions of the foundation of buildings and structures revealed a number of significant shortcomings associated with the complexity of structures and a low probability of normal functioning in difficult engineering-geological conditions. When designing the building use and design measures that reduce either the amount of strain-tive effects from the base, or their impact on the structure. Experience in construction has shown that it is not always possible to completely prevent the adverse effects on structures from the base. Therefore, their effect on the structure still considered at the design stage.

Purpose. On the basis of experimental and theoretical studies to justify the proposed theory of joint work the plate foundation-self- regulators (PFS) with the base, including the theory of plasticity (maximum stress state) and soil pressure on roofs with.

Conclusion. Of all the discussed features of the joint work the PFS with the base surface is more important "arch" effect, since it is the resultant and explains the stress-strain state (SSS) for PFS. Increased design resistance at 15-22% is due to the design of the PFS and the special nature of the formation of the overall limit of the SSS of the base with an increase in load to the limit values. For the construction of the PFS by more uniform distribution of the contact stresses in the ground under the foundation, regardless of the power or influence of the deformation, and large outside the proportional relationship between stress and strain. Establish the boundaries of self-regulation can be obtained by carrying out mathematical modeling of changing the compensatory possibilities of the foundation.


Keywords


plate foundation-self-regulators; stress-strain state; "arch" effect

References


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).


GOST Style Citations


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.