Лира расчет осадки фундамента

35. Расчёт свайных фундаментов в ПК ЛИРА 10.6: одиночная свая, свайный куст, условный фундамент.

То, чего долго ждали все наши пользователи, наконец свершилось: в ПК ЛИРА 10.6 появился новый конечный элемент 57 – «Свая», реализующий положения СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Появление этого конечного элемента значительно расширяет возможности программного комплекса, при расчёте зданий на свайных фундаментах, позволяет делать такие расчёты быстрее и точнее. Если ранее пользователям ПК ЛИРА приходилось моделировать сваи 56 КЭ, при этом их жесткость высчитывалась либо в сторонних программах, либо вручную, то теперь все сделает программа, необходимо лишь ввести исходные данные.

Реализация

В ПК ЛИРА 10.6 реализованы следующие расчётные ситуации:

Одиночная свая (п.п.7.4.2 – 7.4.3, СП 24.13330.2011);

Свайный куст (п.п. 7.4.4 – 7.4.5, СП 24.13330.2011);

Условный фундамент (п.п. 7.4.6 – 7.4.9, СП 24.13330.2011);

При этом принимаются следующие допущения:

— Условно принято, что несущая способность сваи обеспечена; — Грунт, на который опирается свая, рассматривается, как линейно-деформируемое полупространство; — Выполняется соотношение: (l – длина, d — приведенный диаметр ствола сваи).

Реализованы следующие типы свай (рис. 1):

При этом конец сваи может быть, как заостренным, так и булавовидным.

Рис. 1. Типы свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчёт одиночной сваи

Для каждой сваи, будь она одиночной или в составе куста/условного фундамента, задаются следующие параметры (рис. 2):

• Длина сваи

• Количество участков разбиения – чем больше это число, тем точнее производится расчет

• Модуль упругости ствола – характеристика материала из которого изготовлена свая;

• Коэффициент Пуассона материала;

• Глубина от поверхности земли, на которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности (при сейсмических воздействиях).

• Объёмный вес материала сваи.

Рис. 2. Задание параметров сваи. ПК ЛИРА 10.6

Параметры расчёта для одиночной сваи задаются при нажатии на кнопку «Вычисление жесткости одиночной сваи» (Рис. 3).

Рис. 3. Параметры для вычисления жесткости сваи. ПК ЛИРА 10.6

При этом боковой коэффициент постели на поверхность сваи вычисляется по формуле:

, где К — коэффициент пропорциональности, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю (Приложение В, таблица В.1); γс — коэффициент условий работы грунта. Для одиночной сваи γс =3.

Расчёт осадки одиночной сваи производится в соответствии с СП 24.13330.2011: для сваи без уширения по п. 7.4.2 а, для сваи с уширением по п. 7.4.2 б.

Расчёт свайного куста

Для создания свайного куста необходимо вызвать команду «Группы свай», которая находится на панели инструментов либо в пункте меню «Назначения». Для задания свайного куста необходимо выделить группу свай, которая будет входить в куст и нажать на кнопку «Добавить свайный куст» (рис. 4).

Рис. 4. Задание свайного куста. ПК ЛИРА 10.6

Методика расчета свайного куста соответствует п. п. 7.4.4 – 7.4.5 СП 24.13330.2011. При этом жесткостные характеристики сваи вычисляются автоматически в Редакторе грунта, для чего в последнем таблица задания физико-механических характеристик дополнилась четырьмя столбцами (рис. 5):

Показатель текучести «IL» для пылевато-глинистых грунтов;

Коэффициент пористости «e» для песчаных грунтов;

Коэффициент пропорциональности «К», который можно задать численно, либо интерполировать выбором грунта из колонки «Тип грунта для свайного основания»;

Тип грунта для свайного основания (таблица В.1 СП 24.13330.2011). Используется для интерполяции значений «К» по заданному показателю текучести «IL» или коэффициенту пористости «e» грунта.

Рис. 5. Таблица физико-механических характеристик ИГЭ. ПК ЛИРА 10.6

В параметрах расчёта (рис. 6) появилась новая вкладка – «Сваи», в которой указываются необходимые для расчёта параметры:

k — коэффициент глубины под пятой (п.7.4.3 СП 24.13330.2011);

γ_c — коэффициент условий работы для расчета свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011);

γ_с а — коэффициент уплотнения грунта при погружении сваи, учитывается для понижения коэффициента пропорциональности К при работе свай в составе куста (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011).

Рис. 6. Вкладка расчёт свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчет осадки Свайного куста производится согласно п. п. 7.4.4 — 7.4.5 СП 24.13330.2011. При расчете осадок группы свай учитывается их взаимное влияние. Расчет коэффициента постели Сz грунта на боковой поверхности сваи, с учетом влияния свай в кусте, производится, как для одиночной сваи, но коэффициент пропорциональности К умножается на понижающий коэффициент αi.

Взаимное влияние осадок кустов свай учитывается так же, как при расчете условных фундаментов. Расчет жесткостей свай в свайных кустах происходит по той же методике, что и для одиночных свай, но с учетом их взаимовлияния как в кусте, так и между кустами.

Расчет условного фундамента

Задание условного фундамента от свайного куста отличается лишь тем, что в «Группе свай» выбирается пункт «Условный фундамент». Также необходимо задать дополнительно Аcf — площадь условного фундамента и способ расстановки свай — рядовой или шахматный.

Геологические условия, а также физико-механические характеристики грунтов основания задаются в Редакторе грунта.

Полная осадка свайного поля фундамента определяется по формуле:

Где: — осадка условного фундамента,

— дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента,

—дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи.

Дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи — вычисляется по формуле:

Нахождение осадки условного фундамента, а также расчет взаимовлияния групп свай (в том числе и свайных кустов) возможно производить по аналогии с плитными фундаментами по 3-м различным методам:

Метод 1 — модель основания Пастернака,

Метод 2 — модель основания Винклера-Фусса,

Метод 3 — модифицированная модель Пастернака.

В случае, если расчёт производится в модуле Грунт, необходимо, как для расчёта пластинчатых элементов, назначить сваям начальную нагрузку, которую потом можно будет уточнить с помощью функции преобразования результатов в исходные данные (рис. 7). Это делается в команде «Упругое основание».

Рис. 7. Назначение сваям начальной нагрузки. ПК ЛИРА 10.6

После расчёта в модуле Грунт, вызвав функцию «Анализ модели», можно отследить осадки, жесткости, и прочие параметры свай и грунта (рис. 8).

Рис.8. Визуализация расчёта. ПК ЛИРА 10.6

Таким образом, мы рассмотрели новую функцию, появившуюся в ПК ЛИРА 10.6, которая позволяет рассчитывать здания на свайных фундаментах.

Источник

Расчет осадки плиты в Лира-грунт

Практически дословно привожу разъяснения полученные у постановщика «Лира ГРУНТ»

1. При вычислении глубины сжимаемой толщи по СНиП 2.02.01-83 не учитывается уменьшение среднего давления под подошвой для фундаментов шириною менее 10 метров. Поэтому и значение глубины по обеим нормам одинаковое.

2. Пункт 5.5.34 СП о том, что допускается не учитывать 2-е слагаемое формулы 5.14, не реализован, так как это всего лишь допускается, а не обязывается к исполнению. Это пожелание может быть учтено в дальнейшем.

3. Задание минимальной глубины сжимаемой толщи обеспечивает выполнение
положений п. 5.5.41, а также позволяет избежать ситуации, возникающей в СНиП 2.02.01-83 при большой глубине заложения, когда величина сжимаемой толщи стремится к нулю. Максимальная глубина сжимаемой толщи определяется также положениями п. 5.5.41.
Исследование по изменению величины Нс при изменении минимальной величины Нс принято к сведению.

4. Пожелание по поводу неограниченного увеличения коэффициента перехода ко 2-му модулю может быть учтено в дальнейшем.

5. В Вашем примере рекомендуем пользоваться программой вычисления С1, С2 в меню «Жесткости».

П.С.
.Почему бы Вам не стать официальным пользователем и получать данного рода пояснения у службы сопровождения.?

Уважаемый, Юрий Гензерский! Спасибо, что так подробно, даже не ожидал.

По п. 1. С точностью до наоборот — п. 2. прил. 2. СНиП 2.02.01-83 гласит о том, что в ф.2 — Ро = Р — Sigma zg,0 — дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b >= 10 м принимается Ро = Р).

По п. 2. согласен, что допускается. Если, допустим, котлован отрыт на 2-3 м, и забито свайное поле под плиту или отдельные кусты. В Грунт задаются условные фундаменты и ветвь вторичного нагружения высчитывается до отметки низа условного фундамента, что приводит к завышению осадки. Хотелось-бы универсальности.

По п. 3. Может быть и так. Здесь было-бы удобнее поставить выбор или коэффициент или толща с предупреждением, что глубина сжимаемой толщи меньше минимальной. Просто есть случаи, когда сжимаемую толщу наоборот нужно ограничить и точно попасть в это значение. В 6 релизе это наконец-то можно сделать — нужно выставить коэффициент например 2 вместо 0,2, а глубину сжимаемой толщи — необходимую в данном случае. В принципе то, что сейчас есть удобнее использовать чем в предыдущих релизах и можно точно с первой попытки попасть в нужную Нс.

p.s. Подождем седьмого релиза, посмотрим армирование и тогда — очень может быть

Источник

КОРРЕКТИРОВКА СВОЙСТВ СВАЙ В ПК ЛИРА-САПР

Для того чтобы избавиться от ранее удаленных элементов и обеспечить совместную работу конечных элементов, необходимо выполнить упаковку схемы.

Обратите внимание, что свая в ПК ЛИРА-САПР может быть смоделирована как единственный одноузловой конечный элемент типа 57 (ВИДИО -ЛИРА-САПР 2015: Жесткость свай), либо как цепочка вертикальных стержней (Статья -Моделирование сваи цепочкой вертикальных стержней).

В нашем примере рассмотрен способ моделирования свай цепочкой вертикальных стержневых элементов, соединенных одноузловыми конечными элемента типа 57 (КЭ57). Сверху и снизу цепочки также располагаются КЭ57. Стержневые элементы моделируют тело сваи, а КЭ57 – жесткость грунтового основания сваи.

Для КЭ-57 характеристики слоев грунта определяются автоматически на основе созданной трехмерной модели грунта и местоположения сваи.

Для моделирование сваи цепочкой вертикальных стержней в диалоговом окне Группы свайного поля выполняем корректировку свойств свай (рис.8):

— L – длина сваи, м;

— D, d – размеры круглого сечения;

— B, H – размеры прямоугольного сечения, см;

— Ec – модуль деформации материала сваи, т/м2;

— db – диаметр уширения, м;

— γс – коэффициент условий работы;

— Lv – количество участков разбиения сваи по длине (для учета боковых коэффициентов жесткости грунта по глубине);

— k — коэффициент глубины под пятой сваи; позволяет управлять толщиной учитываемого слоя грунта под пятой сваи при вычислении вертикальной жесткости;

— hd – глубина от поверхности земли, на которой НЕ учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности (при сейсмическом воздействии), м.

Рис.8 Диалоговое окно Группы свайного поля

Далее, настраиваем способ моделирования свай (одноузловым конечным элементом «свая» КЭ 57 или цепочкой стержневых элементов).

Настраиваем условия сопряжения свай с ростверком в зависимости от конструктивного решения узла.

Задается способ вычисления жесткостей свай:

-Первый вариант — по результатам полевых испытаний, когда задается коэффициент, который определяет какая часть нагрузки, распределяется по длине сваи, а оставшейся часть воспринимается пятой сваи.

— Второй способ — на основании несущей способности сваи, вычисленные по грунту в зависимости от характера работы сваи и в зависимости от условий работы сваи, условий погружения.

Для уточнения горизонтальной жесткостей свай с учетом взаимного влияния, есть возможность задания радиуса влияния сваи на другие сваи, которое можно представить в абсолютном виде или множителем к соответствующему размеру сваи.

Еще одна опция, которая называется: «использовать условную ширину опирания сваи на грунт» при вычислении горизонтальной жесткости и если данная опция отключена, то используется соответствующий габарит и сечение сваи (более подробно вычислений условной ширины можно посмотреть в приложении «Б» СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»).

Подтверждаем, сделанные изменения и у нас автоматически происходит перегенерация расчетной модели, цепочку вертикальных элементов создается автоматически. При изменении свойств Группы свайного поля, которой принадлежит свая, происходит автоматическое изменение длина и поперечного сечение сваи.

В месте примыкания к ростверку, если он задан в виде горизонтальных пластинчатых конечных элементов или в виде горизонтальных стержней прямоугольного поперечного сечения, в свае создается абсолютно жесткая вставка, длина которой равна половине толщины фундаментной плиты или половине высоты балки ростверка.

Плита может опираться на сваю как жестко, так и шарнирно, в последнем случае в месте прикрепления на свае будет создан шарнир.

Далее приступаем к подключению модели грунта. Таблица характеристик грунтов дополнена новым блоком информации, в котором задается коэффициент пропорциональности, принимаемых в зависимости от вида грунта, окружающего сваю.

Рис.9 Таблица характеристик грунтов

Графическая среда системы грунт позволяет контролировать привязки свайного поля на плане, а также по высоте грунтового массива (рис.10).

Рис.10 Произвольный разрез в системе Грунт

Активируем опцию «привязка» и вводим величину привязки соответствующей системе координат, которая используется в модели грунта.

Сохраняем сделанные изменения и выполняем первый расчет жесткостей.

Для контроля полученных жесткостей созданы соответствующие мозаики. Применение конечных элементов свая дает возможность адекватно учесть совместную работу свайного основания и грунтового массива без привлечения громоздких трехмерных моделей грунта. По результатам статического и динамического расчета в конечных элементах свая, вычисляются усилия, которые выводятся в виде таблиц и мозаик.

Так как, в расчетной модели не учитывалось взаимного влияния свай, все жесткости, независимо от положения свай в свайном поле, одинаковые (Рис.10).

Рис.10 Мозаика жесткостей Rх, т/м

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Источник