Файл: Конспект лекций. Саморядов С. В. Маси. М. 2017. с. 138, ил таб.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.03.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
9.2 Программный комплекс ANSYS
Задачи, решаемые с помощью программного комплекса ANSYS.
Mодули: ANSYS Multiphysics, ANSYS Mechanical, ANSYS Structural,
ANSYS Professional, ANSYS DesignSpace.
- статический и динамический анализ конструкций с учетом нелинейного поведения материалов, включая ползучесть, большие пластические деформации, значительный изгиб, сверхэластичность, накопление остаточной деформации при циклическом нагружении, изменяющиеся условия контакта;
- определение собственных мод и резонансных спектров вынужденных колебаний, а также смещений и напряжений по известным вибрационным спектрам;
- динамический анализ переходных процессов и точный динамический анализ, моделирующий большие деформации в тех случаях, когда значимыми становятся силы инерции – ударное нагружение, дробление, быстрая формовка и т. п.;
- контактные задачи (поверхность-поверхность, узел-поверхность, узел- узел, cтержень-стержень);
- задачи потери устойчивости конструкций.
85
Примеры практической реализации
Упруго-пластический расчет плитного фундамента на неоднородном
основании.
В настоящее время при расчете гибких фундаментов по схеме
«основание-фундамент» используются два метода определения деформаций.
Это метод местных упругих деформаций и метод общих упругих деформаций. Метод местных упругих деформаций, предложенный Фуссом-
Винклером нашел практическую реализацию в ряде программ «LIRA, CSAD,
ADAPT, MAT3D, ELPLA, STAAD/Pro и др. Расчет гибких фундаментов при упругом и неупругом поведении грунта и материала фундаментов можно выполнить с использованием программ ANSYS, ABAQUS, CIVILFem и др.
Во вновь вышедшем своде правил СП 50-0101-2004 /1/ раздел 12.5
«Расчет плитных фундаментов», п. 12.5.4 рекомендуется «…Расчет внутренних усилий в системе
«основание-фундамент-сооружение» допускается выполнять с использованием программ расчета сооружения на основании, характеризуемом переменным в плане коэффициентом жесткости
(постели) …», т. е. фактически предлагается использовать при проектировании гибких фундаментов первую группу программ расчета, отмеченные ранее.
Однако в рекомендациях предлагается при расчете фундаментных плит использовать и другие расчетные схемы:
- линейно-деформируемый слой с приведенным модулем деформации и осредненным коэффициентом Пуассона;
- линейно-деформируемое полупространство с приведенным модулем деформации и осредненным коэффициентом Пуассона;
- основание, подчиняющееся гипотезе коэффициента постели с постоянным или переменным коэффициентом постели.
86
В данной работе представлены результаты проектирования плитного фундамента 10-ти этажного жилого дома на неоднородном грунтовом основании.
С целью сравнения, статические расчеты выполнены с использованием двух моделей основания:
- постоянным и переменным коэффициентом постели;
- нелинейно-дефомируемого полупространства.
В обоих случаях применена расчетная схема «основание – фундамент».
Фундамент реализован в виде двух конструкций. Конструкция в виде плиты толщиной 75 см и конструкция в виде плиты той же толщины, но с введением стен цокольной части здания.
Статический расчет плиты совместно с основанием выполнен с использованием программы ANSYS.
Процесс деформации бетона можно представить в виде нескольких стадий:
- упругое деформирование без трещин, упруго-пластическое деформирование, стадию образование и развития трещин. Причем микротрещины могут возникать и на стадии упругого деформирования, а развитие макротрещин сопровождаться упруго-пластическим деформированием вблизи кончика трещины. Существующие определяющие уравнения, заложенные в самой программе для расчета;
- учитывают зависимость деформации бетона от всестороннего давления;
- зависимость поведения от траектории нагружения, деградацию жесткости и циклическое нагружение. Последняя модель поведения бетона включена в
ANSYS в виде конечного элемента SOLID65.
В данной работе используется упруго-пластическая модель материала
Друкера-Прагера, которая предполагает упругое идеально-пластическое
87 поведение бетона и имеет меньшее количество определяемых из опытов параметров, что упрощает ее использование.
Рисунок 9.5 - Модель, включающая плоскую плиту и основание.
Вертикальная деформация
Модель материала Друкера-Прагера включена в программу ANSYS для описания упруго-пластического поведения без упрочнения и может быть применена при описании напряженно-деформированного состояния как конструкций из бетона, так и массивов грунта.
Рисунок 9.6 - Пластические деформации в массиве грунта
88
Рисунок 9.7 - Вертикальная деформация плиты и массива грунта
Рисунок 9.8 - Модель фундамента, включающая плиту, стены подвала
и массив грунта. Вертикальная деформация
89
Рисунок 9.9 - Пластические деформации в массиве грунта
Согласно приведенным выше диаграммам, результаты расчетов – пластические деформации – зависят от применяемой расчетной семы.
Значит, для оценки правильности расчетов необходимо учитывать не только свойства материалов и грунтов, но и их работу в комплексе; т. е. влияние расчетной схемы на результаты расчета.
Вывод:
учет
осадок
системы
«основание-фундамент»
подразумевает применение специальных конечных элементов для
описания конструкций фундамента, применение различных моделей
основания, используемых при расчетах соответственно в разных
программных комплексах.
Фундамент – наиболее сложная и ответственная конструктивная часть зданий и сооружений. Многообразны воздействия на них:
- комплексные постоянные и временные нагрузки от здания;
- отпор грунта;
- действие грунтовой и поровой воды;
- пучение грунтов;
- вибрация от подземного и надземного транспорта и сейсмики;
- температурные воздействия;
- динамические нагрузки производственных зданий и др.
90
Поэтому расчет фундаментов наиболее сложная, многофакторная задача в условиях существенной неопределенности, вероятностного подхода.
Это определяется не только множественностью свойств грунтов, учитываемых при проектировании, но и возможностью изменения этих свойств в процессе проектирования, строительства, эксплуатации.
Расчѐты фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений являются достаточно сложными и трудоѐмкими, поэтому их целесообразно выполнять с использованием ЭВМ. Применение ЭВМ позволяет сократить время, затрачиваемое на расчѐты, избежать ошибок при расчѐтах, снизить стоимость и повысить качество проектных решений фундаментов; даѐт возможность детально проанализировать несколько вариантов проектных решений и выбирать из них наиболее рациональный вариант. Наибольший эффект с применением ЭВМ достигается в том случае, когда инженер осуществляет выбор путей решения поставленной задачи и творческое осмысление полученных результатов.
С точки зрения реализации на ЭВМ задачи геомеханики и фундаментостроения условно можно разделить на три класса.
I класс – задачи, решение которых достигается вычислением искомых параметров, выраженных в явном виде некоторым набором формул
(определение осадки фундамента метод послойного суммирования, определение размеров подошвы фундамента исходя из ограничения среднего давления под подошвой расчѐтным сопротивлением грунта);
II класс – задачи, которые не имеют решения в замкнутом виде
(точного решения). Решение таких задач достигается так называемыми
91
«численными методами» (задача о деформировании фундаментной плиты, лежащей на неоднородном по сжимаемости основании).
III класс – оптимизационные задачи, суть которых сводится к отысканию наилучшего варианта решения, отвечающего определѐнным требованиям (определение глубины заложения подошвы фундамента исходя из минимума затрат на его возведение).
Для любого типа фундамента существуют общие основные стадии методики проектирования фундаментов с применением ЭВМ. Данный процесс может быть описан следующей универсальной схемой (рис.11.1, а) –
АИГУ (анализ инженерно-геологических условий строительной площадки); d
– определение глубины заложения фундамента; А – определение площади подошвы фундамента; П – проверки фундаментов.
Расчѐт на ЭВМ фундаментов мелкого заложения.
Расчѐт фундаментных плит является одним из наиболее сложных и имеет ряд особенностей по сравнению с расчѐтами других конструкций в открытых котлованах. Это связано с различиями в площади передачи нагрузки и, как следствие, с различиями в условиях работы
92
Рисунок 9.10 - Проектирование фундаментов мелкого заложения
Р- проверки давлений под подощвой фундамента, С
л
С –проверки
расчетного сопротивления по слаюому подстилающему слою, -определение
деформаций оснований, s
сф
-деформации от влияния соседних фундаментов,
s
м
- предельная деформация основания, Δs –неравномерность осадки (
например Δs=s
А
-s
Б
, где s
А
и s
Б
осадка фундаментасоотвественно осям А и Б),
93
γ
n
проверка фундамента на сдвиг по подошве, i-определение крена
фундамента, η –проверка устойчивости фундамента на выдергивание.
Рисунок 9.11 - Блок-схема расчета плиты на упругом основании
Расчѐт выполняется в несколько этапов, на первом этапе производится подбор размеров подошвы плиты исходя из расчѐта основания по
94 деформациям (рис.9.11, блоки 2 – 9). На втором этапе выполняется уточнение размера плиты в плане и определение общей толщины плиты исходя из расчѐта железобетонной конструкции плиты без учѐта ее взаимодействия с грунтовым основанием (рис.9.11, блок 10). На третьем этапе производится расчѐт плиты как конструкции на упругом основании, размеры которой определены расчѐтами на первых двух этапах, и с учѐтом найденных внутренних усилий выполняется подбор арматуры (рис. 9.11, блоки 11 – 15).
Расчѐты, производимые в блоках 2 – 11, с математической точки зрения не представляют особой сложности, однако являются весьма трудоѐмкими.
Статический расчѐт фундаментной плиты на упругом основании (блок 12), особенно при сложной конфигурации плиты и сложной схеме передачи нагрузки, может практически быть выполнен только на ЭВМ.
Рисунок 9.12 - Алгоритм расчета свайного фундамента
95
Расчѐт свайных фундаментов и их оснований должен производиться по предельным состояниям двух групп (рис. 9.12).
По первой группе:
- по прочности конструкций свай, свайных ростверков;
- по несущей способности грунта основания свайных фундаментов и свай;
- по устойчивости.
По второй группе:
- по осадкам оснований свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;
- по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов;
- о образованию и раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Наряду с крупными программными комплексами, такими как ЛИРА и
МОНОМАХ, на современном рынке программного обеспечения широкой популярностью пользуются программы спутники. Эти программы предоставляют инженеру и исследователю возможность выполнять компьютерные расчеты множества частных задач, которые возникают в процессе работы над проектом сооружения и обычно не вписываются в структуру больших программных комплексов. Необходимость в решении указанных задач возникает как при выработке расчетной модели конструкции, так и при анализе результатов расчета целостной модели сооружения, как при экспертной оценке проектов, так и при техническом надзоре за возведением здания, а также во многих других ситуациях, имеющих место при проектировании и строительстве. Программы спутники необходимы инженеру в повседневной работе и обеспечивают поддержку в принятии оптимального конструктивного решения.
96
Полная конфигурация ЭСПРИ версии 1.0 содержит более 60 программ, которые тематически структурированы по десяти разделам: «Математика»,
«Статика, Динамика, Устойчивость», «Сечения», «Нагрузки», «Сталь»,
«Железобетон», «Камень», «Дерево», «Фундамент», «Мосты». В каждом разделе содержатся программы, выполняющие расчетные и справочные функции. В какой-то мере ЭСПРИ можно сравнить с широко известным (и давно не переиздававшийся) расчетнотеоретическим справочником проектировщика.
Здесь представлены программы, относящиеся к разделу «Фундамент».
В настоящее время этот пакет содержит девять программ. Далее приведены их краткое описание и возможности.
Программа «Определение параметров упругого основания»
Программа предназначена для определения осадки и коэффициентов постели С1 и С2 под центром фундамента или фундаментной плиты по заданным грунтовым условиям и нагрузке.
Вычисление осадки производится по схемам линейного полупространства и линейно деформированного слоя. В расчетах реализованы положения, изложенные в СП 501012004 и СНиП 2.02.0183*.
В соответствии с вычисленной осадкой определяются коэффициенты постели С1 и С2 по нескольким методикам для моделей грунта Винклера и
Пастернака. Реализована возможность определения коэффициентов постели при динамических воздействиях.
97
Рисунок 9.13 - Расчет напряжений
Вычисление коэффициентов постели
Программа «Определение С1 и С2 на основе модели грунтового
массива»
Программа предназначена для расчета фундаментных конструкций на грунтовом основании. Трехмерная модель грунтового массива создается программой автоматически на основании инженерногеологических условий площадки строительства.
Для описания площадки строительства задается база характеристик слоев грунта (ИГЭ), указываются расположение и отметки устья скважин, характеристика слоев грунта, составляющего ту или иную скважину.
98
По заданным нагрузкам на грунт от проектируемой фундаментной конструкции, а также по нагрузкам от близлежащих сооружений определяются переменные по области проектируемой конструкции, глубина сжимаемой толщи и осадка по схеме линейно упругого полупространства. На основании полученных осадок по нескольким методикам вычисляются коэффициенты постели упругого основания С1 и С2 для моделей Винклера и
Пастернака.
Полученные результаты отображаются в виде изополей осадок, усредненных модулей деформации и коэффициентов Пуассона, а также изополей глубин сжимаемой толщи и коэффициентов постели.
Рисунок 9.14 - Расчет коэффициента постели
Вычисление переменных коэффициентов постели
Программа «Расчет одиночной сваи»
Программа позволяет определить несущую способность одиночной сваи прямоугольного или кольцевого сечения. Рассчитываются сваи-стойки и висячие сваи в соответствии с положениями СНиП 2.02.0385 «Свайные фундаменты», МГСН 2.0701 и «Руководства по проектированию свайных фундаментов».
Задачи, решаемые с помощью программного комплекса ANSYS.
Mодули: ANSYS Multiphysics, ANSYS Mechanical, ANSYS Structural,
ANSYS Professional, ANSYS DesignSpace.
- статический и динамический анализ конструкций с учетом нелинейного поведения материалов, включая ползучесть, большие пластические деформации, значительный изгиб, сверхэластичность, накопление остаточной деформации при циклическом нагружении, изменяющиеся условия контакта;
- определение собственных мод и резонансных спектров вынужденных колебаний, а также смещений и напряжений по известным вибрационным спектрам;
- динамический анализ переходных процессов и точный динамический анализ, моделирующий большие деформации в тех случаях, когда значимыми становятся силы инерции – ударное нагружение, дробление, быстрая формовка и т. п.;
- контактные задачи (поверхность-поверхность, узел-поверхность, узел- узел, cтержень-стержень);
- задачи потери устойчивости конструкций.
85
Примеры практической реализации
Упруго-пластический расчет плитного фундамента на неоднородном
основании.
В настоящее время при расчете гибких фундаментов по схеме
«основание-фундамент» используются два метода определения деформаций.
Это метод местных упругих деформаций и метод общих упругих деформаций. Метод местных упругих деформаций, предложенный Фуссом-
Винклером нашел практическую реализацию в ряде программ «LIRA, CSAD,
ADAPT, MAT3D, ELPLA, STAAD/Pro и др. Расчет гибких фундаментов при упругом и неупругом поведении грунта и материала фундаментов можно выполнить с использованием программ ANSYS, ABAQUS, CIVILFem и др.
Во вновь вышедшем своде правил СП 50-0101-2004 /1/ раздел 12.5
«Расчет плитных фундаментов», п. 12.5.4 рекомендуется «…Расчет внутренних усилий в системе
«основание-фундамент-сооружение» допускается выполнять с использованием программ расчета сооружения на основании, характеризуемом переменным в плане коэффициентом жесткости
(постели) …», т. е. фактически предлагается использовать при проектировании гибких фундаментов первую группу программ расчета, отмеченные ранее.
Однако в рекомендациях предлагается при расчете фундаментных плит использовать и другие расчетные схемы:
- линейно-деформируемый слой с приведенным модулем деформации и осредненным коэффициентом Пуассона;
- линейно-деформируемое полупространство с приведенным модулем деформации и осредненным коэффициентом Пуассона;
- основание, подчиняющееся гипотезе коэффициента постели с постоянным или переменным коэффициентом постели.
86
В данной работе представлены результаты проектирования плитного фундамента 10-ти этажного жилого дома на неоднородном грунтовом основании.
С целью сравнения, статические расчеты выполнены с использованием двух моделей основания:
- постоянным и переменным коэффициентом постели;
- нелинейно-дефомируемого полупространства.
В обоих случаях применена расчетная схема «основание – фундамент».
Фундамент реализован в виде двух конструкций. Конструкция в виде плиты толщиной 75 см и конструкция в виде плиты той же толщины, но с введением стен цокольной части здания.
Статический расчет плиты совместно с основанием выполнен с использованием программы ANSYS.
Процесс деформации бетона можно представить в виде нескольких стадий:
- упругое деформирование без трещин, упруго-пластическое деформирование, стадию образование и развития трещин. Причем микротрещины могут возникать и на стадии упругого деформирования, а развитие макротрещин сопровождаться упруго-пластическим деформированием вблизи кончика трещины. Существующие определяющие уравнения, заложенные в самой программе для расчета;
- учитывают зависимость деформации бетона от всестороннего давления;
- зависимость поведения от траектории нагружения, деградацию жесткости и циклическое нагружение. Последняя модель поведения бетона включена в
ANSYS в виде конечного элемента SOLID65.
В данной работе используется упруго-пластическая модель материала
Друкера-Прагера, которая предполагает упругое идеально-пластическое
87 поведение бетона и имеет меньшее количество определяемых из опытов параметров, что упрощает ее использование.
Рисунок 9.5 - Модель, включающая плоскую плиту и основание.
Вертикальная деформация
Модель материала Друкера-Прагера включена в программу ANSYS для описания упруго-пластического поведения без упрочнения и может быть применена при описании напряженно-деформированного состояния как конструкций из бетона, так и массивов грунта.
Рисунок 9.6 - Пластические деформации в массиве грунта
88
Рисунок 9.7 - Вертикальная деформация плиты и массива грунта
Рисунок 9.8 - Модель фундамента, включающая плиту, стены подвала
и массив грунта. Вертикальная деформация
89
Рисунок 9.9 - Пластические деформации в массиве грунта
Согласно приведенным выше диаграммам, результаты расчетов – пластические деформации – зависят от применяемой расчетной семы.
Значит, для оценки правильности расчетов необходимо учитывать не только свойства материалов и грунтов, но и их работу в комплексе; т. е. влияние расчетной схемы на результаты расчета.
Вывод:
учет
осадок
системы
«основание-фундамент»
подразумевает применение специальных конечных элементов для
описания конструкций фундамента, применение различных моделей
основания, используемых при расчетах соответственно в разных
программных комплексах.
Фундамент – наиболее сложная и ответственная конструктивная часть зданий и сооружений. Многообразны воздействия на них:
- комплексные постоянные и временные нагрузки от здания;
- отпор грунта;
- действие грунтовой и поровой воды;
- пучение грунтов;
- вибрация от подземного и надземного транспорта и сейсмики;
- температурные воздействия;
- динамические нагрузки производственных зданий и др.
90
Поэтому расчет фундаментов наиболее сложная, многофакторная задача в условиях существенной неопределенности, вероятностного подхода.
Это определяется не только множественностью свойств грунтов, учитываемых при проектировании, но и возможностью изменения этих свойств в процессе проектирования, строительства, эксплуатации.
Расчѐты фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений являются достаточно сложными и трудоѐмкими, поэтому их целесообразно выполнять с использованием ЭВМ. Применение ЭВМ позволяет сократить время, затрачиваемое на расчѐты, избежать ошибок при расчѐтах, снизить стоимость и повысить качество проектных решений фундаментов; даѐт возможность детально проанализировать несколько вариантов проектных решений и выбирать из них наиболее рациональный вариант. Наибольший эффект с применением ЭВМ достигается в том случае, когда инженер осуществляет выбор путей решения поставленной задачи и творческое осмысление полученных результатов.
С точки зрения реализации на ЭВМ задачи геомеханики и фундаментостроения условно можно разделить на три класса.
I класс – задачи, решение которых достигается вычислением искомых параметров, выраженных в явном виде некоторым набором формул
(определение осадки фундамента метод послойного суммирования, определение размеров подошвы фундамента исходя из ограничения среднего давления под подошвой расчѐтным сопротивлением грунта);
II класс – задачи, которые не имеют решения в замкнутом виде
(точного решения). Решение таких задач достигается так называемыми
91
«численными методами» (задача о деформировании фундаментной плиты, лежащей на неоднородном по сжимаемости основании).
III класс – оптимизационные задачи, суть которых сводится к отысканию наилучшего варианта решения, отвечающего определѐнным требованиям (определение глубины заложения подошвы фундамента исходя из минимума затрат на его возведение).
Для любого типа фундамента существуют общие основные стадии методики проектирования фундаментов с применением ЭВМ. Данный процесс может быть описан следующей универсальной схемой (рис.11.1, а) –
АИГУ (анализ инженерно-геологических условий строительной площадки); d
– определение глубины заложения фундамента; А – определение площади подошвы фундамента; П – проверки фундаментов.
Расчѐт на ЭВМ фундаментов мелкого заложения.
Расчѐт фундаментных плит является одним из наиболее сложных и имеет ряд особенностей по сравнению с расчѐтами других конструкций в открытых котлованах. Это связано с различиями в площади передачи нагрузки и, как следствие, с различиями в условиях работы
92
Рисунок 9.10 - Проектирование фундаментов мелкого заложения
Р- проверки давлений под подощвой фундамента, С
л
С –проверки
расчетного сопротивления по слаюому подстилающему слою, -определение
деформаций оснований, s
сф
-деформации от влияния соседних фундаментов,
s
м
- предельная деформация основания, Δs –неравномерность осадки (
например Δs=s
А
-s
Б
, где s
А
и s
Б
осадка фундаментасоотвественно осям А и Б),
93
γ
n
проверка фундамента на сдвиг по подошве, i-определение крена
фундамента, η –проверка устойчивости фундамента на выдергивание.
Рисунок 9.11 - Блок-схема расчета плиты на упругом основании
Расчѐт выполняется в несколько этапов, на первом этапе производится подбор размеров подошвы плиты исходя из расчѐта основания по
94 деформациям (рис.9.11, блоки 2 – 9). На втором этапе выполняется уточнение размера плиты в плане и определение общей толщины плиты исходя из расчѐта железобетонной конструкции плиты без учѐта ее взаимодействия с грунтовым основанием (рис.9.11, блок 10). На третьем этапе производится расчѐт плиты как конструкции на упругом основании, размеры которой определены расчѐтами на первых двух этапах, и с учѐтом найденных внутренних усилий выполняется подбор арматуры (рис. 9.11, блоки 11 – 15).
Расчѐты, производимые в блоках 2 – 11, с математической точки зрения не представляют особой сложности, однако являются весьма трудоѐмкими.
Статический расчѐт фундаментной плиты на упругом основании (блок 12), особенно при сложной конфигурации плиты и сложной схеме передачи нагрузки, может практически быть выполнен только на ЭВМ.
Рисунок 9.12 - Алгоритм расчета свайного фундамента
95
Расчѐт свайных фундаментов и их оснований должен производиться по предельным состояниям двух групп (рис. 9.12).
По первой группе:
- по прочности конструкций свай, свайных ростверков;
- по несущей способности грунта основания свайных фундаментов и свай;
- по устойчивости.
По второй группе:
- по осадкам оснований свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;
- по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов;
- о образованию и раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Наряду с крупными программными комплексами, такими как ЛИРА и
МОНОМАХ, на современном рынке программного обеспечения широкой популярностью пользуются программы спутники. Эти программы предоставляют инженеру и исследователю возможность выполнять компьютерные расчеты множества частных задач, которые возникают в процессе работы над проектом сооружения и обычно не вписываются в структуру больших программных комплексов. Необходимость в решении указанных задач возникает как при выработке расчетной модели конструкции, так и при анализе результатов расчета целостной модели сооружения, как при экспертной оценке проектов, так и при техническом надзоре за возведением здания, а также во многих других ситуациях, имеющих место при проектировании и строительстве. Программы спутники необходимы инженеру в повседневной работе и обеспечивают поддержку в принятии оптимального конструктивного решения.
96
Полная конфигурация ЭСПРИ версии 1.0 содержит более 60 программ, которые тематически структурированы по десяти разделам: «Математика»,
«Статика, Динамика, Устойчивость», «Сечения», «Нагрузки», «Сталь»,
«Железобетон», «Камень», «Дерево», «Фундамент», «Мосты». В каждом разделе содержатся программы, выполняющие расчетные и справочные функции. В какой-то мере ЭСПРИ можно сравнить с широко известным (и давно не переиздававшийся) расчетнотеоретическим справочником проектировщика.
Здесь представлены программы, относящиеся к разделу «Фундамент».
В настоящее время этот пакет содержит девять программ. Далее приведены их краткое описание и возможности.
Программа «Определение параметров упругого основания»
Программа предназначена для определения осадки и коэффициентов постели С1 и С2 под центром фундамента или фундаментной плиты по заданным грунтовым условиям и нагрузке.
Вычисление осадки производится по схемам линейного полупространства и линейно деформированного слоя. В расчетах реализованы положения, изложенные в СП 501012004 и СНиП 2.02.0183*.
В соответствии с вычисленной осадкой определяются коэффициенты постели С1 и С2 по нескольким методикам для моделей грунта Винклера и
Пастернака. Реализована возможность определения коэффициентов постели при динамических воздействиях.
97
Рисунок 9.13 - Расчет напряжений
Вычисление коэффициентов постели
Программа «Определение С1 и С2 на основе модели грунтового
массива»
Программа предназначена для расчета фундаментных конструкций на грунтовом основании. Трехмерная модель грунтового массива создается программой автоматически на основании инженерногеологических условий площадки строительства.
Для описания площадки строительства задается база характеристик слоев грунта (ИГЭ), указываются расположение и отметки устья скважин, характеристика слоев грунта, составляющего ту или иную скважину.
98
По заданным нагрузкам на грунт от проектируемой фундаментной конструкции, а также по нагрузкам от близлежащих сооружений определяются переменные по области проектируемой конструкции, глубина сжимаемой толщи и осадка по схеме линейно упругого полупространства. На основании полученных осадок по нескольким методикам вычисляются коэффициенты постели упругого основания С1 и С2 для моделей Винклера и
Пастернака.
Полученные результаты отображаются в виде изополей осадок, усредненных модулей деформации и коэффициентов Пуассона, а также изополей глубин сжимаемой толщи и коэффициентов постели.
Рисунок 9.14 - Расчет коэффициента постели
Вычисление переменных коэффициентов постели
Программа «Расчет одиночной сваи»
Программа позволяет определить несущую способность одиночной сваи прямоугольного или кольцевого сечения. Рассчитываются сваи-стойки и висячие сваи в соответствии с положениями СНиП 2.02.0385 «Свайные фундаменты», МГСН 2.0701 и «Руководства по проектированию свайных фундаментов».
