Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Чунюк Дмитрий Юрьевич

Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов
<
Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Чунюк Дмитрий Юрьевич. Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.02. - Москва, 2002. - 136 с. : ил. РГБ ОД, 61:03-5/2722-3

Содержание к диссертации

Введение

Глава I Анализ методов расчета и экспериментальных исследований работы комбинированных свайно-плитных фундаментов (КСП) и свайных фундаментов с низким ростверком

1. Существующие методы расчета КСП и свайных фундаментов с низким ростверком

2. Эксперименты по определению роли ростверка в несущей способности свайных фундаментов

Выводы по I главе 40

Глава II Исследование работы одиночных свай с плитным низким ростверком с учетом работы ростверка

1. Общие положения 41

2. Базовые принципы метода конечных элементов используемые при численном моделировании

3. Программа численного моделирования и план эксперимента

4. Результаты исследования и численного эксперимента

Выводы по главе II 68

Глава III Исследование работы массивных комбинированных свайно-плитных фундаментов

1. Особенности работы системы плита - свая грунт в межсвайном пространстве свайных полей и кустов свай

2 Назначение, программа и общая методика проведения экспериментов

3. Компьютерный эксперимент по моделированию работы комбинированного свайно-плитного фундамента

Выводы по главе III 102

Глава IV Разработка инженерного метода расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов

1. Определение коэффициентов жесткости основания свай и ростверка в комбинированном свайно-плитном фундаменте 105

2. Предлагаемая схема расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов методом конечных элементов с помощью переменного коэффициента жесткости основания

3. Пример расчета комбинированного свайно-плитного фундамента по предлагаемой методике

4. Сравнение результатов полученных по предлагаемой методике с фактическими значениями и значениями, полученными по нормативной литературе

5. Пределы применения предлагаемой методики 123

Выводы по главе IV 124

Заключение 125

Список литературы 128

Введение к работе

Актуальность темы. В последнее годы свайные фундаменты получили очень широкое применение в гражданском и промышленном строительстве во всем мире. Потребность в сооружении свайных фундаментов зданий и сооружений в последние годы становится особенно актуальной в связи с тем, что территории с благоприятными для строительства грунтовыми условиями являются освоенными, увеличивается этажность зданий и нагрузки на основания. Известно также, что в ряде случаев использование свайных фундаментов и на достаточно прочных грунтах, и в случаях, когда с поверхности залегает прослойка прочного грунта, оказывается в экономическом и технологическом отношении более эффективным по сравнению с фундаментами мелкого заложения. В этих случаях, при контакте ростверка с грунтом, часть внешней нагрузки может передаваться на основание через его подошву. Учет сопротивления грунта под подошвой низкого ростверка при расчете несущей способности свайных фундаментов в ряде случаев позволяет значительно снизить стоимость свайных фундаментов, а также уменьшить общие и неравномерные осадки сооружения при больших нагрузках. Экономия достигается за счет сокращения необходимого количества железобетонных свай в фундаменте и за счет сокращения расхода арматуры в ростверке, благодаря разгружающему действию реактивного отпора грунта при работе ростверка на поперечный изгиб.

В связи с этим сохраняется актуальность разработки расчетной схемы взаимодействия свайного фундамента с основанием с учетом передачи части нагрузки через подошву низкого ростверка. Для массивных сооружений имеющих большие размеры в плане и большие нагрузки на основание, такой тип фундаментов получил название комбинированные свайно-плитные фундаменты.

Целью диссертационной работы является исследование характера работы комбинированных свайно-плитных фундаментов и разработка инженерного метода расчета с учетом взаимодействия между сваями, ростверком и грунтом в межсвайном пространстве.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи диссертационной работы:

- анализ и систематизация методов расчета и результатов экспериментальных работ по учету влияния низкого ростверка на несущую способность свайных фундаментов;

- разработка общей расчетной схемы взаимодействия элементов комбинированного свайно-плитного фундамента (свая - ростверк - грунт);

- проведение численных экспериментов по изучению работы одиночных свай с плитным низким ростверком и комбинированных свайно-плитных фундаментов с использованием объемных моделей;

- обоснование назначения и программы численного моделирования;

- разработка математического описания расчетной схемы, алгоритмов и программ для проведения численных экспериментов;

- выполнение анализа проведенных численных экспериментов:

- разработка инженерного метода расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов и составление рекомендаций для применения на практике полученных результатов.

Методы исследования

1. Анализ и обобщение существующих методов расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов и фундаментов с низким ростверком с учетом работы ростверка и результатов экспериментов по определению сопротивления грунта под подошвой ростверка и комбинированного свайно-плитного фундамента.

2. Численные эксперименты с использованием объемных моделей работы одиночных свай с плитным низким ростверком и комбинированных свайно-плитных фундаментов с помощью ЭВМ.

3. Анализ экспериментальных и расчетных данных с целью определения параметров расчетной схемы и разработки инженерного метода расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов.

Научная новизна: В диссертационной работе впервые использовано объемное моделирование реальных грунтовых условий с помощью расчетной программы использующей метод конечных элементов для изучения влияния ростверка на несущую способность одиночной сваи и комбинированных свайно-плитных фундаментов. На основе полученных данных разработана расчетная схема и инженерный метод расчета, учитывающий долю ростверка в несущей способности комбинированного свайно-плитного фундамента.

Практическое назначение: Данная работа способствует развитию представлений о деформациях и несущей способности групп свай, свайных полей с учетом работы плитной части. Результаты численных экспериментов могут служить основанием для выполнения практических расчетов. Полученная методика значительно упрощает расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов и может быть широко использована в инженерной практике.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Апробация результатов исследования: Основные положения работы были доложены на Третьей научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов "Строительство - формирование среды жизнедеятельности" МГСУ, 2000г.; на Первых Денисовских чтениях МГСУ 2000г.; на Четвертой и Пятой научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и докторантов "Строительство - формирование среды жизнедеятельности" МГСУ, 2001г., 2002г. На защиту выносятся:

- разработанная объемная модель использованная при численном моделировании работы одиночной сваи с плитным низким ростверком и комбинированного свайно-плитного фундамента;

- результаты численных экспериментов по изучению работы одиночной сваи усиленной плитным ростверком;

- разработанная модель для расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов;

- результаты численных экспериментов по моделированию работы комбинированных свайно-плитных фундаментов;

- инженерная модель и метод расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов с использованием переменного коэффициента жесткости основания (коэффициента постели).

Объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Объем диссертации -136 страниц текста включая, 53 иллюстрации, 9 таблиц и список литературы из 110 наименований.

Диссертационная работа выполнена автором на кафедре Механики грунтов, оснований и фундаментов Московского Государственного Строительного Университета под руководством канд. техн. наук., профессора Семенова В.В..

Автор выражает глубокую благодарность своему руководителю кандидату технических наук профессору В.В. Семенову за помощь при работе над диссертацией. Кроме того, хочется выразить благодарность зав. кафедры МГрОиФ МГСУ доктору технических наук профессору З.Г. Тер-Мартиросяну, сотрудникам кафедры МГрОиФ кандидатам технических наук профессору Н.М. Дорошкевич и кандидату технических наук профессору В.В. Знаменскому, за содействие в обсуждении отдельных положений и глав диссертационной работы, а также сотрудникам ГПИ Фундаментпроект за помощь в предоставлении архивных материалов.

Эксперименты по определению роли ростверка в несущей способности свайных фундаментов

В данной части первой главы излагаются материалы и данные лабораторных и натурных испытаний свайных фундаментов с низким ростверком и одиночных свай с плитными ростверками.

Впервые большое количество экспериментальных работ по испытанию одиночных свай и свайных кустов провел В.Н. Голубков в 1938 году. В.Н. Голубков изучал влияния работы низкого ростверка на несущую способность и осадку свайного фундамента. С этой целью на площадке были испытаны пробной нагрузкой два одинаковых куста, из которых один имел низкий ростверк, а второй ростверк, не касающийся подошвой поверхности площадки. На основании полученных результатов, автор пришел к выводу, "что при расстоянии между сваями 3d и нагрузках, превосходящих 15 тонн на сваю, одна часть общей внешней нагрузки воспринимается грунтом, а другая часть передается на сваи"(34).

Однако в экспериментах В.Н. Голубкова только незначительная часть нагрузки передавалась через подошву низкого ростверка. Это объясняется тем, что опытная площадка на большую глубину была сложена слабыми мелкозернистыми заиленными песками с прослойками ила и торфа. Согласно В.Н. Голубкову ростверк, вступая в совместную работу с грунтом, передает на основание нагрузку, величина, которой пропорциональна модулю деформации грунта под его подошвой и осадке фундамента.

Большое количество экспериментов по изучению работы низкого ростверка с помощью оптического метода измерения напряжений были проведены на кафедре "Механики грунтов, оснований и фундаментов" Московского инженерно-строительного института под руководством Н.М. Дорошкевич в 1958 году (51). Грунтовое основание в опытах моделировалось фотоупругим материалом игдантином, изготовлявшимся на базе технического желатина и глицерина. Модельные сваи были изготовлены из медных никелированных трубок длиной 10см и диаметром Змм, что соответствовало линейному масштабу 1:100. При изучении работы низкого ростверка свайных фундаментов были проведены испытания одинаковых моделей фундаментов с ростверком, не лежащим на грунте (Рис. 1.5), и в случае опирання подошвы ростверка на поверхность основания (Рис. 1.6). В ходе проведения опыта были приняты ряд допущений: - задача о работе свай моделировалась как плоская; - грунт моделировался упругим материалом; - модельные сваи погружались в заранее приготовленные отверстия в игдантине.

Обработка полученных экспериментальных данных позволила Н.М. Дорошкевич установить, что: 1. ростверк включается в работу после некоторого обжатия верхних слоев основания, 2. через подошву ростверка основанию передается 10-20% общей нагрузки на фундамент, 3. грунт в межсвайном пространстве перемещается вместе со сваями, поэтому сопротивление внутренних свай по трению невелико (Рис. 1.5.), 4. сваи переносят внешнюю нагрузку на грунты, залегающие ниже плоскости их заострений, благодаря чему напряженная зона грунта вокруг свайного фундамента распространяется на значительно большую глубину, чем при обычных фундаментах, 5. размеры напряженной зоны грунта в основании свайного фундамента зависят от размеров его в плане (Рис. 1.8), что совпадает с теоретическими выводами (Рис. 1.7).

В 1962-1963 г.г. сектором свайных фундаментов НИИ Мосстроя под руководством Г.А. Русанова были проведены лабораторные и натурные испытания фундаментов, состоящих из двух свай, соединенных балочным ростверком. В процессе экспериментов удалось зафиксировать передачу части нагрузки через подошву низкого ростверка.

В период с 1961 по 1965 год В.Д.Яблочковым (105, 106, 107, 108, 109, 110) был проведен ряд лабораторных и полевых экспериментов с целью изучения характера деформаций основания, роли низкого ростверк в несущей способности свайных фундаментов. Лабораторные исследования проводились с использованием маломасштабных моделей свай. Цель лабораторных исследований заключалась в установлении качественной стороны роли низкого ростверка в несущей способности свайных фундаментов и установления различия в физической картине явлений, протекающих в грунте при включении в работу низкого ростверка. На Рис. 1.9 - 1.10 приведены фотографии, полученные при проведении данных лабораторных опытов. Во всех случаях, когда ростверк опирается на поверхность грунта, действие внешней нагрузки вызывало перемещение частиц грунта под его подошвой. Это доказывало, что внешняя нагрузка передается на основание через подошву низкого ростверка свайного фундамента. При сравнении Рис. 1.9 с Рис. 1.10 можно установить, что объем присоединенной массы грунта при включении в работу ростверка зависит от размеров его подошвы. Отсюда им установлено, что абсолютная величина нагрузки, передаваемой на основание через ростверк и относительная роль ростверка в общей несущей способности находятся в прямой зависимости от размеров его подошвы и соотношения этих размеров и габаритов свай. Одновременная работа сваи и плиты-ростверка во всех случаях определяла повышенную критическую нагрузку по сравнению с одиночной сваей и меньшую величину осадки усиленной конструкции при одинаковых нагрузках. На основании выше изложенных данных эту закономерность можно объяснить включением в работу, при наличии низкого ростверка, больших дополнительных масс грунта. При этом наблюдалось выпирание грунта из под подошвы усиливающей плиты-ростверка (Рис.1.11) при действии критических нагрузок. Так же были построены графики "нагрузка-осадка" для одиночных свай различной длины и свай, усиленных штампами-ростверками (Рис. 1.12).

Базовые принципы метода конечных элементов используемые при численном моделировании

На первом этапе изучения работы комбинированных свайно-плитных фундаментов было принято решение о проведении численных экспериментов по моделированию работы одиночных свай с плитным ростверком с целью определения роли ростверка в несущей способности, характере распределения нагрузок и в величине осадок свайного фундамента, а также с целью установления особенностей в физической картине явлений, протекающих в грунте при включении в работу ростверка. В настоящей работе не ставилась задача разработки специальной программы, описывающей во всех деталях работу свайных фундаментов. Для выполнения задач данного исследования использовалась программа LIRA -8.0. Программа получила широкое применение для расчета строительных конструкций, включая фундаменты. наряду с такими известными программами, как Nastran, Ansys, Scad, теоретической основой которых является метод конечных элементов (МКЭ), реализованный в форме метода перемещений. Данная форма характеризуется простой алгоритмизацией и физической интерпретацией, возможностью создания единых методов построения матриц жесткости и векторов нагрузок для различных типов конечных элементов, возможностью учета произвольных граничных условий и сложной геометрии рассчитываемой конструкции.

На основе исходных данных, введенных в расчетную схему, формируется матрица жесткости элементов и обобщенная матрица жесткости системы. Эти операции являются стандартными при расчете МКЭ и описаны в работах СБ. Ухова (84, 87), В.В. Семенова (73, 85, 86), О. Зенкевича (54).

При моделировании расчетной задачи использовался пошаговый метод нелинейного загружения, вычислительный процесс носил итерационный характер. Численная реализация эксперимента представляет собой последовательное многократное определение и анализ НДС массива, корректировку деформационных характеристик материалов модели в каждом элементе сетки и получение в итоге величин относительных деформаций на каждой ступени нагружения.

Для задания деформирования материала физически нелинейных конечных элементов, использовалась экспоненциальная зависимость (Рис.2.1). Также необходимым критерием являлось задание сходимости итерационного процесса и допустимого количества итераций, при достижении которого итерационный процесс, в случае его расхождения, прекращается. В качестве критерия сходимости задавалась величина приращения нагрузки на данной итерации, по аналогии с физическими экспериментами. Блок - схема алгоритма задания исходных данных и вычислений показана на Рис.2.2.

В начале вводится исходная информация - координаты узлов и описание элементов сетки, жесткости элементов (характеристики механических свойств грунта, сваи и ростверка), граничные условия (закрепление узлов, связи, приложение внешней нагрузки), моделирование нелинейного загружения (согласно экспоненциальной зависимости), траектория нагружения (количество ступеней нагружения и величина нагрузки за одну ступень)

Сравнение величин перемещений в элементах и узлах, полученных на данной и предыдущей итерациях. Если их невязка не удовлетворяет критерию сходимости итерационного процесса, заданному в п.1, последовательно выполняются последующие итерации (пп.5 - 8) до достижения сходимости процесса. Если критерий сходимости удовлетворен, итерационный процесс для данной ступени нагружения прекращается, вычисляются относительные деформации, а также инварианты напряженно-деформированного состояния.

Проверяется достижение критерия разрушения системы. Если на данной ступени нагружения не произошло разрушение системы, задается следующая ступень нагружения

Выбор программы исследований, траекторий нагружения и последующая обработка результатов производится таким же образом, как и в случае с физическими экспериментами.

Большое значение на точность результатов расчетов оказывают геометрические размеры расчетной области. Задание границ области, проводилось так, чтобы влияние факторов, определяющих особенности формирования напряженного состояния, на этих границах было бы сведено к минимуму. Необходимо отметить, что чрезмерное увеличение расчетной области может привести к загромождению расчета или не соответствовать возможностям расчетной программы.

Расчетная схема, составленная автором для проведения данного численного эксперимента (Рис.2.3), содержит около 9700 элементов и 11200 узлов, что позволяет получить требуемую точность решений, расчет одного нагружения занимает примерно 96 минут (около 12.8 часов от момента загружения до потери устойчивости модели) процессорного времени компьютера Р-ІІІ 1000 и 128 Mb оперативной памяти.

Назначение, программа и общая методика проведения экспериментов

Для изучения характера передачи нагрузки комбинированным свайно-плитным фундаментом на грунт с учетом работы всех свай и ростверка были проведены экспериментально-аналитические исследования, которые позволили установить следующее: изменение несущей способности свай в составе большеразмерных фундаментов по сравнению с несущей способностью одиночной сваи в зависимости от расстояния между сваями, длины и относительной длины свай; влияние ростверка на несущую способность комбинированного свайно-плитного фундамента; распределение нагрузок между сваями; влияние слабых прослоек под подошвой ростверка на несущую способность комбинированного свайно-плитного фундамента.

Экспериментально-аналитические исследования проводились, как и во 2-ой главе данной диссертации, с помощью конечно-элементной программы Lira 8.0.

Для задания материала физически нелинейных конечных элементов, по аналогии с главой 2 данной диссертации, использовалась экспоненциальная зависимость (см. Глава 2, Рис.2.1). Аналогично, в качестве критерия сходимости задавалась величина приращения нагрузки на данной итерации, как и в случае с физическими экспериментами.

В процессе исследование проводилось варьирование 3-мя факторами (шаг и длина свай, наличие слабых грунтов под подошвой ростверка), влияющими на несущую способность и осадку комбинированных свайно-плитных фундаментов, поэтому применение теории планирования эксперимента при разработке методики проведения работ не являлось необходимым. С целью максимальной реализации возможностей программы, для проведения численных экспериментов была составлена модель свайного поля (Рис.3.1) состоящего из 25 свай (5св.х5св.).

Для определения доли участия ростверка в несущей способности свайного фундамента, в случае залегания слабого грунта с поверхности строительной площадки, в опытах для свай 30x30см длиной 6, 9, 12м была смоделирована слабая прослойка мощностью 1 метр.

Экспериментальные исследования показали различие в характере работы и распределения нагрузки, а также в несущей способности свай в составе большеразмерных фундаментов по сравнению с несущей способностью одиночной сваи в зависимости от изменения расстояния между сваями от 3d до 6d, длины свай (6м, 9м, 12м) и относительной длины. Они позволили установить влияние ростверка на несущую способность комбинированного свайно-плитного фундамента и на распределение нагрузок между сваями, влияние слабой прослойки под подошвой низкого ростверка на долю ростверка в несущей способности фундамента.

К одним из основных определенных различий в работе свайного фундамента с высоким и низким ростверком, характерно выраженном во всех сериях численного моделирования, можно отнести характер и передачу нагрузки от фундамента, что хорошо видно на эпюрах вертикальных деформаций (Рис.3.2 - 3.3). Во всех сериях численного моделирования, для высокого ростверка, если сопоставить несущую способность свай в фундаменте, видно, что наибольшей несущей способностью и меньшими деформациями (Рис.3.2) обладают угловые и боковые сваи, а наименьшей несущей способностью, и большими деформациями - центральные, что было также отмечено рядом авторов (Знаменский В.В.(55), Сальников Б.А.(71), Грязнова Е.М.(40, 41), Бартоломей А.А. (16) и т.д.), по результатам опытных и натурных экспериментов. Если рассмотреть работу комбинированного свайно-плитного фундамента (т.е. включение в работу плитного ростверка (Рис.3.3)), в большей части из проведенных опытов, при опираний ростверка на прочные грунты, разница в несущей способности и деформациях центральных, боковых и угловых свай незначительна или они равны.

Рассмотрим более подробно результаты численного моделирования. 1-я серия численного моделирования. В первой серии численного моделирования было проведено 12 опытов с изменением шага свай и роли ростверка в несущей способности фундамента (высокий, низкий ростверк и слабая прослойка под подошвой низкого ростверка). На Рис.3.4 - 3.5 показаны графики распределения нагрузки между центральными и крайними сваями фундамента и сравнения этих значений с графиком одиночной сваи, для случая моделирования работы плитной части в данной серии и последующих графики построены с учетом работы ростверка. Эти графики показывают, что характер передачи нагрузки на грунт сваи в составе группы отличается от характера передачи нагрузки одиночной сваи. Особенно сильно это отличие проявляется при расстоянии между сваями 3d - 4d: при тех же ступенях нагрузки, как и для одиночной сваи, сваи, в группе показали большие величины осадок и, следовательно, меньшую несущую способность.

Предлагаемая схема расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов методом конечных элементов с помощью переменного коэффициента жесткости основания

Предлагаемая методика расчета комбинированных свайно - плитных фундаментов сводится к определению частных значений жесткости ростверка (коэффициента постели) и жесткости группы свай. Определение жесткости свай и ростверка позволяет свести расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов к расчету плиты на упругом основании с переменным коэффициентом постели и с помощью метода конечных элементов получить деформации и напряжения в фундаменте.

Используя эту формулу, можно определить модуль общей деформации грунта и по результатам испытания пробной статической нагрузкой, однако в этом случае результаты будут менее точными, так как окажет влияние условность расчетной схемы одиночной сваи по деформациям.

Специальные исследования, проведенные А.А. Луга (62, 63, 64) и В.Н. Голубковым (34, 35), показали, что при работе групп свай мощность активной зоны сжатия значительно превышает 3d, поэтому при расчете их осадок нельзя пользоваться модулем общей деформации, определенным как средний в пределах активной зоны сжатия под одиночной сваей. В этом случае при наличии данных испытаний сваи-штампа, можно считать, что активная зона сжатия состоит из 2-х слоев (в случае однородного грунта), одна из которых мощностью 3d или приблизительно один метр имеет модуль деформации Ео (модуль деформации, определенный по результатам испытания грунта сваей -штампом, или статическим испытанием натурной сваи), а другой мощностью один метр равный значению природного модуля общей деформации Ei. Тогда средний по глубине активной зоны сжатия модуль общей деформации грунта определится по формуле.

В итоге получим формулу для определения количества свай исходя из несущей способности доли ростверка приходящейся на одиночную сваю. Для расчета по предлагаемой методике после определения коэффициентов жесткости основания группы свай и ростверка следует составление расчетной схемы и расчет ее с помощью метода конечных элементов.

Предлагаемая схема расчета комбинированных свайно-плитных фундаментов методом конечных элементов с помощью переменного коэффициента жесткости Основным этапом в расчете комбинированных свайно-плитных фундаментов по предложенному методу является формирование расчетной схемы, в частности представление ее в виде конено-элементной модели, составление которой зависит от ряда факторов: - густота сетки - с одной стороны, сгущение сетки повышает точность, с другой стороны, неограниченное сгущение может повлечь слабую обусловленность матрицы канонических уравнений и потерю точности, а так же значительное увеличение расчетного времени; - физико-механические свойства расчетной модели - расчетная схема не может быть близка к геометрически изменяемой, это также влечет потерю точности; - геометрия конечных элементов - если стороны элементов сильно различаются по длине, то это приведет к плохой обусловленности матрицы накопленных уравнений и также к потери точности; - свойство конечных элементов - использование высокоточных элементов часто приводит к более точному решению, чем использование простых элементов на значительно более густой сетке.

На основе всего выше сказанного расчет комбинированного свайно-плитного фундамента можно представить виде следующего алгоритма:

1. На первом этапе, рассмотрения плана сооружения, производится разбивка его на сетку конечно-элементной модели. Шаг элементов принимается с учетом расположения разбивочных осей здания (места приложения нагрузки, должны строго совпадать с узловыми точками конечных элементов), а также исходя из диаметра применяемых свай. Густоту сетки предпочтительно увеличивать только в местах предполагаемого большого градиента напряжений (входящие узлы, места сосредоточенных нагрузок и т.п.). Геометрия конечных элементов также оказывает существенное влияние на точность решения задачи.

Похожие диссертации на Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов