Строительные конфигурации и конструкции фундаментов со временем усложняются, вес зданий и сооружений увеличивается, но многие расчеты все еще ведутся по упрощенным методикам, когда работа системы: «Грунт — Свая — Фундаментная плита — Здание», описывается весьма приближенно или не учитывается вовсе. Такое пренебрежение к моделированию расчетной модели и к последующему проектированию влечет за собой серьезные последствия:

1. Аварийные ситуации на строительной площадке или в ходе эксплуатации;
2. Увеличение стоимости строительства из-за чрезмерно консервативных решений, что экономически нецелесообразно.

Для таких случаев следует подробно описать систему: «Основание — Фундамент — Здание», так как фундамент воспринимается внешние нагрузки, действующие в строительный и эксплуатационный периоды, и, в то же время, передает их на грунтовый массив.

В грунтах могут возникнуть нормальные и касательные напряжения, ведущие к их деформации, которые в большинстве случаев будут пластическими — в линейной постановке расчета учесть их влияние на поведение сооружения невозможно.

Тренды расчетного анализа свайных фундаментов

За последние годы в строительной индустрии проведено значительное количество экспериментальных и теоретических исследований по свайным фундаментам. В результате улучшены нормы проектирования и методы расчета свай с использованием физико-механических характеристик грунтов для разных математических моделей. Они позволяют описать как взаимодействие свайного фундамента и грунта, так и нелинейное поведение грунтов: усесть историческое уплотнение, эффект упрочнения или разупрочнения грунта.

В соответствии с действующими нормативами расчет конструктивной системы: «Сваи — Грунтовый массив — Изгибаемая плита — Верхнее строение» в общем случае следует производить в пространственной постановке с учетом совместной работы надземных и подземных конструкций зданий, свайных фундаментов и их основания.

Определение внутренних усилий в сваях и в плите ростверка следует выполнять численными методами с использованием программных комплексов, позволяющих описать такое взаимодействие.

Все еще распространено использование линейных численных моделей для описания поведения грунтового массива, но в последние годы требования экспертных органов становится строже и недалеко то время, когда экспертиза потребует использования только нелинейных численных моделей в расчетах.

На вебинаре «Тренды расчетного анализа свайных фундаментов на примере конструкции высотного здания с учетом нелинейности» мы разобрали пример реализации системы: «Сваи — Грунтовый массив — Изгибаемая плита — Верхнее строение» с учетом нелинейных упругопластических моделей основания в пространственной постановке.

Разобран сравнительный анализ конечно-элементных моделей свайного фундамента при взаимодействии с основанием при использовании разных численных моделей грунтового основания. Преимущества решения подобных задач в нелинейной постановке.

Рассказываем, как описать численную модель с учетом различных типов нелинейностей: физическая, геометрическая и контактная. Какое моделирование: линейное или нелинейное — дает наиболее точные результаты? Как сделать прогнозные расчеты поведения грунтов проще и точнее, сократив при этом суммарные издержки на реализацию проекта. Разбираем на примерах и кейсах.