Инженеры Новгородского государственного университета (НовГУ) разработали новый способ расчета предварительной осадки свайных фундаментов без необходимости использования сложных компьютерных программ. Этот метод, основанный на математической формуле, ускоряет и упрощает процесс проектирования для строителей. Об этом сообщил Вячеслав Урсаки, кандидат экономических наук и доцент кафедры строительного производства НовГУ.
Влияние жесткости ростверка на осадку фундамента
Исследование показало, что применение жесткого ростверка, то есть железобетонной плиты, объединяющей сваи в единую конструкцию, значительно снижает осадку фундамента по сравнению с гибкими конструкциями. Жесткий ростверк более равномерно распределяет нагрузку между сваями, что приводит к уменьшению осадки.
Упрощенный метод расчета
Разработанная математическая формула позволяет инженерам выполнять предварительный расчет осадки свайного фундамента без использования специализированного программного обеспечения. В будущем планируется создание готовых таблиц с переводными коэффициентами для типовых конструктивных решений, что сделает этот метод еще более доступным для инженеров.
Важность свайных фундаментов
Свайные фундаменты являются основным способом строительства на сложных грунтах и при больших нагрузках на здание. Инженеры решают две ключевые задачи: проверяют, смогут ли сваи выдержать нагрузку, и рассчитывают величину осадки фундамента. Первая задача хорошо регламентирована строительными нормами, а вторая вызывает сложности, особенно при учете жесткости ростверка.
Жесткость ростверка: теория и практика
Ростверк может быть гибким, как тонкая пластина, или жестким, как массивная плита. На практике чаще всего используется жесткий ростверк, но его расчеты сложны и требуют применения компьютерных программ. Урсаки предлагает упрощенный метод, который позволяет инженерам выполнить предварительный расчет осадки вручную.
Сравнение жестких и гибких ростверков
Для иллюстрации эффективности нового метода Урсаки сравнил два крайних случая: группу свай с гибким ростверком и ту же группу с абсолютно жестким ростверком. Результаты показали, что осадка фундамента с жестким ростверком была на 21,9% меньше, чем с гибким. Для отдельной сваи с такой же нагрузкой осадка оказалась вдвое меньше. Это свидетельствует о том, что жесткий ростверк более эффективно распределяет нагрузку между сваями.
Распределение нагрузки на угловые сваи
Нагрузки на сваи также изменяются. При жестком ростверке угловые сваи испытывают на 10,4% больше нагрузки по сравнению с гибким ростверком. Это связано с тем, что жесткий ростверк, как твердая балка, передает большую часть давления на краевые опоры.
Теоретические основы метода
Для упрощения расчетов исследователи приняли несколько допущений: грунт деформируется равномерно, сваи длинные и висячие, расстояние между сваями одинаковое во всех направлениях и составляет от трех до пяти диаметров сваи, сама свая не сжимается. Эти допущения позволили разработать упрощенную математическую модель, которая дает достаточно точные результаты.
Практическое применение
Урсаки и его команда применили новый метод к реальному примеру расчета и получили осадку 28,5 мм. Этот результат совпал с результатом точного компьютерного расчета с погрешностью менее 2%. Это свидетельствует о высокой точности и надежности нового метода.
Источник:
Получите бесплатный доступ к системе Техэксперт на 7 дней
Оставайтесь с нами в соц сетях!