CC BY
6УДК 69
Демьянцева Д.А.
бакалавр,
Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСАДКИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В MIDAS GTS NX. СРАВНЕНИЕ С НОРМАТИВНЫМ
МЕТОДОМ (СП 24.13330.2021 «СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ»)
Аннотация: в работе представлено сравнительное исследование расчета осадки свайных фундаментов, выполненное с использованием нормативного метода по СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты» и метода численного моделирования в программном комплексе Midas GTS NX, сделаны выводы.
Ключевые слова: свайный фундамент, слабые грунты, расчет осадок, нормативные документы, численное моделирование.
При расчете осадки свайных фундаментов на слабых грунтах необходимо повышение таких параметров, как точность и надежность. Расчет осадки по СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты» основывается на более упрощенных допущениях, что в последствии может привести к недооценки или, наоборот, переоценке величины осадки, в свою очередь же численное моделирование учитывает более сложные моменты, влияющие на осадку. Проведем расчет обоими способами и сравним результаты.
В качестве исходных данных принят инженерно-геологический разрез грунтов Тюменской области, свайный куст из 9 свай с шагом 3d. Приняты железобетонные, забивные сваи квадратного сечения, размерами 300х300 мм и длиною 12 м.
Услобнне обозначения грунта почва. с вкпючени* строительного мусора и обломкоб кирпича go 10Ж
суглинок полут&ердпй б подошве туго пластичной (при №0.85: у-19,4 кН/м®. Е„=11,0 МПа. с„-56 кПа, фи=1Э', Il-0,I8):
.............................шй, с редкими прослойками
супеси {при а=0.85: 7=19,7 кН/м\ Е0=5,5 МПа. с(=14 кПо фц=20'. Il-0,58);
суглинок теку-сплости-ной. с прослойками супеси у песка (при а=0,85: 7=19,2 кН/м*. Ео=3,5 МПц Сц=8 кПа ф^гГ.^-О.ЭЗ);
супесь пластичная, с прослойками суглинка и песка (при «=0,85: >=20,0 кН/м>, Ео-10.0 МПа, с,=9 кПо, ф,р2Э*, 1|_-0,63):
Yj/yfyA ~ суглинок т&ердвй с линзами полутЬердоес^ < у г71 л тонкими прослойками супеси, с примесью органического бещестбо (при а=0.85: у=18,7 кН/м', Е„-9,0 МПа с^-34 кЛо, ф„= 1 Э"> © - номер инженерно-геологического элемента (ИГЭ) 77.4ф,8) _ Абсолютная отметка устаноЬиЬшегося УПВ 18.06.2020 дата замера УПВ
?7.1©.в) - Абсолютная отметке УПВ с учетом
82,2<
Рис. 1. Исходные данные.
Расчет несущей способности свай выполнен в свайном интерфейсе PileBuild 3.0 и составляет 316 кН.
Рис. 2. Расчет несущей способности сваи и расчетная схема.
Рассмотрим первый метод - численное моделирование. Расчетная модель выполнена в программном комплексе Midas GTS NX. Расчет ведется методом конечных элементов.
Рис. 3. Расчетная модель и результаты расчета осадки в программе Midas GTS NX.
Осадка составила 4,07 см.
Рассчитаем осадку методом послойного суммирования по нормативной документации. Результаты расчета приведены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты расчета осадки свайного фундамента
нормативным методом.
№ слоя h, м azg, кПа 0,2/0,5 azg, кПа Свайный куст с шагом свай 3d
aZY, кПа azp, кПа S, м
0 0 251,6 125,8 251,6 281,5
1 1 287,12 43,56 287,12 267,99 0,011
2 1,17 205,3 102,65 205,3 210,28 0,011
3 1 147,4 29,48 147,4 156,23 0,016
4 1,9 83,5 41,75 83,5 87,26 0,008
Суммарная осадка, см: 4,6 см
Таким образом, по результатам расчетов осадка свайного фундамента с использованием численного моделирования составила 4,07 см, что на 13% меньше, чем по ручному расчету по нормативной документации (4,6 см). Оба результата меньше предельно допустимого значения - 10 см.
Данное исследование ещё раз подчеркивает преимущества использования современных методов расчета, которые позволяют более
детально рассмотреть взаимодействие фундамента и грунта для более точного расчета и оптимизации проектных решений.
Дальнейшие исследования будут направлены на изучение влияния различных факторов и параметров на оптимизацию данной конструкции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Рекомендации по расчету железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий (ЦНИИпромзданий и НИИЖБ Госстроя СССР). М., Стройиздат, 1974, 40 с.;
2. СП 24.13330.2021 Свайные фундаменты. [Электронный ресурс] URL: https://sibgeo.pro/netcat_files/31/21/_24.13330.2021_2.02.03_85_.pdf_dnl15357.pdf (дата обращения: 20.11.24)
Demyantseva D.A.
bachelor, Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
NUMERICAL SIMULATION OF PILE FOUNDATION PRECIPITATION IN MIDAS GTS NX. COMPARISON WITH THE NORMATIVE METHOD (SP
24.13330.2021 "PILE FOUNDATIONS")
Abstract: the paper presents a comparative study of the calculation of the precipitation of pile foundations, performed using the normative method according to SP 24.13330.2021 "Pile foundations" and the method of numerical modeling in the Midas GTS NX software package, conclusions are drawn.
Keywords: pile foundation, weak soils, sediment calculation, regulatory documents, numerical modeling.
