WWW.NEW.PDFM.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Собрание документов
 

«УДК 624.1 (075.8) В. П. Дыба, Г. М. Скибин, М. П. Матвиенко РАСЧЕТ ГИБКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПО ПЕРВОМУ ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ Разработан метод расчета несущей способности железобетонных ...»

ISSN 1994-0351. Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. Вып. 2(27). www.vestnik.vgasu.ru

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

УДК 624.1 (075.8)

В. П. Дыба, Г. М. Скибин, М. П. Матвиенко

РАСЧЕТ ГИБКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ

ПО ПЕРВОМУ ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ

Разработан метод расчета несущей способности железобетонных фундаментов, разрушающихся одновременно с основанием. Методы предельного анализа приложены к обобщенному телу, представленному системой «фундамент — основание» .

К л ю ч е в ы е с л о в а: несущая способность, грунтовые основания, железобетонные фундаменты .

The method of calculation of bearing capacity of reinforced concrete foundations that crumble simultaneously with the foundation is developed. The methods of limit analysis are attached to the generalized body represented by the “foundation — basis” system .

K e y w o r d s: bearing capacity, soil basis, reinforced concrete foundations .

Расчет фундаментов, работающих на изгиб, проводится с учетом совместной работы конструкции и грунтового основания. При предположении упругости и фундамента, и основания методы расчета фундаментных балок и плит разрабатывались Винклером, Б. Н. Жемочкиным [1], М. И. Горбуновым-Посадовым [2] и многими другими. Однако предельную силу в рамках упругой модели среды найти нельзя .

Поиск разрушающей силы возможен в рамках модели теории идеальной пластичности, используемой непосредственно или в виде предельной поверхности текучести в моделях с упрочнением .

В настоящей работе исследуются теоретические основы расчета фундаментов, работающих на изгиб, по первому предельному состоянию. Под несущей способностью фундамента понимается несущая способность системы «фундамент — основание» .

Сложившийся подход к расчету оснований и фундаментов по предельным состояниям предполагает вычисление полей напряжений и деформаций в процессе возрастания нагрузки и времени, т. е. требуется описание истории изменения напряженно-деформированного состояния системы «основание — железобетонный фундамент». Считается, что это можно сделать с использованием современных моделей грунта (физических уравнений) и конечно-элементного метода решения соответствующих краевых задач .

При этом предельную нагрузку определяют по обрушению процесса численных вычислений .

Но предельную нагрузку (Ultimate Limit States) можно оценить и без описания истории изменения НДС в основании и фундаменте методами предельного анализа. Более того, оценку можно получить, не пользуясь «реальными» полями напряжений и деформаций .

Источником предельного анализа являются идеи, высказанные А. А. Гвоздевым [3]. Позднее они были опубликованы в работах Д. Драккера, В. Прагера [4] и других авторов .

ISSN 1994-0351. Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. Вып. 2(27). www.vestnik.vgasu.ru _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Предельный анализ оперирует следующими множествами:

множеством статически допустимых полей напряжений во всей системе «основание — железобетонный фундамент», т. е. полей напряжений, удовлетворяющих уравнениям равновесия и условию неположительности функции текучести;





множеством кинематически допустимых полей скоростей, не противоречащих ассоциированному (нормальному) закону текучести. При этом каждому статически допустимому полю напряжений соответствует нижняя оценка предельной нагрузки, а каждое кинематически допустимое поле скоростей порождает верхнюю оценку предельной нагрузки .

Верхние и нижние оценки образуют «коридор», который содержит неизвестную предельную нагрузку .

В работах [5] и [6] разработан метод расчета верхних оценок несущей способности штампов и гибких железобетонных фундаментов на грунтовых основаниях, обладающих трением и сцеплением. Для построения возможных полей скоростей в грунтовом основании (рис. 1) используются треугольные блоки, в каждом из которых скорости деформаций от точки к точке не меняются. Следовательно, компоненты скоростей являются линейными функциями координат, поэтому равенство скоростей в двух угловых точках соседних блоков гарантирует их непрерывность по всей границе. Параметры, определяющие поле скоростей, являются координатами точек в пространстве допустимых вариантов. При нахождении оптимальных параметров, соответствующих наименьшей верхней оценке, использовались так называемые Лпоследовательности .

В примере, представленном на рис. 1, рассчитанная верхняя оценка несущей способности системы «основание — фундамент» равна 1522,75 кН/м .

При этом предельное сопротивление основания, вычисленное по формуле (5.32) [7] для той же ширины фундамента и тех же характеристик грунта, составляет 2196 кН/м .

–  –  –

Рис. 1. Пример расчета верхней оценки несущей способности железобетонного фундамента: а — эпюра вертикальных скоростей на уровне подошвы; б — область ассоциированного течения, разделенная на блоки простейшего течения. Ширина жесткой части фундамента 0,3 м; длина консоли плиты фундамента 0,6 м; пригрузка 27,0 кПа; сцепление грунта 21,0 кПа; объемный вес грунта 18,0 кН/м2; угол внутреннего трения грунта 30°; расчетное сопротивление арматуры 360 000 кПа; площадь рабочей арматуры 10,0 см2; расстояние от центра арматуры до центра сжатой зоны бетона 15,0 см

–  –  –

Рис. 2. Построение нижней оценки несущей способности ISSN 1994-0351. Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. Вып. 2(27). www.vestnik.vgasu.ru _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

–  –  –

Формула для определения lx в этом случае выглядит так:

l12 2 M пр ql12 P 3 .

lx = Pq Метод нахождения нижних оценок несущей способности системы «железобетонный фундамент — грунтовое основание» теоретически доказан для случая плоской деформации, т. е. для ленточных фундаментов. Перенос методики вычисления нижних оценок на случай прямоугольного фундамента (рис .

3) требует некоторых предположений, по сути уже использованных в действующих строительных нормах. Так, формула (5.7) [7] расчетного сопротивления основания R выводится для полосовой нагрузки, а используется для фундамента произвольной формы. В формуле (5.32) [7] теоретическим ядром является формула Прандтля, выведенная для случая плоской деформации. Существующая зависимость предельного сопротивления от формы фундамента учитывается коэффициентами формы, q, c. Кроме того, если вертикальная сила приложена с эксцентриситетом, то из данного фундамента «вырезается» меньший, с приведенными шириной и длиной, являющийся центрально нагруженным, для которого и определяется предельное сопротивление основания .

Методика расчета нижних оценок несущей способности прямоугольного гибкого железобетонного фундамента изложена в работе [8], где представлен пример расчета только квадратного фундамента. В работе [9] представлена компьютерная программа расчета прямоугольного фундамента, по которой и рассчитан пример .

В. П. Дыба, Г. М. Скибин, М. П. Матвиенко _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

–  –  –

В качестве примера для расчета взята модель железобетонного фундамента, с которой А. Ю. Мурзенко [10] провел серию опытов. Вычисленная по программе теоретическая величина нижней оценки несущей способности сравнивается с экспериментальной величиной предельной нагрузки .

Начальные условия. Требуется определить несущую способность модели прямоугольного центрально-нагруженного незаглубленного железобетонного фундамента под колонну. Фундамент расположен на мощном слое песка с расчетными характеристиками: I =17,5 кН/м3, =17,5 кН/м3, II I =40°, cI =0 кПа. Размеры жесткого подколонника 0,2 0,15 м, плитной части 0,6 0,45 м. Рабочая высота сечения 0,03 м. Плита армирована шестью стержнями в продольном направлении диаметром 2 мм, AsL = 0,0001256 м2 и в поперечном — семью стержнями диаметром 2 мм, Asb = 0,0001633 м2 .

Rs = 170 000 кПа .

ISSN 1994-0351. Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. Вып. 2(27). www.vestnik.vgasu.ru _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Данное значение предельной нагрузки меньше полученного экспериментально А. Ю. Мурзенко в [9] и равного 61,23 кН, но больше нормативного — 27,7 кН .

Можно сделать вывод, что данная методика может быть использована для расчета несущей способности фундаментов, чтобы уменьшить их стоимость, повысить надежность расчета по ULS и, соответственно, снизить риски аварийных ситуаций при строительстве зданий .

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Жемочкин Б. Н., Синицын А. П. Практические методы расчета фундаментных балок и плит на упругом основании без гипотезы Винклера. М. : Госстройиздат, 1962. 239 с .

2. Горбунов-Посадов М. И., Маликова Т. А., Соломин В. И. Расчет конструкций на упругом основании. М. : Стройиздат, 1984. 679 с .

3. Гвоздев А. А. Определение величины разрушающей нагрузки для систем, претерпевающих пластические деформации // Тр. конф. по пластическим деформациям. М.—Л. : АН СССР, 1938. С. 19—30 .

4. Drucker D. C., Prager W., Greenberg H. J. Extended limit design theorems for continuous media // Quart. Appl. Math. 1951. V. 9. P. 381 .

5. Dyba V. P., Shmatkov S. B., Solomin V. I. Deformation and strength of flexible foundations // Proceedings of the fourteenth international conference on soil mechanics and foundation engineering, Hamburg, 6—12 september 1997. Rotterdam, 1997. Р. 975—977 .

6. Дыба В. П., Скибин Г. М. Верхние оценки несущей способности ленточных фундаментов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1997. № 6. С. 2—6 .

7. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция .

М., 2011 .

8. Дыба В. П. Оценки несущей способности фундаментов : моногр. Новочеркасск :

ЮРГТУ, 2008. 200 с .

В. П. Дыба, Г. М. Скибин, М. П. Матвиенко _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Дыба В. П., Матвиенко М. П. Несущая способность гибкого прямоугольного железобетонного фундамента // Материалы научн.-практ. конф. «Оценка риска и проблемы безопасности в строительном комплексе», г. Баку, 25—26 апреля 2013. Баку, 2013. C. 221—223 .

10. Мурзенко А. Ю. Экспериментальное изучение работы отдельных железобетонных элементов на песчаном основании : моногр. / под ред. проф. Е. Н. Белоконева. Новочеркасск, 2012. 124 с .

1. Zhemochkin B. N., Sinitsyn A. P. Prakticheskie metody rascheta fundamentnykh balok i plit na uprugom osnovanii bez gipotezy Vinklera. M. : Gosstroyizdat, 1962. 239 s .

2. Gorbunov-Posadov M. I., Malikova T. A., Solomin V. I. Raschet konstruktsiy na uprugom osnovanii. M. : Stroyizdat, 1984. 679 s .

3. Gvozdev A. A. Opredelenie velichiny razrushayushchey nagruzki dlya sistem, preterpevayushchikh plasticheskie deformatsii // Tr. konf. po plasticheskim deformatsiyam. M.—L. : AN SSSR, 1938. S. 19—30 .

4. Drucker D. C., Prager W., Greenberg H. J. Extended limit design theorems for continuous media // Quart. Appl. Math. 1951. V. 9. P. 381 .

5. Dyba V. P., Shmatkov S. B., Solomin V. I. Deformation and strength of flexible foundations // Proceedings of the fourteenth international conference on soil mechanics and foundation engineering, Hamburg, 6—12 september 1997. Rotterdam, 1997. R. 975—977 .

6. Dyba V. P., Skibin G. M. Verkhnie otsenki nesushchey sposobnosti lentochnykh fundamentov // Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov. 1997. № 6. S. 2—6 .

7. SP 22.13330.2011. Osnovaniya zdaniy i sooruzheniy. Aktualizirovannaya redaktsiya. M., 2011 .

8. Dyba V. P. Otsenki nesushchey sposobnosti fundamentov : monogr. Novocherkassk :

YuRGTU, 2008. 200 s .

9. Dyba V. P., Matvienko M. P. Nesushchaya sposobnost' gibkogo pryamougol'nogo zhelezobetonnogo fundamenta // Materialy nauchn.-prakt. konf. «Otsenka riska i problemy bezopasnosti v stroitel'nom komplekse», g. Baku, 25—26 aprelya 2013. Baku, 2013. C. 221—223 .

10. Murzenko A. Yu. Eksperimental'noe izuchenie raboty otdel'nykh zhelezobetonnykh elementov na peschanom osnovanii : monogr. / pod red. prof. E. N. Belokoneva. Novocherkassk, 2012. 124 s .

© Дыба В. П., Скибин Г. М., Матвиенко М. П., 2013 Поступила в редакцию в сентябре 2013 г .

Ссылка для цитирования:

Дыба В. П., Скибин Г. М., Матвиенко М. П. Расчет гибких железобетонных фундаментов по первому предельному состоянию // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. Вып. 2(27). URL:


Похожие работы:

«DMA поколения M DSA 5000 M Приборы для измерения плотности и концентрации Плотномеры нового Измерение плотности и концентрации Вашего образца очень простая процедура одно поколения DMA M нажатие кнопки и результат готов. Однако, дают высокую не все так просто. На самом деле, надежные точность, основанную результаты зависят от...»

«ОАО "ИнфоТеКС Интернет Траст" Инструкция по настройке автоматизированного рабочего места для работы в информационной системе Росаккредитации Листов 12 ОГЛАВЛЕНИЕ I. ВВЕДЕНИЕ II. СОСТАВ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АРМ III. ПОЛУЧЕНИЕ И УСТАНОВКА VIPNET CSP IV. УСТАНОВКА ДРАЙВЕРОВ ДЛЯ КЛЮЧЕВОГО НОСИТЕЛЯ ETOKEN V....»

«Ф. М. Достоевский. Фотография конца 1850-х годов. АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ РУССКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ (ПУШКИНСКИЙ ДОМ) Ф.М.ДОСТОЕВСКИЙ ПОЛНОЕ СОБРАНИЕ СОЧИНЕНИЙ В ТРИДЦАТИ ТОМАХ "$$ ПУБЛИЦИСТИКА. ПИСЬМА ТОМА X V T H -XXX — — — -+ & # § з+-ИЗДАТЕЛЬСТВО " Н А У К А " ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ • ЛЕНИНГРАД...»

«изготовлени ключей Изготовление ключей любой сложности. Наши бытовые центры уже более 10 лет занимаются изготовлением многих видов ключей. Мы используем . Изготовление ключей для автомобилей Крым: Ялта, Симферополь, Евпатория Симферополь, изготовление ключей для авто Крым: Севастополь,. Компания Дэрсэт заготовки для ключей, станк...»

«Камышин, 23 января. (Корреспонденция "Саратовского Дневника"). С последних месяцев прошлого года по настоящие числа, из многих католических селений Камышинского уезда, особенно лежащих на саратовском почтовом тракте или близ его, положительно не выходят разных свойств горячки – простудные и тифозные. Нап...»

«Permis Разрешение de работу на travail Информационная брошюра Правилa, разъясняющие процедуру получения разрешений на работу, многочисленны . Содержание представленных здесь правил не является исчерпывающим. Тем не менее, это позволит вам получить представление о наиболее...»

«МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ПРОМИСЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ _ УДК 621.225 Черкашенко М.В., Полушкин К.А. СИНТЕЗ ПНЕВМОАГРЕГАТА ФОРМОВОЧНОГО ПОЛУАВТОМАТА Введение. Формовочные автоматы используют, как правило, в составе автоматических линий, компоновка которых определяется выбранным технологическим процессом...»








 
2018 www.new.pdfm.ru - «Бесплатная электронная библиотека - собрание документов»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.