Исследование работы свай на горизонтальные и моментные нагрузки и совершенствование методов расчета оснований свайных фундаментов

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 05.23.02
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2014
  • Место защиты: Новосибирск
  • Количество страниц: 158 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 250 руб.
Титульный лист Исследование работы свай на горизонтальные и моментные нагрузки и совершенствование методов расчета оснований свайных фундаментов
Оглавление Исследование работы свай на горизонтальные и моментные нагрузки и совершенствование методов расчета оснований свайных фундаментов
Содержание Исследование работы свай на горизонтальные и моментные нагрузки и совершенствование методов расчета оснований свайных фундаментов
1. Обзор и анализ методов исследований и расчета свайных фундаментов на горизонтальные нагрузки
1.1 Значение несущей способности свай для проектирования и строительства зданий и сооружений
1.2 Основная классификация аналитических методов расчета свай на горизонтальные нагрузки
1.2.1 Методы рассматривающие сваю, как абсолютно жесткий стержень
1.2.2 Методы, учитывающие гибкость и деформируемость сваи
1.3 Обзор исследований свайных фундаментов с позиции их рационального проектирования
1.4 Обзор численных исследований работы свайных фундаментов
Выводы по разделу 1
2. Расчет несущей способности сваи на горизонтальную и моментную нагрузки
2.1 Общие положения предлагаемого метода расчета
2.2 Формулы для определения несущей способности свай на горизонтальную и на моментную нагрузку
2.3 Методика определения несущей способности свай на горизонтальную и моментную нагрузку (в относительных переменных)
2.4 Основные результаты расчета несущей способности по предлагаемой методике с анализом особенностей работы свай
2.5 Расчет несущей способности свай в водонасыщенных грунтах
Выводы по разделу 2
3. Экспериментальные исследования несущей способности свай на воздействие горизонтальных нагрузок
3.1 Методика и результаты лотковых экспериментальных исследований
3.2 Методика и результаты натурных испытаний несущей способности одиночной сваи
Выводы по разделу 3
4. Численные исследования взаимодействия свай с грунтовым массивом при нагружении горизонтальными силами
4.1 Численное моделирование лотковых испытаний сваи
4.2 Численное моделирование натурных испытаний сваи
4.3 Оценка влияния формы поперечного сечения сваи на несущую способность
Выводы по разделу 4
5 Рациональное проектирование свайных фундаментов
5.1 Схема метода перемещений
5.2 Каноническая система уравнений метода перемещений при достижении усилиями в некоторых сваях значений их несущей способности
5.3 Примеры расчета свайного фундамента по предлагаемой методике
5.3.1 Расчет свайного фундамента с симметричной расчетной схемой
5.3.2 Расчет свайного фундамента с несимметричной расчетной схемой
5.4 Применение методики рационального проектирования свайных фундаментов к расчету подпорных (ограждающих) сооружений
Выводы по разделу 5
Заключение
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Важнейшей задачей проектирования зданий и сооружений является максимальная экономия вложенных средств при сохранении эксплуатационных свойств сооружения. При этом следует стремиться к минимизации экономических затрат как непосредственно на строительство (оптимизация конструкций, удешевление и ускорение производства работ), так и на сам процесс проектирования, включая расчеты и инженерные изыскания.
Последние десятилетия ознаменовались интенсивным внедрением свайных технологий при проектировании и строительстве фундаментов, особенно в сложных инженерно-геологических условиях. При оценке надежности свайного фундамента одним из центральных традиционно является вопрос о несущей способности сваи по грунту. И в классических, и в численных, и в нормативных методах определения этого параметра наибольшее внимание уделяется несущей способности сваи на вдавливание и выдергивание. Для этого случая разработаны и апробированы расчетные и полевые методы определения. Указания для оценки несущей способности свай на горизонтальную нагрузку ограничены применением только полевых методов, а способы определения несущей способности свай на моментную нагрузку, например, в нормативных документах вообще не нашли отражения.
С другой стороны, величины действующих на свайный фундамент горизонтальных сил и моментов - а, следовательно, и их предельные значения — играют большую роль при расчете усилий в сваях, в частности, по обобщенной методике. Согласно этой методике если хотя бы в одной свае какое-либо усилие превысит величину несущей способности, то весь фундамент считается вышедшим в предельное состояние. Понятно, что подобный подход приводит к значительным запасам прочности основания.
В этой ситуации возникает вопрос о возможности учета перераспределения усилий между сваями таким образом, чтобы не одна, а несколько свай ра-

Прочность грунта оценим разностью пассивного и активного давлений, как это рекомендовано нормами (см. выше):

-(yztgcp + c),

аи ~lzf +cfi = F ■>
г _ 4sin
J1 — о
COS ф

Теперь перейдем к определению несущей способности сваи от горизонтальной и моментной нагрузки. В первом частном случае (действие только горизонтальной силы Но, М0 = 0) несущая способность Нт определится формулой:

Нт =min

4[Z.gty + C

Щ &НнА в +
а ' а *Ш)
Во втором частном случае (действие только момента М0, Н0 = 0) несущая
способность Мт будет равна:
Мт — min-

5яя р , С
}1МЛ В +-^
а * aZEI
Далее, несущая способность Нт, Mo = const Ф 0, дается формулой:

= тпн

а ZEI

&ННА

В+ з
а ‘ a^EI.
И, наконец, несущая способность Мт, Но = const Ф 0 определяется выражением:

Рекомендуемые диссертации данного раздела