+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Автореферат
К-сть сторінок:
25
Мова:
Українська
дозволили визначити характер розподілу нормальних та дотичних до її бічної поверхні напруг. Побудовані за результатами вимірювань епюри показують, що при всіх стадіях НДС системи «пірамідальна паля – основа» характер розподілу напруг залишається незмінним. Епюри напруг з боку прикладання горизонтального навантаження мають вигляд трикутника з нульовим значенням у точці повороту осі палі і максимальним – на рівні її вістря, а з протилежного боку – окреслюються кривою з максимальним значенням на відстані 2/5 довжини палі від її голови і нульовими значеннями – на рівні голови та в точці повороту. Аналіз напруг показав, що при дії на палю горизонтального навантаження на її несучу здатність суттєво впливають нормальні до бічної поверхні зусилля, які складають 90 – 98% відповідної горизонтальної сили.
2. Пенетраційні дослідження дозволили встановити характер зміни під дією горизонтального навантаження зони ущільненого грунту, яка виникає навколо палі. Ця зона з боку дії горизонтального навантаження збільшується в нижній частині та практично не змінюється угорі, а з протилежного боку – збільшується угорі та залишається незмінною внизу.
3. За допомогою рішення змішаної пружнопластичної задачі дана оцінка НДС системи «пірамідальна паля – основа». Розроблена методика складання вихідних даних, до якої входить визначення розмірів та конфігурації розрахункової області, завдання граничних умов, вибір критеріїв критичних станів. Порівняння розрахункових та експериментальних залежностей деформацій від навантаження показує їх достатнє співпадання та дозволяє рекомендувати використану методику для визначення несучої здатності паль у практиці проектування.
4. У ході розрахункових досліджень роботи пірамідальних паль під дією вертикального та горизонтального навантаження вивчено вплив зміни розмірів та глибини занурення паль, фізико-механічних характеристик грунту на їх несучу здатність, визначені нормальні та дотичні до бічної поверхні напруги, розглянуто процес виникнення пластичних областей.
5. Проведені розрахункові дослідження показали, що рішення змішаної пружнопластичної задачі в умовах плоскої деформації може бути використане для визначення несучої здатності коротких пірамідальних паль на дію горизонтального навантаження. Порівняння розрахункових та експериментальних значень нормальних та дотичних напруг підтверджує правільність вибору розрахункової схеми та граничних умов.
6. Запропонована методика порівняння варіантів, яка передбачає вибір найкращого фундаменту на основі комплексної оцінки його технологічних, конструктивних та економічних характеристик. Аналіз результатів порівняння варіантів за цією методикою і за критерієм приведених витрат показує, що вони відрізняються тільки для варіантів з близькими значеннями приведених витрат. У цьому випадку вирішальними факторами при виборі варіанту за запропонованою методикою є технологічні та конструктивні параметри фундаменту.
7. Впровадження результатів дослідження в практику проектування та будівництва дозволило отримати економічний ефект у розмірі 73 тис. грн. та зменшити витрати: бетону на 58%, металу – на 55%, умовного палива – на 59%.
СПИСОК ДРУКОВАНИХ РОБІТ
Основні положення дисертації відображені в 16 роботах, найсуттєвішими серед яких є такі:
1. Щур Е. В. Экспериментальные исследования напряжений на контакте пирамидальная свая – грунт // Вісн. Придніпровської державної академії будівництва та архітектури: Наук. та інформ. бюл. – Дніпропетровськ, 1998. – № 3. – С. 44-49.
2. Щур Е. В. Расчетные исследования напряженно-деформированного состояния системы “пирамидальная свая – основание” под действием горизонтальной нагрузки // Вісн. Придніпровської державної академії будівництва та архітектури: Наук. та інформ. бюл. – Дніпропетровськ, 1998. – № 4. – С. 45-50.
3. Щур Е. В. Методика сравнения вариантов фундаментов // Коммунальное хозяйство городов: Респ. межведомственный науч. -техн. сб. – Вып. 15. – К. : Техніка, 1998. – С. 25-26.
4. Щур Е. В. Расчетные исследования работы пирамидальной сваи при действии вертикальной нагрузки // Коммунальное хозяйство городов: Респ. межведомственный науч. -техн. сб. – Вып. 15. – К. : Техніка, 1998. – С. 37-38.
5. Зоценко М. Л., Щур О. В. Експериментальні дослідження роботи пірамідальних паль під дією горизонтального навантаження // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво) / Полт. держ. техн. ун-т ім. Ю. Кондратюка. – Вип. 1. – Полтава, ПДТУ ім. Ю. Кондратюка, 1998. – С. 131-141. Особистий внесок автора – проведення експериментальних досліджень, математичне моделювання роботи пірамідальної палі.
АНОТАЦІЯ
Щур О. В. Напружено-деформований стан системи «пірамідальна паля – основа» під дією вертикального та горизонтального навантаження. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05. 23. 02 – Підвалини та фундаменти. – Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 1998.
Експериментально досліджені нормальні та дотичні до бічної поверхні короткої пірамідальної палі напруги під дією горизонтального навантаження. Вивчено зміни під дією горизонтального навантаження зони ущільнення, яка утворюється при зануренні палі в грунт. Дана оцінка напружено-деформованого стану системи «пірамідальна паля – основа» під дією вертикального та горизонтального навантаження з використанням рішення змішаної пружнопластичної задачі. Запропонована методика визначення оптимального варіанту фундаменту.
Ключові слова: нормальні, дотичні напруги, пірамідальна паля, напружено-деформований стан, змішана пружнопластична задача, зона ущільнення, горизонтальне навантаження, вертикальне навантаження.
ANNOTATION
Shchur E. V. Strain and deformation state of the «Pyramidal Pile – Base» system under action of vertical and horizontal loads. Manuscript.
Dissertation for degree of Candidate of Technical Sciences speciality 05. 23. 02 – Basements and foundations. The Pridnieprovsk State Academy of Construction and Architecture. Dnipropetrovsk, 1998.
The normal and tangential strains upon side surface of the short pyramidal pile under action of the horizontal load have been experimentally investigated. The change under the action of the horizontal load of packing zone, which is formed when dipping the pile into the ground, has been investigated. Evaluation of the strain-deformation state of the «Pyramidal Pile – Basement» system under action of the vertical and horizontal loads has been carried out with solution of the mixed elastic-plasticity-problem being used. Techniques for determination of the optimum foundation version are offered.
Key words: normal, tangential strains, pyramidal pile, strain and deformation state, the elastic-plasticity-problem, the packing zone, vertical load, horizontal load.
АННОТАЦИЯ
Щур Е. В. Напряженно-деформированное состояние системы «пирамидальная свая – основание» под действием вертикальной и горизонтальной нагрузки. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 23. 02 – Основания и фундаменты. – Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, Днепропетровск, 1998.
Проведены экспериментальные исследования нормальных и касательных к боковой поверхности короткой пирамидальной сваи напряжений, возникающих при действии горизонтальной нагрузки. Исследования выполнены с помощью пирамидальной сваи, оборудованной тензодинамометрами, способными измерять нормальные и касательные усилия.
По результатам эксперимента построены эпюры нормальных и касательных напряжений при различных ступенях нагрузки. Установлено, что при действии горизонтальной нагрузки на пирамидальную сваю характер распределения напряжений не изменяется с увеличением силы.
Эпюры нормальных и касательных напряжений имеют аналогичное очертание, но численные значения нормальных напряжений превышают соответствующие значения касательных напряжений. Согласно эпюрам максимальные напряжения возникают: со стороны действия горизонтальной силы у острия сваи, с противоположной стороны – на расстоянии 2/5 длины сваи от ее головы. Минимальные напряжения возникают: со стороны действия силы в точке поворота оси сваи, с противоположной стороны – на уровне ее головы и в точке поворота.
В ходе эксперимента методом пенетрации исследованы изменения под действием горизонтальной нагрузки зоны уплотнения, которая образуется при погружении сваи в грунт. Установлено, что под действием горизонтальной нагрузки зона уплотнения изменяется только в плоскости действия силы (увеличивается внизу со стороны грани, к которой приложена сила, и вверху – со стороны противоположной грани). Получены уравнения взаимосвязи удельного сопротивления пенетрации с физико-механическими характеристиками грунта, позволяющие определить удельное сцепление, угол внутреннего трения, модуль деформации в любой точке околосвайного пространства.
Выполнена оценка напряженно-деформированного состояния системы “пирамидальная свая – основание” при действии вертикальной и горизонтальной нагрузки. При математическом моделировании использовалось решение осесимметричной (для вертикально нагруженных свай) и плоской (для горизонтально нагруженных свай) упругопластической задачи.
При проведении расчетных исследований грунт представлялся сплошной изотропной средой, моделируемой согласно закону пластического течения. Решение упругопластической задачи осуществлялось с помощью метода конечных элементов и метода начальных напряжений. Особенностью выполненных исследований являлось выделение на расчетной схеме зоны уплотнения, состоящей из нескольких слоев, физико-механические характеристики которых определялись по уравнениям взаимосвязи их с удельным сопротивлением пенетрации.
В результате расчетных исследований получены графики зависимости осадки сваи от вертикальной нагрузки, горизонтального перемещения от горизонтальной нагрузки, эпюры нормальных и касательных к боковой поверхности сваи напряжений, изучено влияние на несущую способность сваи изменения ее геометрических параметров, глубины погружения, физико-механических характеристик грунта околосвайного пространства. Сравнение экспериментальных и расчетных данных показало хорошую сходимость, что позволяет рекомендовать предложенную методику для расчета коротких пирамидальных свай при действии вертикальной и горизонтальной нагрузки.
Предложена методика определения оптимального варианта фундаментов, основанная на комплексной оценке их конструктивных, технологических и экономических параметров. Данная методика была апробирована в различных инженерно-геологических условиях для фундаментов под трехшарнирную раму.
Ключевые слова: нормальные, касательные напряжения, пирамидальная свая, напряженно-деформированное состояние, смешанная упругопластическая задача, зона уплотнения, вертикальная нагрузка, горизонтальная нагрузка.