ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФУНДАМЕНТОВ С ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ
Article Sidebar
Main Article Content
Аннотация
В статье представлены результаты исследований моделей фундаментов при разрушении по наклонным сечениям и в виде продавливания. Для рационального планирования экспериментов был построен большой комбинационный квадрат, состоящий из 25 средних по величине квадратов, соответствующих всем сочетаниям двух факторов (кубиковой прочности бетона и коэффициенту армирования). Каждый из 25 средних квадратов, в свою очередь, состоит из 25 клеток, соответствующих всем возможным сочетаниям остальных факторов: высоты плиты фундамента и относительному вылету консольной части. Выполнены экспериментальные исследования с крупномасштабными железобетонными моделями фундаментов на песчаном основании, которые позволили изучить параметров совместной работы фундамента и грунта, и установить геометрические и прочностные факторы, играющие важную роль в формировании процесса хрупкого разрушения фундамента (вылет консолей, высота плиты фундамента, армирование, прочность бетона).
Предмет исследования: напряженно-деформированное состояние фундаментов под колонны зданий и сооружений при хрупком разрушении системы «основание–фундамент», так как хрупкое разрушение опасно как с точки зрения катастрофического выхода из строя самого фундамента, так и с точки зрения внезапного исчерпания прочности всего сооружения.
Материалы и методы: Наши экспериментальные исследования были разделены на два этапа:
1 – проведение постановочных опытов на крупномасштабных железобетонных моделях фундаментов с целью выбора четырех факторов, так как большее число факторов, вводимых в эмпирические формулы, практически не повышает точности формул, а только увеличивает количество и трудоемкость экспериментов;
2 – исследование влияния формы эпюры нормальных контактных напряжений и установленных первичных факторов на прочность при продавливании фундаментов натурных размеров (2х2 м).
Постановочные экспериментальные исследования проводили по сериям из трех или пяти одинаковых моделей фундаментов размером в плане 1х1х0,1 м (высота) при различных значениях исследуемых факторов. Конструкции фундаментов показаны на рис.1.
Результаты: экспериментальное изучение влияния эпюр контактных напряжений песчаного грунта на прочность натурных столбчатых фундаментов при продавливании; выявление реальных форм пирамиды продавливания на натурных железобетонных образцах фундаментов; разработка методики расчета прочности при хрупком разрушении столбчатых фундаментов на песчаном основании; получение математических зависимостей разрушающей нагрузки от параметров конструкции фундаментов; новые конструктивные решения фундаментов.
Выводы: на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, выполненных по комбинационному квадрату, получена эмпирическая формула расчета прочности, расчеты по которой для фундаментов, разрушившихся от продавливания, наиболее точно согласуются с экспериментальными данными. Полученная формула может быть рекомендована как экспресс-метод оценки прочности фундамента.
Article Details
Библиографические ссылки
Баранов Д.С. Измерительные приборы, методика и некоторые результаты исследования распределения давлений в песчаном грунте. – М.: Научное сообщение ЦНИИСК, 1959. Вып. 7. – 60 с.
Бараускас Я.А., Ривкин С.А. Экспериментальное определение расчетных параметров естественных грунтовых оснований. – Литов-ский механический сборник № 1. – Вильнюс: Вильнюсский инже-нерно-строительный институт, 1969. – С. 88-98.
Горбунов-Посадов М.И. Расчет конструкций на упругом основании. – М.: Гос. Изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1953. – 516 с.
Давиденков Н.Н. Струнный метод измерения деформаций. – Л.-М.: Гос. техн.-теоретич. Изд., 1933. – 60 с.
Коренев Б.Г., Ручимский М.Н. Экспериментальные исследования работы моделей плит на грунтовом основании. – М.: Вопросы расчета плит на упругом основании. – Стройиздат, 1958. – С. 5-40.
Лазебник Г.Е. Разработка, испытания и усовершенствование датчиков для определения давлений грунта и сыпучих тел на соору-жения в натуре. – В кн.: Исследования по основаниям, фундаментам и механике грунтов. – Киев: Будивельник, 1969. – С. 116-123.
Лазебник Г.Е., Смирнов А.А. Определение напряжений и деформаций под фундаментами в основаниях из различных грунтов. – В кн.: Исследования по основаниям, фундаментам и механике грунтов. – Киев: Будивельник, 1969. – С. 100-111.
Манвелов Л.И., Борташевич Э.С. О выборе расчетной модели упругого основания. – Строительная механика и расчет сооружений, 1961. № 4. – С. 14-18.
Мартишюс А.Т. К расчету фундаментных плит переменной толщины на продавливание. – В сб.: Железобетонные конструкции. – Вильнюс: Вильнюсский инженерно-строительный институт, 1969. – С. 141-147.
Мурзенко Ю.Н. Основные закономерности изменения напряженного состояния песчаного основания по контактной по-верхности фундаментов при возрастании нагрузки. – В сб.: Исследо-вания оснований, фундаментов и гидротехнических сооружений. – Новочеркасск: Новочеркасский ПИ, 1970. Т. 216. – С. 3-12.
Мурзенко Ю.Н., Цесарский А.А. Влияние заглубления на совместную работу железобетонных фундаментов и песчаного осно-вания. – В сб.: Исследования оснований, фундаментов и гидротехни-ческих сооружений. – Новочеркасск: Новочеркасский ПИ, 1970. Т. 216. – С. 29-35.
Мурзенко Ю.Н., Ревенко В.В., Аринина Э.В. Исследование напряженно-деформированного состояния песчаного основания в процессе повышения нагрузки. – В сб.: Экспериментально-теоретические исследования строительных конструкций, оснований и фундаментов. – Новочеркасск: Новочеркасский ПИ, 1974. – С. 61-67.
Палатников Е.А., Тепляков А.А. Экспериментальные исследования плит на грунтовом основании. – М.: Труды института ГипроНИИавиапром. Вып. 8. 1971. – С. 76-102.
Протодьяконов М.М. Обработка опытных данных по резанию горных пород методом смешанных гипербол. Научные доклады высшей школы. – М.: Горное дело, 1958. № 2. – С. 263-269.
Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. – М.: Наука, 1970. – 76 с.
Ривкин С.А. Расчет фундаментов. – Киев: Будивельник, 1967. – 304 с.
Родин С.В. Особенности силового взаимодействия железобетонных столбчатых фундаментов с песчаным основанием: дис. … канд. техн. наук: 05.23.02 / С.В. Родин. – Днепропетровск, 1983. – 212 с.
Родштейн А.Г. Контактные напряжения под жесткими фундаментами на песчаном основании. Информационные материалы. – М.: 1952. № 1. – С. 31-35.
Родштейн А.Г. Лабораторные и натурные исследования реактивных давлений под жестким фундаментом. – М.-Л.: Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып. 111. Госэнергоиздат, 1962. – С. 69-74.
Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий. – М.: Стройиздат, 1978. – 109 с.
СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003». [Текст]. – М.: Минстрой России, 2018. – 143 с.
Черкасов И.И. Механические свойства грунтов в дорожном строительстве. – М.: Транспорт, 1976. – 247 с.