[Tyhig]

Добрый день.
Как правильно определить жёсткость одной сваи свайного поля на 100 свай 8-этажного здания для получения армирования ростверка.
Сваи жёстко заделаны в ростверк 1000 мм.
Сваи буронабивные, типа фундекс с оставляемым наконечником, диаметр 520 мм, длина 15 м.
Сваи разбросаны как кусты (по 3-4 шт) и как отдельные сваи.

Нормативные нагрузки на 1 сваю порядка 170 т.
Осадка одиночной сваи по СП 24 порядка 15 мм, по МГСН около 55 мм.
Осадка куста свай по СП24 около 24 мм.
Осадка условного фундамента порядка 75 мм.
В итоге у меня есть 4 разные цифры, одну из которых надо употребить для определения жесткости пружинки кэ 51 в скаде.
Какую величину для этого использовать ?

Много нюансов есть в посте _Oleg_ в теме Модуль деформации грунта по ветви вторичного загружения
http://forum.dwg.ru/showpost.php?p=987344&postcount=44

[ret87]

Назначить КЭ для одиночной сваи, исходя из осадки одиночной. Для куста тоже все соответственно.
А какие еще способы моделирования рассматриваются? И разве корректно нерегулярное свайное поле (какое расстояние между сваями, кстати) считать как условный фундамент?

[ProjectMaster]

Мы всегда рассматриваем сваю как один условный фундамент. Каждую сваю моделируем одной пружинкой. Итерационно жесткость каждой пружинки уточняем как в случае с фундаментами мелкого заложения (а-ля кросс).

[ret87]

Сообщение от ProjectMaster Итерационно жесткость каждой пружинки уточняем как в случае с фундаментами мелкого заложения (а-ля кросс).

А если у вас 600 свай? Для всех шестиста будете жесткости пересчитывать?

[ProjectMaster]

Сообщение от ret87 А если у вас 600 свай? Для всех шестиста будете жесткости пересчитывать?

Не ручками же...

[ret87]

Сообщение от ProjectMaster Не ручками же...

Ну даже если вы написали скрипт с выгрузкой результатов в текстовый файл для последующего импорта в расчетную схему... то это круто, да.
Но как не задать сакральный вопрос: а как считаете жесткости крайних свай?

[ProjectMaster]

Сообщение от ret87 Ну даже если вы написали скрипт с выгрузкой результатов в текстовый файл для последующего импорта в расчетную схему... то это круто, да. Но как не задать сакральный вопрос: а как считаете жесткости крайних свай?

Если каждую сваю рассматривать как условный фундамент на упругом полупространстве, то жесткости крайних свай окажутся выше автоматически + мы дополнительно учли, что для разных свай берутся разные геологические скважины.

P.S. Исходные данные - txt шная схема скада + файл нагрузками на узлы + геологические колонки в txt формате.
Результат - новая txt шная схема скада.

[UnAtom]

Лучше моделировать сваи конечными элементами реальной длины (15м) с разбиением по высоте на отдельные КЭ примерно по 1м, задавая коэффициенты постели по боковой поверхности или эквивалентные им по действию пружинки (КЭ51, КЭ56, КЭ57 в зависимости от расчетного комплекса). Так вы учтёте весь спектр усилий которые могут возникнуть в ростверке на контакте со сваями, особенно если у вас жесткое сопряжение свай с ним.
Под низом таких свай всё будет немного сложнее и однозначного ответа на данный вопрос я не нашел, а вариантов несколько:
1-й - это действительно нагрузка на осадку одиночной сваи с учётом поправочного коэффициента при работе в кусте (свай менее 25 шт). При свайном поле не совсем легитимно его использовать, но ЛИРЫ именно его и реализуют в своих Модулях по расчёту свай (вернее там Нес.сп./на осадку).
2-й - это нагрузка от здания деленная на осадку свайного фундамента как условного и деленная на количество свай. Вроде как, логичнее первого варианта.
3-й (здесь без моделирования свай на всю длину) - это использование усреднённого модуля деформации под ростверком. Получается что-то вроде грунта армированного сваями. В целом сходимость метода с 3D моделями неплохая. Реализуется в Лирах/Скадах. По поводу адекватности армирования ростверка с учётом расположения свай остаётся под вопросом.
4-й - это устройство под нижними концами свай тела грунта из объёмных конечных элементов на глубину большую или равную глубине сжимаемой толщи. Мне этот метод больше всего нравится.
5-й - это устройство под нижними концами свай пластинчатого КЭ моделирующего работу грунта с заданными коэффициентами постели посчитанными в ситемах ГРУНТ/КРОСС. Примерно похож на 4-й метод, но требует итераций при расчёте.
6-й - твердотелое моделирование грунта с учётом реального напластования. При этом можно моделировать сваи как стержневыми элементами, так (что точнее) и твердотелыми КЭ. В любом случае будет проблема с моделирование контакта сваи и грунта по боковой поверхности. (см. раздел 7.7 СП24)

Ко всему этому добавлю ещё проверку жесткости свай после проведения натурных испытаний, которая может весьма отличаться от ваших расчётным предпосылок. При этом обращу внимание, что задание жесткости только по результатам испытаний тоже не совсем верно, потому как не учитывается пространственная работа свайного поля с учётом взаимовлияния, а также нелинейность графика работы свай под нагрузкой.

П.С. Тем по этому вопросу на форуме масса. Просмотрите их ещё раз.
В ЛИРЕ в модуле ГРУНТ есть автоматическая система учёта свайного фундамента по нескольким методам.

[ProjectMaster]

Сообщение от UnAtom Лучше моделировать сваи конечными элементами реальной длины (15м) с разбиением по высоте на отдельные КЭ примерно по 1м, задавая коэффициенты постели по боковой поверхности или эквивалентные им по действию пружинки (КЭ51, КЭ56, КЭ57 в зависимости от расчетного комплекса). Так вы учтёте весь спектр усилий которые могут возникнуть в ростверке на контакте со сваями, особенно если у вас жесткое сопряжение свай с ним.

Не согласен. Результат будет пальцем в небо. Есть СНИП-овская (СП-эшная) методика определения осадки свайного поля. Нужна длина свай, геология и нагрузки. Коэффициенты постели по боковым поверхностям сваям нормально определить современная научная школа не может. Это физически нелинейный расчет грунтового массива со сваями в 3д с учетом контактной задачи при горизонтальных нагрузках (и моменте). Диссертация 99 уровня.

Для расчета ростверков и каркаса достаточно пружинок вместо свай.

А наиболее нагруженную сваю потом отдельно можно проверить на прочность по другой СП-шной методике.

[UnAtom]

Сообщение от ProjectMaster Не согласен. Результат будет пальцем в небо. Есть СНИП-овская (СП-эшная) методика определения осадки свайного поля. Нужна длина свай, геология и нагрузки. Коэффициенты постели по сваям нормально определить современная научная школа не может. Это физически нелинейный расчет грунтового массива со сваями в 3д с учетом контактной задачи при горизонтальных нагрузках. Диссертация 99 уровня.

Отчасти соглашусь с вами. Любой метод обладает разным набором расчётных предпосылок, упрощений, допущений и точностью моделирования. По поводу адекватности (или приближенности к реальной работе) указанного метода моделирования свайного основания спорить можно долго. Но обычно это заканчивается обращением внимания на "точность" исходных данных, которые дают геологи.
По указанным методам рассчитывались тысячи зданий во всём мире, поэтому их жизнеспособность и доступность (никакого 99-го уровня) подтверждена на практике.

Сообщение от ProjectMaster Для расчета ростверков и каркаса достаточно пружинок вместо свай.

В определённых условиях действительно достаточно. Но не всегда. "Пружинки" не дают весь набор усилий (крутильные, сдвиговые) в точке контакта со сваей, и не дают никакого представления об усилиях и напряжениях в сваях и околосвайном пространстве.

Сообщение от ProjectMaster А наиболее нагруженную сваю потом отдельно можно проверить на прочность по другой СП-шной методике.

И затем армировать все 100 свай по самой нагруженной...?

[NorthernSky]

Offtop: 8 этажей и ростверк 1000 мм - ппц

[ProjectMaster]

По указанным методам рассчитывались тысячи зданий во всём мире, поэтому их жизнеспособность и доступность (никакого 99-го уровня) подтверждена на практике.

На мой взгляд, не самый удачный довод. Катастроф в мире было тоже много.

Сообщение от UnAtom В определённых условиях действительно достаточно. Но не всегда. "Пружинки" не дают весь набор усилий (крутильные, сдвиговые) в точке контакта со сваей, и не дают никакого представления об усилиях и напряжениях в сваях и околосвайном пространстве.

Согласно СП не требуется. Согласно СП проверяется прочность грунта при сдвиговых нагрузках и моменте на сваю. Для этого досточно знать усилия в точке контакта со сваей.

Сообщение от UnAtom И затем армировать все 100 свай по самой нагруженной...?

Не вижу разницы - можно унифицировать усилия, а потом по ним получить результаты армирования. Нужно не забывать, что изгибающий момент в свае мы должны получать по методике СП с учетом геологии, а не на основании некоторого моделирования. Поэтому армировать сваю на основании КЭ расчета тела сваи в упругой среде не совсем верно. Грунт не упругая среда.

[UnAtom]

Сообщение от ProjectMaster На мой взгляд, не самый удачный довод. Катастроф в мире было тоже много.

Не берусь спорить с фактами, но уверен, что случаи катастроф вызываются совокупностью самых разнообразных факторов.

Сообщение от ProjectMaster Согласно СП не требуется. Согласно СП проверяется прочность грунта при сдвиговых нагрузках и моменте на сваю. Для этого досточно знать усилия в точке контакта со сваей.

Усилия в сваях можно получить и не используя "пружинки" - жестко защемить узлы в местах контакта с ростверком. Раньше так и делали. Но это не современный подход в 2018г.
Для шарнирного сопряжения свай с ростверком, возможно в каких-то случаях, достаточно и "пружинок", а вот при жестком вам понадобится чуть больше информации как для расчёта свай, так и для расчёта ростверка (армирование, продавливание).

Сообщение от ProjectMaster Не вижу разницы - можно унифицировать усилия, а потом по ним получить результаты армирования. Нужно не забывать, что изгибающий момент в свае мы должны получать по методике СП с учетом геологии, а не на основании некоторого моделирования. Поэтому армировать сваю на основании КЭ расчета тела сваи в упругой среде не совсем верно. Грунт не упругая среда.

"некоторое моделирование", описанное мною ранее, основано на методике СП (в т.ч. Приложение В). Иногда методика СП сама основана на моделировании (см. раздел 7.7 или п.7.2.9б СП24).
Армировать сваю можете по СП63 с учётом пункта 7.1.8 СП24, здесь спору нет. Я лишь рекомендую усилия в сваях (и в ростверке от них) определять на основании методик изложенных в #8.

П.С.
Вижу, что вы крепкий орешек со своим давно сформировавшимся методом на основании многолетнего опыта. Как вы считаете, я могу привести какие-либо доводы, которые переубедят вас в вашем непоколебимом мнении?
Вы хоть раз делали расчёт свайного фундамента не с применением "пружинок", а с использованием методик описанных в #8?

[ret87]

Сообщение от UnAtom Вы хоть раз делали расчёт свайного фундамента не с применением "пружинок", а с использованием методик описанных в #8?

Offtop: Извиняюсь, что встреваю
Я делал. №1 лично мне показался самым адекватным в отношении распределения усилий и осадок по сваям свайного поля.
Осадка условного фундамента дает среднюю осадку и не учитывает работу крайних и угловых свай.
Все методы, основанные на введении в расчетную схему пластин и назначении им коэффициентов постели, очень сильно зависят от назначаемых граничных условий.
А модель, основанная на объемниках, слишком трудозатратна в плане времени вычислений.

[vanAvera]

Сообщение от Tyhig В итоге у меня есть 4 разные цифры, одну из которых надо употребить для определения жесткости пружинки кэ 51 в скаде. Какую величину для этого использовать ?

С методикой МГСН не сталкивался, но нужно посчитать по нормам осадку одиночной сваи, затем решить - какой тип свайного основания у нас. Если отдельные кусты (пусть даже и объединенные одной плитой), то необходимо учесть изменение жесткости свай в кусте (взаимовлияние свай, в СП методика). Так учитвается увеличение жесткости крайних и угловых свай, и ловится их перегруз

Если есть желание взять осадку куста - то и моделировать надо осадку куста, одним элементом.

Возиться со сваей, заданной на всю длину - нерационально, поскольку осадку все равно получим как по СП, а характеристики вручную переменными по длине по каждой свае задавать, с учетом переменной геологии - это на любителя.

[ProjectMaster]

Сообщение от UnAtom Усилия в сваях можно получить и не используя "пружинки" - жестко защемить узлы в местах контакта с ростверком. Раньше так и делали. Но это не современный подход в 2018г. Для шарнирного сопряжения свай с ростверком, возможно в каких-то случаях, достаточно и "пружинок", а вот при жестком вам понадобится чуть больше информации как для расчёта свай, так и для расчёта ростверка (армирование, продавливание).

Я всегда считал сваи с шарнирным сопряжением с ростверком. Это дает запас с точки зрения усилий и расчетной длины сваи. Причем этот запас, на мой взгляд, сравним с точностью расчета с точки зрения точности геологии, модели и т.д. Если по нормам нужно жесткое соединение - его конструктивно можно принять.

Короче, не вижу для себя причин уточнять алгоритм - это два дня сидеть минимум.

Если задаваться целью учесть работу каждой сваи с заделкой (с учетом M,N,Q), тогда (на мой взгляд) нужно для каждой сваи определять точку оси сваи, где угол наклона этой оси к вертикали равен нулю (по СП) и для каждой сваи тогда можно будет в этом уровне ставить заделку по углам поворота (на каждой свае будет дополнительный узел с заделкой, координата этого узла по Z будет у каждой сваи своя). А вертикальном направлении можно ставить пружинку в уровне низа сваи (жесткость пружинки - на основании расчета массива условных фундаментов) - но лучше ставить пружинку снизу, и по боковой поверхности (распределенные пружинки), а распределение усилий между ними принимать согласно соотношения между сопротивлением грунта в основании сваи и по боковой поверхности.

Вижу, что вы крепкий орешек со своим давно сформировавшимся методом на основании многолетнего опыта. Как вы считаете, я могу привести какие-либо доводы, которые переубедят вас в вашем непоколебимом мнении? Вы хоть раз делали расчёт свайного фундамента не с применением "пружинок", а с использованием методик описанных в #8?

В процессе спора познается истина. В процессе нашего с Вами диалога я (с Вашей помощью) предложил, как можно учесть жесткую заделку при расчете массива свай с учетом осадки по СП.
Хотя вероятность реализации этого алгоритма мной близка к нулю, так как и старый работает нормально.

Для оценки методик описанных в #8, нужно посчитать свайное поле (сваю) по СП, потом сравнить с "чистым" МКЭ, потом сделать эксперимент. Это сложная задача.

При расчете свай МКЭ методом (стержень в грунте) распределение усилий между острием/боковой поверхностью будет отличаться от результатов статического зондирования.