[Makson]

Хочеться знать где истина.
В Скаде С1=2756т/м3 в Пастернаке 1016 т/м3.
При одних и тех же характеристиках грунта.
Смотрите вложение.

[BoT]

и всё-таки вопрос для Constantin Shashkin остается в силе

[Constantin Shashkin]

Не ожидал, что вопрос о весе вынутого грунта вызовет столько недоумения и путаницы. Попробуем разобраться.
1. Конечно, фундамент нужно сажать на несущий слой, а не на поверхность. Слой грунта выше подошвы фундамента для плитных фундаментов небольшой и его иногда можно не учитывать (его влияние мало, он немного изменяет форму воронки оседания и все). Поэтому иногда можно встретить картинки с плитой на поверхности.
2. Если нарисовать в урпругих элементах яму (котлован) - это не учет веса вынутого грунта. Откуда программе знать, что он там был? Тогда задачу нужно решать в два шага с удалением грунта (как в Plaxis или у нас в FEM). SCAD так не умеет.
3. Учет веса вынутого грунта в СП появился сравнительно недавно.
Логика тут простая. Если вес здания равен весу вынутого грунта (т.е. если здание мелко покрошить в котлован, то оно его и займет то\,с прашивается, откуда осадка? Мы просто вернули напряжения как было.
Раньше в СНиП при ширине фундамента более 10 м не разрешалось из действующего давления вычитать вес вынутого грунта. Считалось, что при откопке котлована верхний слой будет безнадежно испорчен, "забудет" о своем прежнем состоянии и это приведет к осадке заново. Это было нелогично, поскольку правильнее тогда назначать ухудшение испорченного грунта, а не пытаться это учесть добавлением нагрузки. Теперь по СП возможны так называемые "плавающие фундаменты" - по аналогии с кораблем, когда вес "вытесненного грунта" равен весу здания. На практике (по наблюдениям) эффект снятия веса грунта для плитных фундаментов действительно работает.
3. Рассмотрим, что будет, если вес вынутого грунта будет больше веса сооружения. Будет ли перемещение вверх? Будет. Давно замечено, что дно котлованов поднимается. Но подъем, конечно, не с тем же модулем. Как известно, грунт хоть и в определенных пределах линейно-деформируемая среда, но не упругая. На разгрузку он обратно с той же проворностью не лезет. Модуль разгрузки-повторного нагружения сильно выше нагрузочного. В СП рекомендуется брать его в 5 раз больше. В СП при давлении от фундамента меньше веса вынутого грунта первое слагаемое обнуляется. Остается второе. Оно как раз учитывает упругую работу грунта на стадии повторного (после разгрузки котлована) нагружения.
4. Таким образом, при моделировании упругими ОКЭ нам нужно восстановить эту же идеологию. Если у нас давление от здания больше веса вынутого грунта, то его прикладываем вверх и считаем. Если меньше, то у нас останется только осадка на стадии повторного нагружения. Можно ее посчитать с модулем в 5 раз выше. В этом случае получился "плавающий фудамент", который практически безосадочный.
5. Про к-ты Пуассона грунтов не все так просто, я как раз и не хотел "путать" народ лишней информацией, но теперь придется. В методе послойного суммирования введен один на всех к-т betta=0.8, который и учитывает к-т Пуассона где-то около 0.3 (при nu=0.3 betta=0.74). Поэтому учет "правильных" к-тов Пуассона не полезен, поскольку приведет к дополнительной разнице с методом послойного суммирования. Это давнишний глюк норм. Разница не слишком большая, поэтому на нее закрывают глаза (при точности метода послойного суммирования +-40% что тут блох ловить!).

[SergeyKonstr]

Constantin Shashkin.
Благодарю за разъяснения.
Действуя по вашему принципу "...у Вас остается один критерий - инженерные методы расчета..." анализурую некий простенький каркас на объемном массиве линейной теории упругости -один вариант с заданием отпора вынутого грунта, тупо на эл-ты фунд. плиты, другой без него. Результаты пока не впечатляют. При варианте с отпором моменты на крайней колонне уменьшились почти в 2 раза. По моим соображениям прикладывать отпор просто так нельзя не предпринимая чего-то другого. Прога использует принцип суперпозиции и нагрузка отпора дает выгиб плиты в соответствии с Е и М грунта. Однако из вашего последнего сообщения явствует, что выгиб должен быть меньше, т.к. модули Е и G должны быть больше (в ветви разгружения). Не понятно мне почему нагрузкой отпора я должен задавать исскуственное премещение вверх. Скажем пусть отпор 3,6 т/м2. Прикладывая внешнюю нагрузку в 2 т/м2 я и получу отпор в 2 т/м2, если 3,0 т/м2 - получу отпор в 3,0 т/м2, но при этом вверх ничего не поедет (по принципу пассивное давление наступает только тогда, когда есть активное). Не понимаю почему схема должна преодолевать исскуственный выгиб вверх. Если бы вся плита поднялась на одинаковую высоту и при этом я исследую осадку в количественном выражении, я бы понимал. Лично меня получение таких усилий в схеме не устраивает.
Может объясните в чем не прав.

[Constantin Shashkin]

Прикладывать вес вынутого грунта вверх можно только в тех точках, где перемещение идет вниз, т.е. только там, где давление больше веса вынутого грунта. В большинстве случаев на практике для зданий на плите это условие везде выполнится. В противном случае, естественно, получится ерунда. Места такие отловить легко - достаточно посмотреть часть конструкции, которая лезет вверх.
Если точно ставить такую задачу, то нужно заложить в программу модель, которая на разгрузке и повторном нагружении работает иначе, чем при первичной нагрузке. Тогда программа Вам все посчитает сама, достаточно промоделировать историю вопроса (природное основание - котлован - нагружение фундамента). В отсутствие такой программы приходится учитывать данный эффект несколько искусственно, что и вызывает вопросы.
Суть не в том, что Вы добавляете контактное давление - оно, понятно, должно быть равно приложенному, суть в том что с грунта удаляется давление, которое на нем уже было и которое приводит только к "упругой" осадке (повторного нагружения) с существенно большим моделем. Поскольку модуль повторного нагружения сильно выше, эту повторную осадку не учитываем (что и СП допускает для неглубоких фундаментов). Аналогия с пассивным и активным давлением здесь не при чем.

[Иро4ка]

К сожалению, не прозвучало конкретных предложений по моделированию грунтовых вод в подобных схемах... Как это сделать? Ведь, отказавшись от задания собств. веса грунта, мы лишились параметра, которым обычно учитывают взвешивающее действие воды...

[BoT]

дак вроде же предлагали объемной нагрузкой вверх это смоделировать

[SergeyKonstr]

Constantin Shashkin. Доброго Вам, наверное, вечера.
Можно Вам задать несколько вопросов для понимания сути происходящего.
Давайте забудем о втором слагаемом в формуле определения осадки по СП, рассмотрим только первое. Составляется модель – некий ЖБ каркас здания с фунд. плитой, расположенный на грунтовом массиве (моделируется объемными элементами линейной терии упругости) и имеющаяся величина отпора за счет вынутого в коловане грунта Gg0=3,63 т/м2 приложена вверх к элементам, моделирующим фунд. плиту, т.е. как я понял, так вы и предлагали. Грунт считаем сплошной средой. О количественном выражении жесткостей элементов каркаса не говорим, считаем его конечной жесткости.
1. Отрываем котлован размером тем же что и фунд. плита (условно). Профиль стенок котлована – отвесное (условно). Передаем внешнюю нагрузку на перекрытие над 1 этажом g= 3,63 т/м2 (размер перекрытия тот же, что и фунд. плита). После расчета получается, что углы и края фунд. плиты осаживаются больше, чем ее середина. Данное явление наблюдается при дальнейшем увеличении нагрузки до какай-то величины, после которой начинает середина садиться более, чем ее края. Вопрос – правомерно ли это? Если правомерно, то в этом случае некая точка грунтового массива расположенная за пределами фунд. плиты не далеко от нее при неком угле видимости будет находиться в равновесии и любая сколь малая нагрузка будет вызывать ее перемещение вниз – это так? Я, почему то, думал что при разработке котлована разгружаюся не только точки его дна, но и в какой-то мере (по убывающей) точки, расположенные около его окраины и покрытые сверху неразработанным грунтом. Или в данной модели некоторый отпор для точек грунта, расположенных за пределами фунд. плиты, дают перемещения вверх точек поверхности, если рассматривать в модели только нагрузку отпора Gg0=3,63 т/м2 *(см. деформации только от этой нагрузки)?
2. Отрываем котлован размером значительно больше, чем фунд. плита. Передаем внешнюю нагрузку на перекрытие над 1 этажом g= 3,63 т/м2. Котлован не засыпаем. Что в этом случае – та же самая картина, что будет в п.1. По моему разумению, чтобы некой точки грунтового массива расположенной за пределами фунд. плиты не далеко от нее при неком угле видимости опуститься вниз нужно преодолеть еще и Gg0 = 3,63 т/м2, тогда задание Gg0=3,63 т/м2 вверх только к элементам, моделирующим фунд. плиту, можно сказать не корректное, или же со временем точки грунтового массива, расположенные за пределами границ рассеивания напряжений от внешней нагрузки g снимут с себя нагрузку Gg0=3,63 т/м2 и не как уже влиять на поведение здания не будут, будет вполне достаточно опять же отпора для точек грунта, расположенных за пределами фунд.плиты, перемещений вверх точек поверхности, если рассматривать в модели только нагрузку отпора Gg0=3,63 т/м2?
3. Отрываем котлован размером значительно больше, чем фунд. плита. Передаем внешнюю нагрузку на перекрытие над 1 этажом g= 3,63 т/м2. Котлован засыпаем, но не полностью, а скажем на половину высоты снятого грунта. Сценарий такой же как по п. 2, или иной?
4. Не ясен вопрос с водой. Предположим заложение ф-та выше отм. грунтовых вод. Найдем Нс с учетом взвешивающего действия воды. Приложим отпор Gg0=3,63 т/м2 вверх к элементам, моделирующим фунд. плиту, посчитаем. И вот вода поднялась до отм. на 1м выше отметки подошвы. Что в этом случае пересчитывать Нс, и какую Gg0 приложить вверх к элементам, моделирующим фунд. плиту, ту что было ранее (т.е. Gg0=3,63 т/м2) или Gg0 в уже сложившихся условиях, и нужно ли прикладывать в модели отпор, что дает столб воды на сооружение (в данном случае h=1м) опять же вверх к элементам, моделирующим фунд. плиту.
Заранее благодарен за ответы.

[p_sh]

Сообщение от SergeyKonstr 1. Отрываем котлован размером тем же что и фунд. плита (условно). Профиль стенок котлована – отвесное (условно). Передаем внешнюю нагрузку на перекрытие над 1 этажом g= 3,63 т/м2 (размер перекрытия тот же, что и фунд. плита). После расчета получается, что углы и края фунд. плиты осаживаются больше, чем ее середина. Данное явление наблюдается при дальнейшем увеличении нагрузки до какай-то величины, после которой начинает середина садиться более, чем ее края. Вопрос – правомерно ли это?

нет конечно т.к. вы приложили вверх "вектор" сил не равный, чем действию вниз (относительно распределения давления/реакций системы плита-основание), а такого не бывает. По идее вы должны были бы верно распределить давление отпора посмотрев на реакции, тогда по условию равновесия на грунт пришлась бы нулевая нагрузка и плита не двинулась бы с места ни в одной точке. (при сумме сил вниз= сумме сил вверх, и верном их распределении), Т.е. фактически верным распределением сил моделируется реакция 3D основания.

[SergeyKonstr]

Сообщение от p_sh бы нулевая нагрузка и плита не двинулась бы с места ни в одной точке. (при сумме сил вниз= сумме сил вверх, и верном их распределении), Т.е. фактически верным распределением сил моделируется реакция 3D основани

Ет как это. Отпор грунта имеет конечное значение. Напряжения на краях в силу распределения становятся более этого значения.

[p_sh]

Сообщение от SergeyKonstr Ет как это. Отпор грунта имеет конечное значение. Напряжения на краях в силу распределения становятся более этого значения.

да малость не корректно выразился.
В любом случае при приложении нагрузки должно быть движение плиты вниз. Просто по принципу суперпозиции при приложении нагрузки на этаж давление плиты на грунт имеет свое распределение и от этого нагружения картина в общем нормальная. ненормальная картина возникает от суммирования с ненормальным вторым нагружением, которое вы моделируете распределенной (видимо равномерной) реакцией грунта
Дело в том, что на данном исследуемом участке поведения плиты некорректно пользоваться этой моделью. Данная модель корректна (или лучше сказать ей можно пользоваться) когда внешнее давление много больше отпора грунта.
На участке иссделования когда данные силы близки по значению - требуеется более корректно моделировать силы отпора.

http://fupm.fizteh.ru/books/fiction/otvet.html
Чтобы грамотно сформулировать вопрос нужно знато половину ответа

[SergeyKonstr]

Сообщение от p_sh (или лучше сказать ей можно пользоваться) когда внешнее давление много больше отпора грунта.

Во, вот это я и пытаюсь уяснить, что, как предлагают, задать Ggo под плиту и все, в определенных случаях не пойдет. Нужно анализировать контактные напряжения под плитой конечной жесткости. При каких-то частных случаях, скажем в центре плиты, контактные напряжения могут и не достичь Ggo.
Опять же, если рассматривать формулу определения осадки по СП, то описании там все значения рассматриваются на вертикали, проходящей через центр фундамента. Рассматривая линейную теорию упругости, можно выявить, что напряжения под штампом не являются равномерно распределенной эпюрой, захватываются еще и зоны, лежащие за пределами штампа. Это все хорошо, когда штамп лежит на сплошной ненагруженной поверхности, но в частном случае, когда убирается грунт из котлована, точки его дна были загружены природным давлением, а теперь его убирают, и за пределами штампа что грунт сразу разгружается?

[p_sh]

Что то вы такое сказали, никак не разберу.

"цель познания – соединение познающего с бытием" (Н.А.Бердяев)
Дак вот, давайте думать в рамках только этой мысли и не смешивать в кучу разные гипотезы, нацеленые на решение различных (по своей сути) задач.

Реальность (мне) представляется следующим образом (упорщенно):
1. роем котлован.
2. образуются (по отношению к интересующей нас будущей фундаментной плите): дно котолвана, которое из-за снятия давления и давления оказываемого окружающим невыбранным грунтом, приподнимается.
3. Свойства грунта на дне котлована и ниже Нормами (для определения средней осадки) допускается рассматривать, как условно работающие в 2 приема - по ветви вторичного нагружения (на ЧАСТЬ прикладываемого давления равного - тому-то), и по ветви "обыкновенной" (на ОСТАВШУЮСЯ ЧАСТЬ прикладываемого давления).

САМО-СОБОЙ при любом прикладываемом (новом) давлении на СТАБИЛИЗИРОВАННОЕ ДНО реального (физического) котлована в любой его части - оно (дно) осаждается.

Дак вот, чтобы эту физику отразить в нашей несовершенной модели (не умеющей так лихо менять свойства материалов) придумываются следующие инженерные приемы

какие? см выше... или хотите поговорить подробнее?
Но сначала изложите свои гипотезы. Не исключено, что можете сказать что-то новое в инженерном деле.

[SergeyKonstr]

Сообщение от p_sh САМО-СОБОЙ при любом прикладываемом (новом) давлении на СТАБИЛИЗИРОВАННОЕ ДНО котлована в любой его части оно (дно) осаждается.

Не согласен. "Безосадочные" ф-ты делались давно. Грубо - если р<Ggo, то осадки не происходит (если не учитывать второе слагаемое в ф-ле осадки).

[p_sh]

Сообщение от SergeyKonstr Не согласен. "Безосадочные" ф-ты делались давно. Грубо - если р<Ggo, то осадки не происходит (если не учитывать второе слагаемое в ф-ле осадки).

а я сам был и видел!

что- то вы элементарные законы физики стали отрицать.
Школа, линейный закон Гука для малых деформаций идеальной пружины:
F=kx
при любых ненулевых F (силах) и любых k(жесткостях) перемещение х не равно НУЛЮ.

[SergeyKonstr]

Сообщение от p_sh при любых ненулевых F (силах) и любых k(жесткостях) перемещение х не равно НУЛЮ.

Опаньки. Тогда Ggo задавать нельзя.
Но чтобы осадке произойти нужно нагрузке преодолеть то напряжение, которое создало природное давление.

[Constantin Shashkin]

Что-то тут получились высоконаучные блуждания в трех соснах.
Все же очень просто. Грунт в сниповской постановке не упругая, а ЛИНЕЙНО ДЕФОРМИРУЕМАЯ (и то в определенных пределах) среда. Соответственно, все приемы теории упругости (суперпозицию решений и т.п.) можно применять только когда у нас перемещения вниз. Если вверх - то грунт не упругая среда. Поэтому постановка задачи, когда давление равно весу вынутого грунта - это граница применения этого подхода. При расчете конструкции близко к этой границе с учетом перераспределения давлений можно выйти за пределы применимости модели и получить, естественно, ерунду. Поэтому задача №1 #107 некорректна. Когда суммарное усилие действует вниз задача снова становится корректной, при этом разгружаются, конечно, не только точки на поверхности грунта. Вниз-то разгрузка тоже передается (от приложения усилий вверх на поверхности упругой среды)!
Вопросы 2 и 3 #107 к вечеру осознать, что-то, не могу. Давление вверх на свободной незагруженной поверхности прикладывать нельзя, по указанной выше причине, ерунда выйдет. В чем вопрос?
Вопрос с водой. Тут тоже все просто. Постоянный уровень воды учитываем один единственный раз при назначении сжимаемой толщи. Если есть вода выше пола подвала - считаем на всплытие. Тут просто нужно грамотно выбрать крайние случаи. Для осадки хуже, если вода ниже плиты. Для момента в плите может быть хуже, если вода выше.
Ежели у нас предстоит существенное изменение уровня грунтовых вод, то это особый случай. Понижение УГВ само по себе может привести к осадкам (снимается взвешивающее действие). Повышение УГВ тоже может привести к неприятностям. Но в обычной практике небольшие сезонные колебания УГВ к существенным проблемам не ведут.

[SergeyKonstr]

Сообщение от Constantin Shashkin Поэтому постановка задачи, когда давление равно весу вынутого грунта - это граница применения этого подхода.

Вот, это то я и хотел узнать и, собственно, сам осознаю это. Для других случаях буду разбираться.
Спасибо.

[p_sh]

Коллеги, я думаю что можно обойтись простым моделированием без всяких сил (когда дно котлована стабилизировано (уже выперло как могло), и грунт под плитой равномерный (к-т изменения сжимаемости мал))

0. вычисляем ГСТ
1. вычисляем осадку согласно формулы послойного суммирования с 2-мя ветвями "поведения" грунта
2. Вычисляем Е экв и реализуем его в модели грунта типа ОКЭ, С1С2...

задачи по повышению или понижению УГВ. по отношению к построенному зданию с учетом истории изменения ситуации по физике не замоделировать (обычными инженерными комплексами). Можно сообразить что-то приближенное: ввод соотвествующего нагружения, но надо учитывать и изменение ГСТ) но это не все. Надо бы кучу еще всякого учитывать - развитие зон "пластических" деформаций и пр.

[SergeyKonstr]

Проанализировал одну и ту же пространственную модель на объемных элементах и Пастернак (постоянные С1, С2, законтурные элементы).
1. Каркас расположен на поверхности грунта (Ggo=0). Результаты:
- крайняя колонна N=-173,3 (-182,2)- в скобках Пастернак, Мн=72,4 (84,9), Qz=36,4 (41,7), Мz=37,5 (46,8), Qу=19,6 (17,5)
- Средняя колонна N=-539,8 (-562,2)- в скобках Пастернак, Мн=66,3 (56,2), Qz=32,3 (28,9), Мz=33,5 (12,1), Qу=17,5 (9,2)
2. Каркас расположен в котловане (Ggo=3,63)/ Результаты:
- крайняя колонна N=-165,2 (-176,3)- в скобках Пастернак, Мн=55,6 (73,7), Qz=29,3 (36,9), Мz=28,2 (40,1), Qу=15,7 (20,9)
- Средняя колонна N=-551,7 (-566,9)- в скобках Пастернак, Мн=53,6 (49,7), Qz=26,1 (25,6), Мz=27,7 (10,8), Qу=15,1 (8,5)
Выводы. Учет того, что здание расположено в котловане и будет построено сразу после его разработки уменьшает усилия в элементах конструкций. По сравнению с моделью Пастернака усилия на крайних элементах в модели на ОКЭ (линейная теория) меньше, в средних больше.

Сообщение от p_sh 0. вычисляем ГСТ 1. вычисляем осадку согласно формулы послойного суммирования с 2-мя ветвями "поведения" грунта 2. Вычисляем Е экв и реализуем его в модели грунта типа ОКЭ, С1С2...

А поподробнее можно и применительно к большеразмерным ф-там.

[p_sh]

пункты 5.5.31 и 5.5.35 смотреть совместно