[S.Loeb]

Добрый день!
Столкнулся с проблемой расчета фундамента. Предварительно изучил имеющиеся на форуме темы и нормативную литературу, но остались непонятные моменты, прошу помочь.

Исходные данные:
Необходимо выполнить проверочный расчет нескольких плитных фундаментов на свайном основании под технологическое оборудование. Ростверки размерами в плане около 12х20 м, толщиной 1,85 м. Сваи С150.35. Шаг свай 1,2-1,6 м. Свайные поля состоят из 9х9 и более свай. Нагрузки на ростверки центральные и внецентренные от N=820тс, M=2300тсм,Q=50тс и более. Опорные части оборудования - кольца наружным диаметром от 4,0 до 6,2 м шириной 800 мм. Оборудование крепиться к ростверкам анкерными болтами диаметром 56-64 мм, в количестве около 50 шт. Ниже представлена схема одного из фундаментов. Необходимо проверить нагрузки на сваи, осадки и крен фундаментов, армирование ростверков. Расчет предполагается выполнять в ПК SCAD 11.3.

Предлагаемый алгоритм:
Предполагается построить пространственные расчетные схемы фундаментов в ПК SCAD, смоделировав плиту ростверка пластинчатыми конечными элементами. Сваи моделировать КЭ-51, с заданием соответствующей жесткости. Упругое основание под ростверком не учитывать т.к. расстояние между сваями больше 5-7d. Проведя расчет получить фактические нагрузки на сваи и внутренние усилия в плите. Максимальную нагрузку на сваю сравнить с несущей способностью сваи. На полученные в результате расчета усилия проверить армирование ростверка. Вычислить осадку плитного фундамента, приведя его к условному фундаменту на естественном основании. Определить крен фундамента.
Правилен ли сам подход? Необходим ли расчет в ПК SCAD, или же все можно вычислит вручную, как обычный ростверк, только больших размеров?

Вопросы/проблемы:
1. Во всех темах про плитные фундаменты на свайном основании идет речь про уточнение жесткости свай после расчета и получения фактических нагрузок, я не понимаю что уточнять, если жесткость свай, задаваемых через КЭ-51 не зависит от нагрузки согласно пояснениям к формуле 7.38 СП 50-102-2003 К1=ESLd/Is, только грунтовые условия и конструкция сваи.
2. Как смоделировать сопряжение свай с плитой (КЭ-51 с пластинами), ситуация аналогична моделированию сопряжения монолитного перекрытия с монолитной колонной (стержень с пластиной), через абсолютно жесткое тело?
3. Можно ли определить нагрузки на сваи по формуле 7.3 СП 50-102-2003, ведь надфундаментной части нет и перераспределять нагрузку между сваями нечему, если не включать в расчет оборудование? Ростверк лишь распределит нагрузки между сваями, что и отражает формула 7.3
4. Как задать нагрузки в SCAD на ростверк, если опорная часть оборудования соизмерима с размерами ростверка? Верно ли приложение соответствующих сосредоточенных нагрузок в центре тяжести оборудования?

[SergeyKonstr]

1. «Максимальную нагрузку на сваю сравнить с несущей способностью сваи.»
Не с несущей способностью, а с «.. N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю..», см. п. 7.1.11 СП 50-102-2003.

«2.Вычислить осадку плитного фундамента, приведя его к условному фундаменту на естественном основании.»
Это не совсем правильно. Кроме осадки всего массива (контактного слоя под ростверком, включающем в себя сваи и контактирующий с ними грунт) сваи сами дают дополнительные осадки, индивидуальные для каждой сваи. Да и что такое условный фундамент для свай – штука сложная для восприятия.

3. «…я не понимаю что уточнять, если жесткость свай, задаваемых через КЭ-51 не зависит от нагрузки согласно пояснениям к формуле 7.38 СП 50-102-2003 К1=ESLd/Is, только грунтовые условия и конструкция сваи…»
Сваи влияют друг на друга, при этом увеличивается осадка всего свайного фундамента, (для простоты представьте, что каждая свая на некоторой малой глубине от своего конца образует некий фундамент, определенной площадью и с определенной равномерно-распределенной нагрузкой, вот эти площади влияют друг на друга (как ф-ты на естественном основании), тем самым увеличивая друг другу осадку и осадка, вычисленная по формуле СП, как для одиночной сваи
s=P*Is/Esl*d , не равна осадке сваи в составе фундамента, поэтому жесткость одиночной сваи и сваи в составе ф-та различны, определить пересчетом линейных жесткостей жесткость висячей сваи в составе ф-та за одно приближение не удается, отсюда выполняются ряд последовательных приближений (итераций) с целью уточнение линейных жесткостей отдельных свай в составе свайного фундамента).

4. «Как смоделировать сопряжение свай с плитой (КЭ-51 с пластинами)..»
Так это зависит от конструктивных особенностей проектируемого сооружения и от того, сможет ли свая и грунт, ее окружающий, воспринять горизонтальную на сваю нагрузку, в том числе и лимитированное горизонтальное перемещение фундамента. Если сможет, то нужно принимать условно-шарнирное сопряжение КЭ 51 в узле, при этом в узел вводится три элемента КЭ 51-на горизонтальную податливость по оси Х,
-на горизонтальную податливость по оси Y,
-на вертикальную податливость по оси Z.
Если не удается реализовать условно-шарнирное сопряжение, то задается пять элементов КЭ 51
-на горизонтальную податливость по оси Х,
-на горизонтальную податливость по оси Y,
-на вертикальную податливость по оси Z,
-на угловую податливость по по оси Х,
-на угловую податливость по по оси Y.
В последнем случае нужны жесткие тела.

3. «Можно ли определить нагрузки на сваи по формуле 7.3 СП 50-102-2003..»
Нет.

[S.Loeb]

Спасибо за отклик!
1. N - это же и есть нагрузка действующаю на сваи, получаемая в результате расчета. Ее мы и сравниваем с Fd по ф. 7.2 сп 50-102-2003.рфундамента(>10х10м) под дымовую трубу и башню элеватора именно таким способом.
3. Этот моменрт понятен, только не вижу етого в формулах. По ф-ле 7.37 сп50-102-2003 увеличение осадки учитывается умножением на Rs. А Rs зависит от l/d и a/d и n, эти параметры тоже известны. Разъясните последовательность действий пож-та.
4. ))) это теория. Как учесть это в расч. схеме? Защемление свай в ростверк жесткое. Как найти конкретные значения этих жесткостей по всем направлениям?
5. При расчете в плитах моменты только в зоне приложения нагрузки и плюс вогрук по полосе в 1 ряд свай. Это верно? Может плита слишком толстая(1,85м) и крайние участки не вовлекаются в рабту?
6. Вы не могли бы прокомментировать остальные идеи? В частности, как приложить нагрузки?
Спасибо!

[SergeyKonstr]

Сообщение от S.Loeb 4. ))) это теория. Как учесть это в расч. схеме? Защемление свай в ростверк жесткое. Как найти конкретные значения этих жесткостей по всем направлениям?

Offtop: А как же без теории
Открываем приложение Д СП, находим формулы (Д.12) и (Д.13) при низком ростверке, находим горизонтальное перемещение U0 и угол поворота от Н0=1 и момента, что в формуле (Д.23), делим Н0=1 на U0 -гор. линейная жесткость, момент на угол поворота - угловая жесткость.

Сообщение от S.Loeb 3. Этот моменрт понятен, только не вижу етого в формулах. По ф-ле 7.37 сп50-102-2003 увеличение осадки учитывается умножением на Rs. А Rs зависит от l/d и a/d и n, эти параметры тоже известны. Разъясните последовательность действий пож-та.

Без доработки этот метод бесполезен.

[S.Loeb]

С приложением Д будем разбираться. Т.е. Задать по z кэ-51, а по углам плиты связи по x и y было бы не верно?
Поделитесь как доработарь до считабельной схдмы? Т меня Kz=3229 тс/м, для одиночной сваи и 381 для свай в составе поля, чет мало както. А то сам видимо не разберусь, т.к. Пересмотрел уже все, конкретики нигде нет.

[SergeyKonstr]

Пишите в личку.

[Николай Г.]

Нашел подходящую тему. Очень редко сталкиваюсь со сваями, и обычно все сводится к свайному кусту 4-8 свай, но часто встречаю, когда ростверки смежных колон объединяют в один. Отсюда вопрос: применима ли формула 7.3 СП 50-102-2003 для подобных объединенных фундаментов? И вообще в каких случаях можно применять эту формулу? я то головой немного понимаю что плитный ростверк не имеет достаточной жесткости и работает иначе, но где эта граница?

[SergeyKonstr]

Сообщение от Николай Г. я то головой немного понимаю что плитный ростверк не имеет достаточной жесткости и работает иначе, но где эта граница?

Как вариант.

[Николай Г.]

SergeyKonstr,
Я уже думал никто не откликнется. А что за источник?

[Daniil'85]

1. По факту жесткость свай (а точнее - комплекса свая-грунт)зависит от нагрузок, причем, нелинейно. Мы забиваем график деформ/усилие испытанной сваи в нелинейный шарнир.
2. Да.
3. Логично.
4. В КЭ лучше избегать больших сосредоточенных нагрузок, чтобы не удивляться точкам сингулярности потом. По площади грузи.

[DEM]

http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=99748&page=14
А чем эта тема не нравится?

[Николай Г.]

DEM, Если вопрос ко мне, то в той теме разговор о задании свай в скаде. Меня же интересует ограничение применения формулы 7.3 из СП, т.к моделирование в скаде в данной ситуации занимает больше времени по сравнению с ручным счетом (привести на коленке нагрузки к центру и найти уссилие на сваю в кусте из 8-12 свай).

[DEM]

Так ты обрати внимание на последние сообщения там даже в экселе табличку сделали для определения влияния осадки от соседних свай.....