6675x
001562
2019-03-06

Варианты моделирования буронабивных свай

Пример 1: железобетонная плита на девяти буронабивных сваях

Железобетонная плита размером 10 х 10 м и толщиной 180 мм опирается на девять буронабивных свай, из которых четыре (узловая опора 5), включая среднюю, передают силы только в направлении Z. Две из оставшихся буровых свай имеют наклон 10° по отношению к оси Х (узловая опора 6), а другие две имеют наклон 10° по отношению к оси Y (узловая опора 7). Последняя буронабивная свая имеет наклон 10° относительно оси X и оси Y (узловая опора 8). Это позволяет действие горизонтальных сил в соответствующих направлениях и система является устойчивой.

На целую систему действует поверхностная нагрузка 4,5 кН/м² и две линейные нагрузки, каждая из которых равна 1,0 кН/м.

В первом варианте моделирования, буровые сваи заданы как прямо стоящие и наклонные жесткие опоры, в то время как во втором варианте они моделируются в виде балок с шарнирным соединением. В принципе, оба варианта моделирования отличаются лишь жесткостью балок при растяжении.

Третий вариант моделирования соответствует второму решению, но дополняется упругим основанием каждого стержня в местном направлении у и z, которое имитирует деформируемость грунтового основания.

Для ввода пружинных постоянных, см. статью Упругие основания стержня 1: Продольные пружины и FAQ Как задать упругое основание стержня?

Различия этих трех вариантов наиболее видны в результатах. Как упоминалось выше, в вариантах 1 и 2 отсутствует принципиальная разница между опорными реакциями, потому их конечные результаты соответствуют друг другу. При заданном нагружении в сваях возникают как растягивающие, так и сжимающие силы. Это приводит к тому, что нагрузка распределяется относительно неравномерно и достигает высоких значений. Что касается максимальной опорной реакции, там оба варианта находятся на безопасной стороне. На Рисунке 04 показаны опорные реакции вариантов 1 и 2 в режиме видимости по строкам.

Чтобы уменьшить опорные реакции и равномерно распределить их, рекомендуется задать упругое основание стержня. Поскольку возникающие при этом поперечные силы и изгибающие моменты являются относительно малыми, мы будем рассматривать только возникающие нормальные силы и опорные усилия. На Рисунке 05 показаны опорные реакции варианта 3 в режиме видимости по строкам.

Пример 2: Стальная конструкция на трех буронабивных сваях

Стальная конструкция, состоящая из двух стальных балок длиной 3, жестко соединенных друг с другом, и 1-метровой консоли, нагружена тремя единичными нагрузками в трех направлениях на конце консоли. В качестве опоры затем выступают три буровые сваи с наклоном 10° относительно оси Х и оси Y.

Для данного случая возможны два варианта моделирования: Вариант 1 без упругого основания стержня, вариант 2 с упругим основанием стержня.

Если рассматривать конструктивную систему как в плоскости XZ, так и в плоскости YZ, то очевидно, что из-за активных линий сил в буронабивных сваях, которые пересекаются в одной общей точке, конструкция является неустойчивой.

Это значит, в данном случае просто необходимо задать упругое основание.

Заключение

У конструкций с буронабивными сваями,дают два предлагаемых варианта моделирования - с упругим основанием или без упругого основания стержня, различные результаты. При учете нормальных сил в сваях, вариант без упругого основания стержня становится менее благоприятным, тогда как вариант с упругим основанием стержня обычно является более экономичным. В случае недостаточной жесткости конструкции требуется применить упругое основание стержня, однако лишь при условии, что в конструкции не предусмотрены другие горизонтальные элементы жесткости.


Автор

Г-н Аккерманн является контактным лицом по вопросам продаж.

Ссылки
Скачивания