- А) Если грунт однородный по слоям, то коэффициент постели вычисляют в программе Пастернак (С1 и С2)
- Б) Если грунт неоднородный по слоям, то коэффициент постели вычисляют в программе КРОСС (С1)
*Причем у данных коэффициентов постели С1 при расчете в этих разных программах не одинаковый физический смысл
О программе КРОСС:
Программа КРОСС служит для вычисления и уточнения коэффициентов постели отдельностоящих плитных фундаментов по результатам геодезических и геологических изысканий.
Программа КРОСС выполняет расчет осадок сооружения на уровне подошвы фундаментной плиты (и через них - винклеровского коэффициента постели) с учетом распределительной способности основания. Результаты расчетов используются для уточненного определения напряженно-деформированного состояния фундаментной плиты и конструкций, размещенных на ней.
В процессе работы программы КРОСС подбираются значения коэффициентов постели под фундаментной плитой, которые дают такие же осадки, как и при использовании схемы линейно-деформируемого полупространства, то есть обеспечивается соответствие с моделями, рекомендованными СНиП.
Результатом работы этой программы является цифровой массив данных о распределении коэффициентов постели под фундаментной плитой, который используется в дальнейших расчетах по обеспечению необходимой жесткости и прочности проектируемого сооружения.
Последовательность действий:
На начальном этапе неизвестными являются коэффициенты С1 и С2, а так же нагрузка под плитой фундамента, при том, что они взаимозависимы. Поэтому расчет плитного фундамента в SCAD осуществляется методом приближений в несколько итераций.
Для первой итерации необходимо задаться начальным значением, что и производится в шаге 1: при выполнении первого расчета коэффициенты постели (чаще всего одинаковые для всех элементов плиты) назначаются пользователем.
Для каждой следующей итерации используются значения давления на грунт под плитой фундамента, полученные на предыдущем шаге. В качестве давления на грунт используется величина реакции грунта (Rz).
Таким образом после нескольких итераций действий в SCAD-КРОСС получаются окончательные коэффициенты постели.
После чего производится окончательный расчёт.
1) Предварительно задаются первоначальными коэффициентами упругого основания
- в программе SCAD выделяется фундаментная плита
- выбирается на вкладке "Назначения" опция "Назначение коэффициентов упругого основания"
Здесь предварительно вводится
- для С1 значение от 300 до 1500
- для С2 оставляется 0, если планируется дальнейшая работа в КРОСС или значение отличное от нуля, если планируется работа в программе Пастернак
О том, что такое изотропный, анизотропный и ортотропный грунт можно прочитать здесь:
Здесь рассматриваем расчёт на примере использования программы КРОСС
2) Выполняется линейный расчёт
После чего рекомендуется проверить распределение напряжений и перемещений (характер деформации плиты) в "Графическом анализе".
3) Необходимо вернуться в модуль задания геометрии расчётной схемы
4) Выделяется фундаментная плита и выбирается на вкладке "Назначения" опция "Расчёт коэффициентов упругого основания" на панели инструментов «Назначение».
Для связи с программой КРОСС следует выполнить следующие действия:
- Подготовить в программе КРОСС данные по площадке строительства и сохранить их в файле с расширением CRS
Определение коэффициентов постели под плитой фундамента выполняется программой КРОСС на основе данных геологических изысканий.
Подробнее можно ознакомиться по ссылке:
- Выделить фрагмент расчетной схемы, для которого назначаются коэффициенты постели
- Отметить входящие во фрагмент пластинчатые элементы
Здесь нужно учитывать особенности (ограничения) работы программы КРОСС:
- фундаментная плита должна быть с замкнутым контуром (например две плиты с зазором уже нельзя, также участки фундамента, опирающиеся на грунт должны находится на одной отметке, иначе ничего не произойдет.)
- Нажать кнопку Расчет коэффициентов упругого основания в инструментальной панели Назначение
5) Появится окно, в котором необходимо выбрать комбинацию нормативных нагрузок, созданную для расчёта коэффициентов постели
Если программа определит, что среди результатов расчета есть значения Rz, то выставляется запрос об использовании этих значений в качестве давления на грунт:
В случае положительного ответа на запрос появляется диалоговое окно Выбор загружения, в выпадающем списке которого следует выбрать номер загружения или комбинации загружений определяющей Rz:
Здесь нужно учитывать особенности (ограничения) работы программы КРОСС:
- передаваемые в КРОСС нагрузки должны быть нормативными
Далее будет предложено открыть существующую площадку (если файл КРОСС с данным и площадки был создан заранее) с грунтовыми условиями или создать новую (задать и описать геологию на данном этапе), после чего откроется окно программы КРОСС.
Откроется новое окно, в котором необходимо указать, в каком месте сохранен файл КРОССа с расширением CRS, затем поставить галочку и нажать «Продолжить с выбранной площадкой».
6) Откроется КРОСС, запрашивая пользователя навести контур плиты на сетку грунтовых условий
В начальном состоянии фрагмент расчетной схемы (фундаментная плита), для которого определяются коэффициенты постели, размещается в левом нижнем углу площадки, а его контур, отмеченный курсором в виде пересечения стрелок, может перемещаться вслед за движением мыши.
После перемещения контура в нужное положения следует нажать левую кнопку мыши, в результате чего положение плиты будет зафиксировано в габаритах площадки.
Фрагмент расчетной схемы не может располагаться вне габаритов площадки или пересекать линии, ограничивающие эти габариты, кроме того, фрагмент не может пересекать контуры других фундаментов, ранее размещенных на площадке.
При размещении плиты в габаритах площадки достаточно выдерживать точность позиционирования измеряемую несколькими метрами, что практически не влияет на результаты расчета, но, если существующий и рассчитываемый фундаменты находятся достаточно близко, то точность позиционирования должна быть выше.
7) Редактируем местоположение точки сжимаемой толщи
Редактирование - точка расчета сжимаемой толщи.
(Красный крестик - проекция точки сжимаемой толщи - это центр сжимаемой толщи, данная точка должна быть всегда в центре если её там нет, то через выбор "редактирование" - "точка расчёта сжимаемой толщи" перемещаем её в центр.)
8) Далее необходимо ввести нагрузку (приложенную на уровне отметки подошвы фундамента) если нагрузка не импортируется из SCAD и задать значение отметки уровня подошвы фундамента.
(если нагрузка импортируется из SCAD, то значение нагрузки здесь ставится равным нулю)
Для этого необходимо нажать на следующую иконку:
А затем кликнуть курсором внутрь контура подошвы фундамента (проектируемого или рядом стоящего здания).
При первом расчете давление на грунт (нагрузка) и отметка подошвы задаются пользователем по правилам, описанным в руководстве к программе КРОСС. После получения значения Rz на каждом следующем шаге итерации задается только отметка подошвы (дополнительная нагрузка может задаваться, если это необходимо).
9) Запускается расчёт в КРОССе
Если расчёт прерывается с ошибкой "Полученная осадка равна нулю", то нужно проверить значения приложенных нагрузок (не нулевые ли они, присутствуют ли, приложены ли), а также проверить не лежит ли отметка подошвы фундамента выше отметок устий скважин (не расположена ли подошва фундамента выше земли.
10) Анализируем результат расчёта в КРОСС
Здесь:
"Объем извлеченного грунта" - это объем только в пределах (в границах) плиты.
"Нижняя отметка сжимаемой толщи" - если самая глубокая скважина глубиной 7м, а показывает 8,5м, то значит не хватает входных данных и надо производить добурение.
11) Нажимаем применить (тем самым уточняем коэффициенты постели)
12) Сохраняем данные для SCAD
(Для переноса рассчитанных коэффициентов постели в SCAD)
(В результате получены значения первой итерации расчета фундаментной плиты (см. выше "Результаты расчёта"). При сохранении данных для SCAD рассчитанные коэффициенты постели переносятся в SCAD.)
13) Удаляем плиту и сохраняем площадку (без плиты), после чего закрываем КРОСС
14) В SCAD появится окно "Назначение коэффициентов упругого основания"
В нём нужно выбрать количество коэффициентов.
Рекомендуется использовать 11, всего 10 оттенков цвета.
Также активируем чекбокс "Значения коэффициентов" - отобразятся значения коэффициентов.
Нажимаем "Ок".
Таким образом, для первой итерации задались начальным значением нагрузки и, в результате, получили значения первой итерации расчета фундаментной плиты.
15) Производим несколько итераций
Далее повторяем несколько раз, до достижения разницы в ~10% шаги в пунктах 8-14.
То есть далее ещё раз идем из Скад в Кросс и снова там прикладываем нагрузки взятые из Скад. После чего смотрим разброс значений коэффициентов постели и картину их распределения по плите. И опять уходим в Скад и опять там применяем найденные коэффициенты постели.
И так до тех пор пока разброс значений коэффициентов постели и картина их распределения по плите не начнут меняться незначительно (до разницы менее 10% ).
После чего выполняется обычный линейный расчет в SCAD.
