[GAS]

Доброго времени суток.
Расчитал я каркас здания совместно со свайным основанием в Ing+2007 и получил интересные факты:
1. я нашел нагрузку (реакцию) на каждую сваю, но что удивило, что по перриметру здания (крайние сваи) показывают реакцию под 150тс, хотя несущая способность свай 60тс. Когда смотришь реакции на обрезе фундаментов (без свай), то нагрузка на сваю 30-40тс, а со сваями странное завышение.
2. просто чудовищное армирование перекрытия, а без свай все нормально ф12 200х200 (шаг колон и стен узкий 3-4,5м). Здание жилое 18 этажей, точка. Грунты слабые, сваи 350х350 l=12м
3. в колоннах нормальное армирование, как и без свай и с ручным расчетом сходиться.
Я уже и с поэтапным возведением смотрел и с физнелином грунта, но первые два пункта сильно не меняются.
Сталкивался ли кто с такой проблемой?

[p_sh]

7.4.14 При расчете КСП фундамента жесткого ростверка следует учитывать, что в результате перераспределения нагрузок нагрузка на крайние ряды свай, особенно на угловые, значительно выше средней нагрузки на сваю в фундаменте, что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в углах ростверка.

выделил то, что показалось мне определяющим в данном пункте.

Относительно учета "неупругого" характера - не вижу вообще здесь такой рекомендации. здесь видимо следует обратиться к принципам.

7.1.2 В расчетах оснований свайных фундаментов следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние подземных вод на физико-механические свойства грунтов и др.). Сооружение и его основание должны рассматриваться совместно, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения со сжимаемым основанием. Расчетная схема системы "сооружение - основание" или "фундамент- основание" должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особенностей его возведения, характера грунтовых напластований, свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, развитие областей пластических деформаций под фундаментом.

выделил "Сжимаемым" против используемого мной "Упругого."
теперь видимо следует выяснить насколько Упругое будет отличаться от Сжимаемого.
Вопрос КАК?

Положим для плит использование расчетнй схемы в виде упругого основания считается дающим хорошие результаты, не смотря на известное развитие зон пластических деформаций...
Справедливо ли положить те же принципы в расчетную схему свайного фундамента? Видимо необходимо искать источники с подобными исследованиями.

А если заказать зондирование рядом с построенным домом...

[p_sh]

топик ап для maestro в смежной теме

[mikel]

Напоролся тоже на свайноплитный фундамент, сваи висячие. грунт глина (с=2.7 т/м2, ф=21, Е=300-1800 т/м2). Территория подтоплена, грунт в водонасыщенном состоянии(S=0.9-1.0)при этом грунт по отчету в твердом и полутвердом состоянии(показатель текучести 0-0.1).
здание жб монолитное 22х25 м, 20 физических этажей. водоупор в 15 м от дневной поверхности. Первое впечатление - болото, грунт твердый , а вода наверное в трещинах грунта , но веры ему нет. решение забурить сваи ниже водоупора и жить спокойно полагаясь только на сваи.
Сваи расставил практически равномерно по всей плите и под следом стен и в промежутках , получился шаг свай 1.6 м. Для первого раза принял низ свай несмещаемым, получил усилия 90-140 т на сваю, перегруз определился по центру плана. Несущая способность сваи 100 т.
Эту же модель посадил на объемники грунта, и получил то же что и респонденты в постах выше: перериметральные сваи перегружены: 200 т усилия, внутри же плана 60-70 т. Перемещения умеренные 70 мм. Длина свай 16 м, сетка объемников 1.3х1.3, высота 2 м, Кулон-мор, лира, нелин, монтаж. Усилия отпора грунта плите минимальны и практически никакие.
Тот же вопрос, что делать? убрать сваи с периметра оставив чисто плитный вынос, страшновато, так как ветер с пульсацией будет неслабый и возможен крен хотя бы из за осадок так как грунт под плитой сомнителен. Суммарная несущая способность всех свай и вес здания примерно равны, то есть есть теоретически реальна возможность перераспределения веса здания ,убирать надежный элемент в расчете на сомнительный отпор не хочется. И здесь возникает крамольный вопрос: а что собственно произойдет с перегруженными сваями? предположу, что они на время выключатся из работы, поплывут, но догрузятся ближайшие недогруженные сваи, нагрузка на переметральные сваи снизится и они могут вновь включиться в работу. Так как здание возводится во времени достаточно медленно , перегруз возникает не сразу и нарастает медленно и перераспределение усилий происходит постепенно. отдохнувшая свая работает. Предположу что ее вдавит в грунт несколько больше , чем соседние плитой ростверка ужесточенной возводимыми стенами здания. Вопрос хватит ли прочности плиты и завязанных с нею конструкций? Но если эти монтажные, назовем их так усилия мы учтем в армировании и если это армирование будет исполнимо и приемлемо, то это уже не тревожит.
Попробовал удалить периметральный ряд свай, картина почти повторилась (перегруз по периметру средний 140-180 т, местами опять 200 т), отпор грунта стал в освобожденной зоне более ощутимым. удалять следующий ряд не стал, это уже путь к плите , только подкрепленной сваями в середине плана. В общем очень интересно мнение, как бы поступили вы. стали бы добиваться равенства осадок всех областей плиты манипулируя сваями,и приемлемой абсолютной осадки или все же решились на чисто свайный фундамент, пусть и периметральным перегрузом, считая , что все устаканится?

Правка: немного удивительно получилось: написал пост для одной ветки, а вставил в другую, так как выпал из инета, вернулся и по ошибке попал сюда.
как я понял из прочтения в этой ветке можно выполнить вариативные расчеты как с объемниками, так и с вертикальными пружинками соответствующими средней осадке массива условного фундамента и истина будет где то посередине и не выпадет из вилки реально возможного.

[Кулик Алексей aka kpblc]

mikel, "пожалуйся" на свое собственно сообщение с просьбой перенести его в другую тему (с указанием ссылки на тему). Это будет сделано достаточно быстро.

[mikel]

Алексей. Не буду жаловаться. В этой ветке и ответы и идеи нашлись, удачно получилось...

[Кулик Алексей aka kpblc]

Да бога ради, если пост "в тему". Но на будущее, думаю, будет полезно помнить про такую возможностЬ

[p_sh]

7.4.14 При расчете КСП фундамента жесткого ростверка следует учитывать, что в результате перераспределения нагрузок нагрузка на крайние ряды свай, особенно на угловые, значительно выше средней нагрузки на сваю в фундаменте, что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в углах ростверка.

что же это за зверь такой - "перераспределение нагрузок"? какой физический смысл вложен в данную формулировку?

[mikel]

ИМХО . Похоже константация факта, который и так известен, если моделить грунт нелин. объемниками. Конструкция и грунт совместно перераспределяют вес с акцентом на периметр при висячих сваях . А что это напрягает конструкцию уже следствие. Лишь бы армирование было выполнимым и приемлемым. Опять же надо думать во времени этот беспредел постепенно уменьшится, но во всяком случае этот неблагприятный временной случай должен быть обсчитан и учтен в конструктиве. Поскольку несущая способность сваи по грунту весьма вольно рассчитывается и меньше реального усилия вдавливания этот периметральный фокус полностью игнорировать нельзя, может он останется на долгий срок, а может перегруженная свая втопится и став реально ниже при дальнейшем устаканивании получит меньшую нагрузку.

[p_sh]

мы конечно вправе строить догадки, но отчего мужи из НИИОСП прямо так и не написали?
К примеру, "распределение нагрузок" зависит от принятых жесткостей верхней конструкции http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=33903 и др не связанных с работой основания фактров.

[pazpazpaz]

Большая нагрузка на крайние ряды свай произходит из за действия ветровой нагрузки для такого типа здания, попробуйте ее убрать, сваи будут загружены равномерно, чрезмерное армирование плиты - проверьте нагрузку на плиту

[p_sh]

Сообщение от pazpazpaz сваи будут загружены равномерно

Колдовство.

[mikel]

Что то затихло. Прочел на оффсайте руководство к программе "платон" построенной на ОКЭ и допускающих расчет свайноплитных фундаментов.
цитата "Отдельно следует сказать о модели работы свай. В реальной работе свай в конструкции возможны нагрузки, превышающие несущую способность отдельных свай, что приводит к пластической их работе и в конечном итоге перераспределению нагрузок на сваи. Для таких случаев в программе реализована возможность нелинейной упруго-пластической модели работы сваи как элемента системы, реализованной так же методом итераций. Расчет производится в несколько стадий, сначала определяются нагрузки на сваи из условия их упругой работы, затем ищутся сваи, вышедшие за пределы своей несущей способности и заменяются парой противоположно-направленных сил, на разделенные уже сваю и ростверк (плиту), соответствующих величине несущей способности вышедших за упругую стадию работы свай. Далее расчет повторяется до тех пор, пока не останется свай, усилия на которые превышают их несущую способность. Такая модель существенно увеличивает время расчета системы, потому в форме «Модели грунта» введено специальное окошко, установкой галки в котором пользователь может включить или отключить учет пластической работы свай"

Выполнил по этим мотивам расчет в лире-монтаж с нелин ОКЭ(Кулон-Мор) и по способу Платона (с одним ограничителем по предельному усилию между верхом сваи и ростверком) и с индивидуальными ограничителями по длине сваи между узлами ОКЭ грунта и узлами свай( пороговые усилия назначил пропорционально долям несущей способности сваи по боковой поверхности и под пятой сваи, сумма пороговых усилий= несущей способности сваи). При превышении порогового усилия ограничитель передает респонденту пороговое усилие. Работает , усилия в сваях перераспределились внутрь плана. Свой вариант показался реалистичнее .
В основной схеме: нелинейники грунта, сваи , ограничители передачи усилия(через кэ 55 и 264) . Элементы ОКЭ грунта и кэ264 итерационные. Прочая часть здания один суперэлемент.( для экономии времени счета в СУ остались: плита, подвальный, первый, типовой, и последний этаж здания. Нагрузка на типовой увеличена в 17 раз. Для жесткости четырех этажей поверх плиты достаточно).
В расчетной схеме плита ростверка имеет стержневой выход на нижнюю грань плиты, отдельно стержни связанные с ОКЭ грунта и ограничителем передачи усилия на сваю и отдельно только с ОКЭ грунта(в межсвайных промежутках). вторые можно отключать.

Использовал монтаж , две стадии:
1-монтируем грунт и нагружаем собственным весом,
2- монтируем все остальное и нагружаем долговременными нагрузками. Время счета 4 часа.
Посчитал два варианта : 1- без допущения перераспределения , 2—с допущением перераспределения в том числе с отпором грунта непосредственно плите.

Поскольку нельзя утверждать, что предельное усилие на сваю рассчитанное по СП
равно усилию вдавливания ( Constantin Shashkin), то есть твердое желание учесть при
армировании конструкций вариант с перегрузом периметральных свай. Опять же нужно учесть и вариант с перераспределением. Чтобы воспользоваться приложением «вариация моделей» мы должны отказаться от суперэлементов.
Уходим в чисто линейный расчет 20 этажного здания с плитой ростверка и стержневыми сваями с заменой ОКЭ грунта на реакции эквивалентных грунтовых пружин.
Вилку усилий в сваях разбил на 4 диапазона. Через известные усилия и перемещения на стыке свай с плитой нашел жесткости эквивалентных вертикальных линейных пружин и подставил их под нижние концы свай , при вычислении учел податливость тела сваи.
В принципе можно было бы распределить вертикальную реакцию и по длине сваи с распределением пропорционально долям несущей способности сваи по высоте, чтобы нормальное усилие в свае гасло с глубиной, но посчитал избыточным. Вычислять же точные индивидуальные реакции для каждого узла сваи по ее длине при количестве свай более 200 нереально. Ограничился пружиной под пятой. Также не стал заморачиваться с горизонтальными реакциями. взял их по табл СП через боковой коэффициент постели. Основная схема на 20 этажей с плитой ростверка и сваями разбитыми по длине (пружины кэ56) , дополнительно по телу плиты кэ56 отвечающие за отпор грунта межсвайных участков.для последних вычислил реакции верт пружин (3 диапазона) . В общем оторвался от нелинейной задачи в обычную линейную с реалистичным временем счета(время счета 10 часов) .
Рассчитываю 3 варианта:
1-без учета перераспределения нагрузок на сваи за счет завышения порогового усилия сверх критического . Получаются в периметральных сваях усилия порядка 200 т и 50-70 в соседних сваях внутри плана (при этом связь ростверка с грунтом в межсвайных участках отключена, чисто свайный вариант)
2-- с учетом условного вдавливания свай при достижении пороговой нагрузки и перераспределением усилий в сваях(пороговая нагрузка принята равной несущей способности сваи по грунту). Связь ростверка с грунтом в межсвайных участках включена, плита работает и по грунту .
Усилия в периметральных сваях не превышают пороговые (106 т), частично это же и в сваях следующего периметра , далее внутрь около 60 т . Точечный опор от грунта ростверку в межсвайных промежутках достиг по периметру плиты 30 т, следующий внутрь периметр 8-10 т, следующий около 1 т, то есть грунт на удалении то кромки плиты практически не работает(далее 1.6-2.0 м )
(шаг сетки ОКЭ повторяет сетку свай с шагом 1.6х1.6, плюс промежуточные узлы)

3-- вариант №1 с ужесточением реакций всех пружин в 10 раз, с целью собрать максимальную динамическую реакцию от пульсации ветра и сейсмики.


На данный момент считается вариант№3

Попробовал армировать отдельно по вариантам №1 и №2 , результат близкий,
но это конкретный случай: Т плиты =1м, стены Жб Т=0.2 м, здание жесткая структура.
Предварительный вывод:
по литературе(прога Платон), перераспределение возможно,
замоделить его можно, учесть случай что вдавливание невозможно, все таки желательно хотя бы для себя.

[p_sh]

Сообщение от mikel Выполнил по этим мотивам расчет Рассчитываю 3 варианта:

спасибо за результаты. Подтвердили положения СП и приоткрыли ответы на вопросы в #61

Но здесь еще вот над чем можно подумать. Правда это всё уже "сверхнормативное".
С.Н. Клепников. "Расчет сооружений на деформируемом основании" (в даунлоаде есть) рассматривает результаты исследований "повреждений" конструкций зданий и на стр 61 делает вывод о случаях (весьма обширных) когда нет необходимости выполнения расчетов системы (ОСНОВАНИЕ-СООРУЖЕНИЕ-ФУНДАМЕНТ. Правда в нормах это не нашло отражения... видимо т.к. имеются и другие случаи

[SerStar]

Мы закрываем глаза на трехкратные нагрузки на угловые и двухкратные на крайние сваи. В любом случае, происходит перераспределние нагрузок на соседние сваи; так перераспределение доходит до центра здания.
Тут уже опус писал про старые дедовские методы расстановки свай под нагрузкой. В итоге, обсуждая сотнями страниц новые геотехнические модели здания с огромными нагрузками на крайних сваях, все равно все приходят к дедовскому способу расстановки.

[p_sh]

Сообщение от kfrdfylf В любом случае, происходит перераспределние нагрузок на соседние сваи; так перераспределение доходит до центра здания. .

Reductio ad absurdum
перераспределение вообще не нужно (т.к. нагрузки на сваи будут одинаковыми) если жесткость каркаса здания равна 0.
Но как этого достигнуть? - Не ставить арматуру! (но и так здание довольно жесткое)...
Тогда как будут перераспределятся нагрузки? - за счет нелинейной работы материалов, а по-просту за счет раскрытия трещин.
Правда СНиП по проектированию Ж.Б. конструкций против этого решительно возражает...

Мы закрываем глаза на трехкратные нагрузки на угловые и двухкратные на крайние сваи

попросту этот способ (конструирования) более исследован чем условные махинации с размещением свай неравномерно. Есть от чего отттолкнуться и к чему аппелировать.

[SerStar]

крайние сваи плывут и перераспределяют нагрузку на соседние

[Simonoff]

Сообщение от kfrdfylf крайние сваи плывут и перераспределяют нагрузку на соседние

Примерно , конечный , результат перераспределения нагрузки с угловых (крайних) свай на те сваи , что находятся внутри свайного поля можно увидеть если из расчетной схемы выкинуть объемники по всей длине ствола сваи (расчетная схемма типа высокий ростверк)
Выличина перегрузки крайних и угловых свай по схеме низкий ростверк в основном зависит от сеточной разбивки и пространственной жесткости подвальных конструкций .

[mikel]

если нагрузка вдавливания(реальность) действительно велика и превосходит несущую способность по грунту(обоснованный мужами науки полис госстраха) в разы, то периметральный перегруз может существовать в достаточно большом временном интервале и должен учитываться в конструктиве. Тем более мы не вносили никаких искусственных граничных условий в задачу(предел роста нагрузки на сваю). Мы получили большое усилие , но не срыв. Возможно по причине примитивности моделирования взаимодействия тела сваи на контакте с грунтом.
Внесение в нашу схему ограничения на пороговую нагрузку элемент произвола , впрямую влияет на зону отключки и соответственно меняет ндс здания. В итоге мы не знаем определенно произойдет ли перераспределение в реальности. Но для практического моделирования , достаточно знать хотя бы вилку возможного. Все же имхо можно моделировать ИСКУССТВЕННОЕ перераспределение , через граничные условия, в данном случае через предельную нагрузку на сваю рассчитанную по СП.
Желательно знание реальной нагрузки вдавливания, это реально получить только испытанием, или возможно чисто теоретически хотя бы для единственной сваи через специализированную прогу типа плаксиза, доступ к которой не у каждого.