NON-LINEAR APPROACHES IN THE DESIGN OF PLATE FOUNDATIONS: MODERN SOLUTIONS
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Due to their ability to distribute load evenly over a large area, slab foundations are one of the most common and reliable types of foundations in modern construction. However, when designing these massive structures, especially in the presence of significant loads or geological conditions, it becomes crucial to consider the nonlinear stage of operation. This phenomenon, where the foundation material and/or soil deform nonlinearly, requires a deep understanding and accurate calculation methods to ensure the safety and longevity of the structure.
Subject of research: stress-strain state of slab foundations, taking into account the nonlinear stage of operation.
Materials and methods: еxperimental studies were conducted to obtain the punching of foundation slabs, and 25 large-scale samples of foundation slabs measuring 2x2 m with a cross-section height of 0.08 m to 0.4 m were tested. The experiments were conducted in a 4x4x3(h) m reinforced concrete tray, with a sand layer of 2.2-2.4 m. The power equipment allowed the foundation slabs to be loaded with a force of up to 4000 kN.
Results: the results of calculating the bearing capacity of foundation slabs according to [13], according to the method under consideration, and experimental data have been obtained. The theoretical results of calculating the bearing capacity according to the method under consideration are in better agreement with the experimental data than the results of calculations using SP [13]. Moreover, as the stiffness of the foundation slabs increases, this trend continues, and the degree of approximation to the experimental data also increases.
Conclusions: the research results showed that there are significant safety margins in the values of theoretical destructive loads during the destruction of foundations along inclined sections, which ends with punching, and their actual values. A calculation method has been proposed that allows taking into account the features of the force interaction of the foundation with the soil base in a nonlinear setting and to increase the accuracy of the calculation and design of foundations.
Article Details
References
Анищенко Е.Ю., Евтушенко С.И., Скибин Г.М. Программа расчета параметров столбчатого фундамента на продавливание и трещинообразование // Сб. III Междунар. науч.-практ. конф.: Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах. - Новочеркасск: Темп, 2002. - ч. 3. - С. 27-30.
Дыба В.П., Матвиенко М.П. К расчету взаимодействия железобетонного фундамента с грунтовым основанием при предельной нагрузке // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2017. – Т. 8, № 2. – С. 87–95. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.2.08.
Залесов А.С., Тетиор А.Н., Родин С.В., Лехно А.М. Прочность плитных фундаментов по наклонным сечениям // Бетон и железобетон.-1987. - №10. – с. 45-46.
Карпенко Н.И., Кукунаев В.С. Трещиностойкость и жесткость железобетонных плит с трещинами при совместном действии моментов и мембранных сил // В кн. Предельное состояние элементов железобетонных конструкций НИИЖБ.- М.: Стройиздат,, 1976. - С. 72-158.
Качановский С.Г. Прочность плит с поперечной арматурой на продавливание // В сб.: Новые исследования железобетонных конструкций при различных предельных состояниях. – М.: НИИЖБ, 1982. – С. 96-105.
Крылов С.М., Зайцев Л.Н., Ульбиева И.С. Сопротивление плоских железобетонных элементов местному сжатию //Бетон и железобетон. 1985. № 6. С. 8-9.
Мурзенко Ю.Н, Евтушенко С.И, Анищенко Е.Ю. Результаты экспериментальных исследований совместной работы моделей железобетонных фундаментов под колонны зданий и песчаного основания // Сб. IV Междунар. науч.-практ. конф.: Моделирование. Теория, методы и средства. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - ч. 4. - С. 43-49.
Мурзенко Ю.Н., Цесарский А.А. Евтушенко С.И. Расчет сборного плитного фундамента кинематическим методом предельного равновесия // Сб.: Исследование и расчеты оснований и фундаментов в нелинейной стадии работы. - Новочеркасск: Новочеркасский ПИ, 1986. - С. 80-89.
Родин С.В. Расчет фундаментов с учетом перераспределения усилий // Сб. Исследование и разработка методов расчета оснований и прочности фундаментов с применением нелинейных теорий деформирования.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 1984. - С. 62-67.
Родин С.В., Литовченко П.А. Каркасно-стержневая аналогия в расчетах прочности плитных фундаментов // Сб. Прочность и трещиностойкость коротких железобетонных элементов.- Казань, 1989. - С. 30-71.
Родин С.В. Продавливание железобетонных фундаментных плит [Электронный ресурс]/ С.В. Родин, Э.М. Меннанов, Ю.Г. Богуцкий, Д.А. Калафатов // Строительство и техногенная безопасность. — 2025. — № 38(90). — c.19-27. — DOI: 10.29039/2413-1873-2025-38-19-27.
Силовое взаимодействие фундаментов мелкого заложения с грунтовым основанием: монография / С.В. Родин, Э.М. Меннанов, Ю.Г. Богуцкий; Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского. – Симферополь: Ариал, 2024. – 258 с.
СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции». Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003». [Текст]. – М.: Минстрой России, 2018. – 143 с.
Соломин В.И., Шматков С.Б. Методы расчета и оптимальное проектирование железобетонных фундаментных конструкций. - М.: Стройиздат, 1986. -207 с.
Сорочан Е.А., Вронский А.В., Рогатин Ю.А. Исследование работы квадратных железобетонных фундаментов стаканного типа под колонны промышленных зданий во взаимодействии с песчаным основанием. Рекомендации по проектированию фундаментов. - М.: НИИОСП, 1976. - 66 с.
Тетиор А.Н., Родин С.В. О механизме хрупкого разрушения столбчатых фундаментов. – Бетон и железобетон, 1982. № 9. – С. 43-44.
Экспериментальные исследования работы столбчатых фундаментов на моделях: монография / С.В. Родин, С.И. Евтушенко, Д.А. Калафатов; Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского. – Новочеркасск: Лик, 2024. – 183 с.
Экспериментальные и теоретические исследования работы плитных фундаментов: монография / С.И. Политов, С.И. Евтушенко, Д.А. Калафатов; Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского. - Новочеркасск: Лик, 2024.-198 с.
Talbot A.N. Reinforced Concrete Wall Footings and Column Footings // Univ. Illinois Eng. Exp. Stat. Buld., 1913 - № 67. - p. 88-103.