Файл: Конспект лекций. Саморядов С. В. Маси. М. 2017. с. 138, ил таб.pdf

99
Результатами вычислений являются несущая способность сваи, ее осадка, в том числе с учетом взаимовлияния в группе свай, а также погонная жесткость сваи.
Рисунок 9.15 - Расчет одиночной сваи
Расчет одиночной сваи
Программа «Расчет сваи на совместное действие вертикальной,
горизонтальной сил и момента»
Программа предназначена для расчета одиночной сваи по деформациям и на устойчивость от совместного действия вертикальной и горизонтальной сил и момента согласно приложению 1 СНиП 2.02.0385
«Свайные фундаменты». Предполагается, что в процессе нагружения система
«свая — грунт» проходит две стадии напряженно-деформированного состояния. На первой стадии грунт, окружающий сваю, работает как упругая линейно деформируемая среда. Упругие свойства грунта характеризуются

100 коэффициентом постели, линейно возрастающим по глубине. На второй стадии в верхней части грунта, окружающего сваю, образуется область предельного равновесия (пластическая зона). Жесткость грунта в пределах области предельного равновесия характеризуется прочностным коэффициентом пропорциональности, ниже грунт работает упруго, как в первой стадии. За предельное состояние системы «свая — грунт» принимается момент образования в свае пластического шарнира в пределах или на границе области предельного равновесия грунта.
В результате расчета определяются горизонтальное перемещение и угол поворота головы сваи. В случае расчета по одной стадии производится проверка устойчивости грунта согласно п. 13 приложения 1 СНиП 2.02.0385.
При учете развития второй стадии напряженно деформированного состояния грунта производится расчет несущей способности сваи в соответствии с условием H ≤ Fd / γk, где H — расчетное значение поперечной силы, действующей на сваю; Fd — несущая способность сваи, определяемая в соответствии с требованиями п. 10; γk — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4.

101
Рисунок 9.16 - Расчет сваи
Расчет сваи на совместное действие нагрузок
Программа «Определение осадки условного фундамента»
Программа позволяет рассчитать осадку куста свай в соответствии со
СНиП 2.02.0385 «Свайные фундаменты». Осадка в данном случае определяется как для условного фундамента на естественном основании с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства в соответствии с требованиями СНиП 2.02.0183*.
Результатом расчета является значение осадки куста свай. Полученные размеры условного фундамента, его собственный вес, глубина сжимаемой толщи и величина осадки помещаются в отчет.

102
Рисунок 9.17 - Расчет свайного куста
Расчет «Определение осадки фундамента»
Программа «Определение главных и эквивалентных напряжений в
грунте»
Программа предназначена для вычисления главных и эквивалентных напряжений σ1, σ2, σ3 по заданным значениям тензора напряжений: σx, σy,
σz, τxy, τxz, τyz.
Помимо главных напряжений для заданных расчетных характеристик грунта определяются предельные и эквивалентные напряжения по одному из заданных условий предельного равновесия — условия Кулона — Мора или

103 модифицированные условия Кулона — Мора. Кроме того, вычисляются углы наклона главных напряжений к текущим осям, а также модуль полных деформаций в соответствии с теорией упругости линейно деформируемого полупространства.
Программа «Проверка устойчивости склона»
Программа предназначена для определения устойчивости однородного грунтового склона по плоской (1й тип) или цилиндрической (2й тип) поверхности скольжения.
В результате вычисляются координаты оползневой поверхности, оползневое давление и предельные характеристики склона — критическая высота, критический угол площадки скольжения, суммарный вес грунтового массива над плоскостью разрушения, суммарная сдвиговая сила от веса грунта по плоскости разрушения, предельная сила устойчивости склона, длина плоскости или цилиндрической поверхности разрушения.
Вычисляются также критическое расстояние от подошвы склона до верхней точки безопасного (относительно безопасного) удаления, коэффициент запаса устойчивости (устойчивой прочности) и средние нормальное и сдвиговое напряжения на площадке скольжения, а также другие параметры.
Рисунок 9.18 - Расчет оползневого склона

104
Устойчивость многослойного склона
Программа «Проверка устойчивости многослойного склона»
Программа предназначена для определения устойчивости многослойного грунтового склона по цилиндрической поверхности скольжения. Расчет производится методом, разработанным Шведским обществом геомеханики. Данный метод представлен в работе А. В. Шаповала
«Оптимизация алгоритма расчета устойчивости откосов и склонов».
В результате определяются координаты оползневой поверхности, оползневое давление, а также коэффициенты запаса при статическом и динамическом нагрузкам, суммарная активная нормальная сила, активная составляющая сдвиговых сил, реактивная составляющая от сцепления и радиус поверхности скольжения.
Программа «Расчет ограждения котлована»
Программа предназначена для расчета подземной части сооружений, возводимых методом «стена в грунте». Расчетная модель является плоской и состоит из грунтового массива, элементов стенового ограждения и анкерных креплений стен. Задаются размеры грунтового массива и характеристики грунтов в нем, размеры котлована и уровни его отрывки, нагрузки на поверхность грунта, размеры и параметры материала и сечения стеновых элементов и анкеров, а также силы натяжения в анкерных креплениях.
В текущей версии программы допускается не более четырех анкеров с каждой стороны стенового ограждения и не более четырех уровней отрывки котлована.
После ввода исходных данных выполняется автоматическая триан- гуляция области грунтового массива с соответствующей разбивкой элементов стен и анкеров. Массив моделируется треугольными конечными элементами грунта, а стены и анкеры — стержневыми элементами.

105
Рисунок 9.19 - Расчет массива основания

106
Расчет ограждения котлована
Расчет производится последовательно по стадиям. На первой стадии производится расчет полной модели (без анкеров) на собственный вес и заданную нагрузку. Дальнейшее количество стадий определяется автоматически и зависит от заданных уровней выемки грунта и отметок установки анкеров. То есть пока не вынут грунт (демонтаж), анкер не может быть установлен (монтаж).
По ходу расчета выполняется накопление перемещений в узлах, напряжений в элементах грунта и усилий в элементах стен и анкеров по стадиям.
Результаты расчета представляются в графическом виде — эпюры усилий в стенах и изополя напряжений в грунте по стадиям.
Результаты оформляются в виде отчета.
Описание программы Плита
Программа Плита построена на методе конечных элементов, однако пользователь видит это лишь в сетчатых картинках на поле плиты, разбивка на элементы происходит без его участия. Пользователь определяет геометрию плиты, нагрузки, опоры, расставляет сваи, как это делается на листе бумаги или рисуя в AUTOCAD, с помощью курсора мышки и щелчка по кнопке. Процедура задания исходных данных в программе приносит удовольствие своей простотой, не требует никаких навыков работы с компьютером, даже опыта расчета конструкций. Тем не менее, работать должен опытный расчетчик. Программа Плита только удобный инструмент, расчетная схема всегда только математическая модель, которую можно изменять, добиваясь требуемого результата.
В результате расчета на программе Плита выводятся цветные поля перемещений, напряжений и армирования плиты с палитрами по значениям цвета. Вычерчиваются поля продольной и поперечной арматуры,

107 производится расчет на продавливание точечной нагрузкой и опорой
(колонной, сваей). Производится расчет осадки и крена по СнИП или СП, на выбор. Пользователь Плиты одним расчетом получает полный спектр результатов, требуемый для проектирования плиты. Для анализа работы основания рекомендуем использовать программу в комплексе с программой "Платон", построенной на принципиально иных теоретических положениях.
Программа Плита позволяет рассчитать плоские железобетонные плиты произвольной геометрии в плане, с ребрами жесткости, утолщениями и дырами, любым типом нагрузок, на основании в виде косых слоев грунта, свай рассчитываемой программно жесткости, колоннах или опорах произвольной конфигурации. Возможен учет карстовых явлений в виде воронок, которые следует просто нарисовать, автоматически рассчитывается коэффициент постели по 5 различным методикам, пользователю предлагается только выбрать метод. Имеется множество мелких удобств, которые можно оценить, лишь начав работать с программой.
Возможности программы:
- расчет плит на упругом основании, задаваемом послойно;
- возможность учѐта различия геологических условий под участками плиты;
- расчет осадки и крена плит на упругом основании по методике
СНиП 2.02.01-83*;
- расчет плит на жестких, шарнирных, линейных и полосовых опорах;
- расчет плит на упругих опорах, свайном основании;
- расчѐт осадки и крена свайной плиты согласно СП 50-102-2003;
- вычерчивание цветных полей перемещений, напряжений, продольного армирования;
- вычерчивание полей поперечного армирования и армирования на продавливание по СНиП и СП;

108
- расчет жесткости свайных опор;
- автоматическая равномерная или оптимальная разбивка свайного поля;
- определение несущей способности свай (стоек, висячих забивных, буровых, набивных);
- автоматическое определение нагрузки на опору (сваю) с учѐтом жѐсткости плиты;
- расчѐт плит переменной толщины, с ребрами жесткости и отверстиями;
- учѐт карстовых явлений.
Универсальные программные комплексы расчетов конструкций зданий и сооружений.
Описание программы BASE
Программа BASE - это система общестроительных расчетов, состоит из 6 блоков и приложения. Полной версией программы считаются 6 основных блоков, приложение нужно заказывать дополнительно. Все блоки самостоятельные и могут приобретаться независимо друг от друга.
Ниже приведены расчетные функции для каждого блока и для приложения. При заказе программы BASE можно выбрать только те блоки, которые содержат необходимые функции расчета.
1 - Блок расчета фундаментов производит расчет:
- ленточных, столбчатых и подпорных стен на естественном основании;
- осадки и крена фундаментов на естественном основании;
- просадки фундаментов на естественном основании;
- осадки с учетом влияния соседних фундаментов;
- ленточных, столбчатых и подпорных стен на свайном основании;
- осадки ростверка по кусту, как условного фундамента;

109
- отдельной сваи на вертикальную нагрузку;
- отдельной сваи на горизонтальную нагрузку и момент;
- осадки отдельной сваи;
- несущей способности свай по результатам полевых испытаний;
- расчет армирования конструкций;
- расчет затрат (составление сметы) на рассчитанные конструкции.
2 - Блок расчета рам и элементов каркаса производит расчет:
- типовых многоэтажных многопролетных рам;
- типовых одноэтажных одно и многопролетных рам;
- однопролетных и многопролетных балок;
- колонн постоянного сечения и ступенчатых;
- железобетонных плит на распределенную нагрузку;
- листовых конструкций, резервуаров, силосов, бункеров;
- на местное смятие бетона, в том числе с косвенным армированием;
- на продавливание, в том числе с учетом моментов, подбор поперечной арматуры;
- закладных деталей с различной анкеровкой;
- устойчивости стенки простой и подкрановой балки, с учетом ребер жесткости;
- кладки из различных материалов, в том числе армированной, в обойме из уголков, участков над перемычками и т. д.;
- сечений элементов из следующих материалов:
- стального проката, в том числе составного сечения;
- железобетонных: прямоугольных, таврового, двутаврового, кольцевого, трубобетонного сечений;
- деревянных, круглого и прямоугольного сечений;
- сечений железобетонных элементов с жесткой арматурой любого профиля;

110
- железобетонных плит с включением в работу опалубки из профлиста;
- узлов металлических конструкций различных сечений, сопряжений и сложности;
- узлов деревянных конструкций различного назначения;
- усилия в статически-определимых стержневых конструкциях типа ферм (сталь, дерево);
- усилия в статически-неопределимых конструкциях рамного типа
(любой материал).
3 - Блок расчета плит и балок на упругом основании производит
расчет:
- усилия и перемещения в сечениях прямоугольных плит с любым типом нагрузок и опор (МКЭ);
- усилия и перемещения в сечениях прямоугольных плит на упругом основании (3 теории);
- усилия и перемещения в балках прямоугольного и таврового сечений на упругом основании (3 теории);
- подобрать армирование элементов, вычертить поля армирования плит.
4 - Блок специальных расчетов производит расчет:
- ограждающие конструкции по теплопроводности, теплоустойчивости, паро- и воздухопроницаемости;
- произвести расчет с учетом теплопроводных включений;
- определить положение точки росы;
- вычертить график распределения температур по толщине конструкции;
- расход хозяйственно-питьевых и сточных вод, расход воды на пожаротушение;
- диаметр водопроводных труб, потери давления на участке;

111
- диаметр и уклон канализационных труб, пропускную способность стояков;
- освещенность по различным методикам, подобрать количество светильников;
- требуемую мощность в соответствии с типом электроприемников;
- сечение и тип проводки согласно ПУЭ;
- рассчитать заземляющее устройство (2 теории);
- категории здания по взрыво и пожароопасности.
5 - Блок расчетов архитектора производит расчет:
- естественной освещенности помещений с учетом затенения соседними зданиями;
- инсоляции помещений с учетом застройки территории;
- шума от внешних и внутренних источников;
- аэрации помещений с учетом механической вентиляции и неизвестных неплотностей.
6 - Блок справочник-калькулятор производит расчет:
- ветровой нагрузки на здание;
- снеговой нагрузки на покрытие;
- полезной нагрузки на перекрытие;
- постоянной нагрузки на перекрытие;
- геометрических характеристик составных сечений из металлопроката;
- характеристик арматуры, анкеровки и заделки стержней;
- масс арматурных сеток по ГОСТ 23279-85 и индивидуальных;
- содержит сортамент прокатных профилей с расчетом предельных свободных длин;
- содержит пополняемый каталог сборных железобетонных конструкций;