Полистиролбетон
Полистиролбетон Продукция Прайс
 

Оптимальное проектирование фундаментных конструкций


Оптимальное проектирование фундаментных конструкций

При выборе рациональных фундаментных конструкций для одной и той же точки площадки необходимо рассматривать различные по мощности и физико-механическим характеристикам грунтовых слоев основания. Поэтому составление единых уравнений и минимизация целевых функций, то есть применение прямых методов оптимизации, здесь невозможно. Оптимальное проектирование в этом случае следует выполнять путем решения переборных задач — на основе рассмотрения технико-экономических показателей многочисленных вариантов фундаментов, при заливке которых используется металлическая опалубка.

В этом направлении в основном как раз и развивается в настоящее время система автоматизированного проектирования (САПР) строительных конструкций. Если в вузе ведутся работы по оптимальному проектированию оснований и фундаментов, то дипломники могут использовать их результаты в своих проектах. Для конкретных инженерных и геологических условий и нагрузок на фундаменты, заданных в проекте, могут быть самостоятельно выполнены расчеты на ЭВМ по программам других организаций. Во Владимирском политехническом институте, например, составлена и используется программа для выбора оптимальных размеров, фундаментов мелкого заложения, а в Марийском политехническом институте — свайных кустов.

По программе САПР Минвуза РФ в Саратовском политехническом институте автором разработаны методы расчета оснований и оптимального проектирования фундаментов из одиночных свай различных типов — буровых, буронабивных, а также погружаемых в грунт (призматических и пирамидальных). В основу этих методов положен расчет по деформациям. Предельное сопротивление сваи развивается при осадках, которые оказываются недопустимыми при работе ее в составе конструкций здания или сооружения. Поэтому расчетная величина несущей способности основания сваи должна определяться при заданных нормами или проектом величинах осадок и основным видом расчета свай должен являться расчет по II группе предельных напряженных состояний (по деформациям).

При этом принято, что сопротивление сваи формируется за счет работы боковой стороны поверхности и стороны нижнего конца (острия, уширенной пяты). Сопротивление по боковой поверхности достигает наибольшего значения при осадках, называемых "сдвиговыми", величины которых не превышают 2,12 - 2,45 см. Поэтому с учетом средних или максимальных осадок, составляющих для зданий не менее 8 - 10 см., сопротивление по боковой поверхности учитывается полностью. Сопротивление нижнего конца возрастает с увеличением перемещения сваи а в расчете ограничивается величиной допустимой осадки.

Сравнение различных типоразмеров свай для оценки эффективности выполняется при равной надежности работы их в составе конструкций сооружения, то есть при одинаковых осадках. Приведем алгоритм расчета оснований буровых свай и на их примере покажем, как в конкретных условиях производится выбор оптимальных размеров сваи. Расчетная величина несущей способности основания по боковой стороне сваи.

При отсутствии полевых штамповых опытов допускается определение расчетного модуля деформации по нормативной формуле. В конкретных инженерных и геологических условиях площадки при заданных величинах расчетной вертикальной нагрузки и деформации основания, оптимальные типоразмеры буронабивной сваи должны соответствовать наибольшему значению удельной несущей способности основания.

Таким образом, трудоемкая и сложная задача отыскания наиболее эффективных в рассматриваемых грунтовых условиях размеров буровой сваи оказывается полностью автоматизированной. Проектировщику остается только зафиксировать полученный результат.

Рассмотренные принципы оптимизации с привлечением ЭВМ могут быть самостоятельно применены дипломниками для выбора эффективных типоразмеров не только свайных фундаментов, но и многих других строительных конструкций.



 
Дизайн и разработка
Виртуальная Выкса

т/ф: (83177) 6-45-46, 6-45-11
Моб. 8(961)6389831, 8(910)1328523
E-mail: vlasmiir@mail.ru