Математичне обґрунтування теорії спільної роботи фундаменту й основи з урахуванням „арочного” ефекту

Abstract

UK: Постановка проблеми. Огляд технічних рішень фундаментних конструкцій будівель і споруд виявив низку істотних недоліків, пов'язаних з ускладненням конструкцій і малою ймовірністю нормального функціонування в складних інженерно-геологічних умовах. У проектуванні застосовують будівельні і конструктивні заходи, які знижують або величини деформаційних впливів з боку основи, або їх вплив на споруду. Досвід будівництва показав, що не завжди вдається повністю запобігти цим несприятливим впливам на споруди з боку основи. Тому їх дії на конструкції враховуються ще на стадії проектування. Мета статті. На основі експериментально-теоретичних досліджень обґрунтувати запропоновану теорію спільної роботи плитних фундаментів-саморегуляторів (ПФС) з основою, що включає теорію пластичності (гранично- напруженого стану) і тиску ґрунтів над покрівлями виробок. Висновок. З усіх розглянутих особливостей спільної роботи ПФС з основою найважливіший – "арочний" ефект, тому що він є результуючим і пояснює напружено-деформований стан (НДС) основи під ПФС. Підвищення розрахункового опору на 15-22 % пов'язане з конструктивними особливостями ПФС і особливим характером формування загального граничного НДС основи у разі збільшення навантаження до граничних значень. Для конструкції ПФС більш характерний рівномірний розподіл контактних напружень в основі під фундаментом незалежно від силового або деформаційного впливу, а також великі межі пропорційної залежності між напруженнями і деформаціями. Встановлення меж саморегулювання можна отримати під час проведення математичного моделювання, змінюючи компенсаторні можливості фундаменту.

RU: Постановка проблемы. Обзор по техническим решениям фундаментных конструкций зданий и сооружений выявил ряд существенных недостатков, связанных с усложнением конструкций и малой вероятностью нормального функционирования в сложных инженерно-геологических условиях. При проектировании применяют строительные и конструктивные меры, снижающие либо величины деформаци- онных воздействий со стороны основания, либо их влияние на сооружение. Опыт строительства показал, что не всегда удается полностью предотвратить эти неблагоприятные воздействия на сооружения со стороны основания. Поэтому их действие на конструкции учитывается еще на стадии их проектирования. Цель статьи. На основании опытно-теоретических исследований обосновать предложенную теорию совместной работы плитных фундаментов-саморегуляторов (ПФС) с основанием, включающую теорию пластичности (предельно- напряженного состояния) и давления ґрунтов над кровлями выработок. Вывод. Из всех расcмотренных особенностей совместной работы ПФС с основанием важнейший – „арочный” эффект, так как он является результирующим и объясняет напряженно-деформированное состояние (НДС) основания под ПФС. Повышение расчетного сопротивления на 15-22 % связано с конструктивными особенностями ПФС и особым характером формирования общего предельного НДС основания при увеличении нагрузки до предельных значений. Для конструкции ПФС характерно более равномерное распределение контактных напряжений в основании под фундаментом вне зависимости от силового или деформационного воздействия, а также большие пределы пропорциональной зависимости между напряжениями и деформациями. Установление границ саморегулирования можно получить при проведении математического моделирования, меняя компенсаторные возможности фундамента.

EN: Statement of the problem. The review of the technical solutions of the foundation of buildings and structures revealed a number of significant shortcomings associated with the complexity of structures and a low probability of normal functioning in difficult engineering-geological conditions. When designing the building use and design measures that reduce either the amount of strain-tive effects from the base, or their impact on the structure. Experience in construction has shown that it is not always possible to completely prevent the adverse effects on structures from the base. Therefore, their effect on the structure still considered at the design stage. Purpose. On the basis of experimental and theoretical studies to justify the proposed theory of joint work the plate foundation-self- regulators (PFS) with the base, including the theory of plasticity (maximum stress state) and soil pressure on roofs with. Conclusion. Of all the discussed features of the joint work the PFS with the base surface is more important "arch" effect, since it is the resultant and explains the stress-strain state (SSS) for PFS. Increased design resistance at 15-22% is due to the design of the PFS and the special nature of the formation of the overall limit of the SSS of the base with an increase in load to the limit values. For the construction of the PFS by more uniform distribution of the contact stresses in the ground under the foundation, regardless of the power or influence of the deformation, and large outside the proportional relationship between stress and strain. Establish the boundaries of self-regulation can be obtained by carrying out mathematical modeling of changing the compensatory possibilities of the foundation.