книги / Прогноз осадок сооружений с учётом совместной работы основания, фундамента и надземных конструкций
..pdfНа третьем этапе в матрицу жесткости записываются новые значения
модулей деформации «включаемых» элементов Е \ матрица жесткости п[Кт]
пересчитывается для данного шага нагружения и обозначается
В общем виде уравнение (3.1) выглядит так:
л [Кт]•л {АС/}(0=л {R }'-”{F(n {U})}(М) |
(3.7) |
В качестве иллюстрации метода рассмотрим два варианта расчета. В
первом случае сооружение конечной жесткости построено мгновенно на
невесомом основании. Во втором случае будем моделировать выемку грунта из
котлована и поэтапное возведение сооружения. Расчетная схема для обоих
случаев представлена на рис. 3.1. Глубина заложения сооружения 20 м, высота от
поверхности грунта 30м, ширина сооружения В = 70 м. Размеры
рассматриваемого массива грунта: по горизонтали 3,6 В; по вертикали 2,1 В.
Далее ограничимся |
рассмотрением |
задач в условиях плоской деформации. |
||
Дискретизация рассматриваемых |
областей |
будет проводиться |
на |
|
изопараметрические |
квадратичные |
8-узловые |
элементы из Серендипова |
|
семейства (см. гл.2). Упругопластическое деформирование грунта будем
описывать с помощью идеально упругопластической модели с критерием
(текучести Мора - Кулона (см. пп. 1.2 и 2.4).
В обоих случаях расчета характеристики материала сооружения
[выбирались такими, чтобы в сооружении не возникало пластических
Рис. 3.1. Расчетная схема для моделирования возведения сооружения
деформаций. Основание представлялось не однородным, а слоистым по глубине.
Начиная от тугопластичной глины на поверхности, до аргиллита на глубине 40 м
и далее толщи известняков. Общая мощность рассматриваемой толщи 150 м.
Непосредственно под подошвой залегал слой глины твердой консистенции
мощностью 20 м. В обоих случаях расчетное давление по подошве фундаментов
составляло 0,5 МПа.
В первом случае (рис. 3.2,а), для построенного сооружения конечной
[жесткости на невесомом основании, прикладывалось равномерно
[распределенное вертикальное давление. Ступени нагружения составляли 0,2
[Рраст. В итоге при расчетном |
давлении |
РрйСЧ = 0,5 |
МПа |
средняя осадка |
коооужения составила 20,4 см, |
в центре |
сооружения - |
20,9 |
см, в крайних |
[точках-19,9 см. |
|
|
|
|
Рис. 3.2. Расчетные схемы: а - контур законченного сооружения; б- моделирование выемки и поэтапного возведения сооружения
Область пластических деформаций возникала под углами сооружена
(рис. 3.3,а) и поднималась вверх по боковым граням, захватывая слои грунп
выше подошвы фундамента. Изолиния 2 соответствует нулевым значения!
пластических деформаций.
Ь----- ‘- ‘-Л........... |
Л ............. |
V 1 ‘ ‘ 1 А1* —‘ — х |
а
Е 1 1 ' I |
Л |
' Л |
' Л ' |
X |
б
Рис. 3.3. Изолинии пластических деформаций в основании сооружения законченного контура (а) и возводимого поэтапно (б)
------100%
-----80% 60%
-----40%
------20%
в % от полной
нагрузки
кПа
а
------ 100%
-----80% 60%
-----40%
------20%
В % от полной
нагрузки
кПа
б
|
------ 100% |
|
-----80% |
|
60% |
|
---- 40% |
|
------ 20% |
|
В % от полной |
кПа |
нагрузки |
|
в |
Рис. 3.6.Эпюры контактных напряжений при послойном возведении сооружения (а), ступенчато-внецентренном (б) и
ступенчатоцентральном (в)
а
0 *> - 7 . г о # - 0 1
1 |
-> |
-в.в0е-01 |
г |
т> |
-в. 00*4)1 |
3 |
т> |
-б.40*-01 |
4 |
-4. 80*-01 |
|
б |
«» |
-ч. гов-oi |
б |
•» |
-3.во*-01 |
7 |
т* |
-3.00с-01 |
б |
т> |
-г. 4о«-01 |
в |
-> |
-1. в0в-01 |
10 |
|
-1 .го* -0 1 |
11 |
-> -в.оов-ог |
|
гг |
-> |
б. гг*-ов |
Напряжения ( J y ,МПа
1-^ ,- >-1 Г 1 1 1А ......... |
А ‘ ‘ ‘ А-— — - х |
б