ДБН В.2.1-10:2009. Основи та фундаменти

У LIRA-FEM* реалізовано вимоги будівельних нормативних документів багатьох країн, у тому числі комплекту українських стандартів ДБН (Державні будівельні норми).

Реалізовані нормативи
* Нова назва ПК ЛІРА-САПР Чому LIRA-FEM?

ДБН В.2.1-10:2009. Основи та фундаменти

Розрахунок осідання грунтової основи та несної здатності пальової основи, розрахунок основи споруд, що зводяться на просідаючих, набухаючих, засолених, органічних та насипних ґрунтах, розрахунок основи споруд з визначенням деформацій за рахунок консолідації та повзучості ґрунтів за ДБН в LIRA-FEM виконується відповідно до вимог:

  • ДБН В.2.1-10:2009. Основи та фундаменти споруд. Зі змінами.
  • ДБН В.2.1-10:2018 Основи і фундаменти будівель та споруд. Основні положення

Розрахунок деформацій основи



В нормативі відсутні чіткі вказівки щодо розрахунку осідання фундаментів. Для визначення значень осідань фундаменту представлені загальні вимоги та рекомендації. Вибір способу розрахунку осідання та допустимих величин залишається на розсуд проектувальника.

В LIRA-FEM реалізовано обчислення осідання, яке в загальному випадку складається з трьох компонент, а саме з урахуванням консолідації та повзучості ґрунтів. При розв'язку задачі визначення осідань основи складеної з водонасичених ґрунтів у часі, повне осідання основи обчислюються за формулою:

ф-ла 7.1.png

(1)

де Ss – повне осідання основи; S0 – миттєве осідання основи; S1 – осідання, що викликане консолідацією ґрунтів; S2 – осідання, що викликане повзучістю ґрунтів (вторинною консолідацією).

Розрахунок на повне осідання виконується локально в системі ГРУНТ або в процесі повного розрахунку конструкції при обчислення коефіцієнтів пружності основи (коефіцієнтів постелі) С1 и С2.

Характеристики ґрунтів (основні, специфічні, консолідація та повзучість) задаються в діалоговому вікні Характеристики ґрунтів системи ГРУНТ. Деформації від специфічних ґрунтів враховуються в межах стисливої товщі.

1. Визначення загального миттєвого осідання

Обчислення загального миттєвого осідання виконується методом пошарового підсумовування з використанням схеми лінійно-деформованого напівпростору (задача Бусінеска).

Досягнення межі стисливої товщі HС регулюється виконанням умови σzp = k*σzy за допомогою заданого коефіцієнта глибини стисливої товщі k.

Обчислюються такі складові:

ф-ла 7.2.png

(2)

де

Ei – модуль деформації i-го шару ґрунту по гілці первинного навантаження;

Eei – модуль деформації i-го шару ґрунту по гілці вторинного навантаження; за умовчанням Eei = Ei;

Гzp,i – напруга в i-тому шарі ґрунту від зовнішнього навантаження;

Гzy,i – напруга в i-тому шарі від власної ваги ґрунту, вийнятого з котловану;

n – кількість підшарів ґрунту від підошви фундаменту до глибини стискуваної товщі HС.

Якщо власна вага ґрунту на рівні підошви більша за середній тиск під підошвою, то осадка S = 0.8*W3, інакше осадка S = 0.8*(W1 + W2).

2. Визначення осідання за рахунок консолідації


Вибір нормативу в системі ГРУНТ


Вибір нормативу в системі ГРУНТ

Осідання для будь-якого часу t за рахунок консолідації визначається за формулою:

ф-ла 7.3.png

(3)

де h - Товщина елементарного шару; mv – коефіцієнт відносної стисливості; p – тиск, який діє на вершині шару; N - величина, що визначається за формулою:

ф-ла 7.4.png

(4)

де t – час визначення осадок; Cv – коефіцієнт консолідації ґрунту, що визначається за формулою:

ф-ла 7.5.png

(5)

де kf – коефіцієнт фільтрації; іw – питома вага води.

Вкладка “Консолідація” у діалоговому вікні “Характеристики ґрунтів”

Вкладка “Консолідація” в діалоговому вікні “Характеристики грунтів”

Для визначення опадки консолідації певного шару ІГЕ необхідно задати відповідні характеристики у діалоговому вікні «Характеристики ґрунтів», при переході на вкладку «Консолідація». У таблиці характеристик ґрунтів необхідно задати такі параметри:

  1. Номер ІГЕ. Цей номер повинен відповідати номеру ІГЕ в основній таблиці Характеристик ґрунтів.
  2. Коефіцієнт відносної стисливості mv.
  3. Коефіцієнт фільтрації kf.
  4. Час визначення повних деформацій основ (у роках).

3. Визначення осідання (вторинної консолідації) за рахунок повзучості

Явище повзучості ґрунтів є наслідком процесів, які відбуваються в ґрунтах під час первинної консолідації (ущільнення ґрунту внаслідок витискання води з пор ґрунту, фільтрації). Тому повзучість також називають вторинною консолідацією.

Повзучість ґрунтів розвивається після того, як фільтраційна (первинна) консолідація вважається усталеною (або закінченою).

Осідання за рахунок повзучості (вторинної консолідації) в LIRA-FEM визначається за формулою:

ф-ла 7.6.png

(6)

де β – коефіцієнт, що дорівнює 0.8; hi – товщина i-го шару; bki – параметр повзучості ґрунту, що залежить від додаткового тиску (тиску від зовнішнього навантаження) у цьому шарі і визначається в результаті проведення компресійних випробувань; t – час визначення осадок; te – час закінчення фільтраційної (первинної) консолідації.

Вибір нормативу в діалоговому вікні “Модель ґрунту” (при розрахунку коефіцієнтів постелі С1 та С2)

Вибір нормативу в діалоговому вікні “Модель грунту” (при розрахунку коефіцієнтів постелі С1 тп С2)

Для визначення часу закінчення фільтраційної (первинної) консолідації te використовується наступний алгоритм.

У рівнянні (3) вираз у квадратних дужках називають ступенем консолідації U:

ф-ла 7.7.png

(7)

Деформації первинної консолідації вважають усталеними, коли ступінь консолідації U досягає 95% та більше. Якщо в рівняння (7) підставити величину U=0.95, тоді можна знайти значення N. В цьому випадку величина N буде дорівнювати 2.8. Застосовуючи формулу (4), можна визначити час усталеної консолідації:

ф-ла 7.8.png

(8)

Якщо у рівняння (8) підставити N = 2.8, тоді час усталеної консолідації дорівнюватиме:

ф-ла 7.9.png

(9)

Вкладка “Повзучість” у діалоговому вікні “Характеристики ґрунтів”

Вкладка “Повзучість” у діалоговому вікні “Характеристики ґрунтів”

Для визначення опадки повзучості торф'яного покладу необхідно задати відповідні характеристики в діалоговому вікні «Характеристики ґрунтів», при переході на вкладку «Повзучість». У таблиці параметрів ґрунтів необхідно задати наступні параметри:

  1. Номер ІГЕ. Цей номер повинен відповідати номеру ІГЕ в основній таблиці Характеристик ґрунтів.
  2. Результати компресійних випробувань ґрунту (залежність параметру повзучості від тиску):
    1. Тиск, Р.
    2. Параметр повзучості bk.

Обчислення коефіцієнтів пружності основи



Для обчислення коефіцієнтів пружності основи в розрахунковій точці з координатами (x, y) використовуються середні (в межах зафіксованої глибини стисливої товщі Hc) значення модуля деформації E0 і коефіцієнта Пуассона ν0. Ці значення обчислюються за формулами:

(10)

(11)

Метод 1. Розрахунок для моделі Пастернака

Значення коефіцієнта пружності основи C1 в розрахунковій точці з координатами (x, y) визначається за формулою:

(12)


Метод 2. Розрахунок для моделі Вінклера-Фуса

Значення коефіцієнта пружності основи C1 в розрахунковій точці з координатами (x, y) визначається за формулою:

(13)

де q – значення рівномірно розподіленого навантаження в розрахунковій точці з координатами (x, y).


Метод 3. Модифікований розрахунок для моделі Пастернака

Значення коефіцієнта пружності основи C1 в розрахунковій точці з координатами (x, y) визначається, як і в методі 1, за формулою:

(14)

... з тією різницею, що при визначенні середнього модуля деформації E0 враховується поправний коефіцієнт Kj, а додаткове вертикальне напруження по глибині розподіляється рівномірно:

(15)

Такий самий коефіцієнт вводиться і при визначенні осідання:

(16)

Прийнято, що коефіцієнт K змінюється від 1 до 12 за законом квадратної параболи в межах стисливої товщі Hc:

(17)

Метод 3 запропонований з метою усунути недолік, виявлений при оцінці результатів розрахунку за першими двома методами. А саме, неможливість врахувати наростання модуля деформації по глибині, що призводить до завищених значень осідань, а отже, й до занижених значень коефіцієнта пружності основи C1.

Для методів 1 та 3 значення коефіцієнта пружності основи C2 в розрахунковій точці з координатами (x, y) визначається за формулою:

(18)

Для метода 1 цю формулу можна записати як:

(19)

Для інших методів коефіцієнт пружності основи C2 не обчислюється.


Метод 4, 5, 6.

Метод 4 – визначення коефіцієнтів пружності основи C1 при динамічних впливах на фундамент (за формулою Савінова).


Метод 5 – визначення коефіцієнтів пружного рівномірного стиску Cz (C1z) при динамічних впливах на фундамент машин.


Метод 6 – визначення коефіцієнтів пружності основи C1 з урахуванням впливу динамічних хвиль на пружні властивості ґрунту.

Вибір методів розрахунку коефіцієнтів пружності основи в діалозі Модель грунту

Вибір методів розрахунку коефіцієнтів пружності основи в діалозі Модель грунту

Оцініть можливості

Якщо у вас все ще є сумніви, завантажте демонстраційну версію та спробуйте або зв'яжіться з нашою службою підтримки для отримання більш детальної інформації.

Демонстраційна версія або Запросити онлайн-презентацію
Конфігурації та ціни
Придбати
Некомерційна версія