Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Увеличение мощности машин и оборудова-ия, создающих в процессе своей работы динамические нпгрувки, х концентрация в отдельных производственных помещениях и , дновременно, ужесточение требований к уровню колебаний, воэ-уддаемых этими машинами, ставят задачу дальнейшего совер-енствования методов расчета оснований и фундаментов, повышена их надежности и точности, поиска новых конструктивных рвений. В связи с этим становится необходимым более полное изу-ение поведения свайных фундаментов при динамических воэ-ействиях. Известно, что в строительстве свайные фундамепты ироко используются и обладают рядом достоинств в сравнении с онструкциями на естественном основании (например, меньшая ма-еркалоемкосгь, возможность использования в сложных грунтовых словиях и т: д.). Однако, в качестве фундаментов под машины ни не нашли еце широкого распространения. Особенно это асается фундаментов, воспринимающих горизонтальные динами-еские нагрузки. Причины такого пололвния заключаются в неостаточной изученности реальной работы свай и свайных фунда-ентов при воздействии на них динамических сил, в отсутствии диного подхода к определению их параметров местности и демпфирования, в слабом экспериментальном обосновании расчетных оделей таких систем.
Целью диссертационной работы является экспериментальное и еоретическое изучение поведения свай и свайных фундаментов ри горизонтальных динамически" нагрузках и разработка метода асчета основных динамических параметров системы с целью даль-ейшего использования их в расчете колебания.
Для выполнения указанной цели решаются следующие задачи:
- изучить и провести анализ сущэетвуших подходов к опре-
елению динамических параметров системы свайный фундамент-
снование;
. - выполнить комплексные лабораторные, полунатурные и на-урные исследования поведения свайных фундаментов при горизон-альных динамических нагрузках, изучить влияние различных фак-сров на их колебания;
- разработать на основе волновой модели метод определения
параметров юэсткости и демпфирования системы с целью испольв вания их для расчета колебаний свайных- фундаментов;
- сравнить расчетные и экспериментальные данные, соэде алгоритм метода для возможности осуществления расчега колес ний с использованием персональных ЭВМ.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА состоит в следующем:
1). В результате лабораторных, полунатурных и натурі экспериментальных исследований изучены вависимости парамет] колебаний свайных фундаментов от различных факторов (длины количества свай, способа соединения сг . с ростверком, м& системы, угла наклона свай и др.);
2). На основе волнового подхода получеды выражения определения параметров яесткости и демпфирования системы ев ныи фундамент-основание при горизонтальных динамических н рувках;
3), Разработан инженерный иегод расчета динамических раметров свайного фундамента, выполнена его алгоритмизация целью реализации на ЭВМ;
4). Выполнен анализ расчетных и экспериментальных дань сделаны выводы и даны рекомендации по применению разработаї го метода опр'-"эленин динамических параметров, предложены вые конструктивные решения свайных фундаментов.
1). Проведен большой комплекс экспериментальных иссл< ваиий с опытными и натурными свайными фундаментами при : действии на них горизонтальных динамических нагрузок, по: ливший выявить влияние различных факторов на колебания сие
2). На основе современных представлений о взаимодейс свай с грунтом получена методика определения динамических раметров системы свайный фундамент-основание для расчет колебаний;
3). Разработан инженерный метод расчета колебаний сва го фундамента на основе полученных динамических параметре использованием ЭВМ;
4). Разработаны новые конструктивные решения, защите авторскими свидетель*: ми, позволяющие снижать уровень f баний свайных фундаментов, подвергающихся динамическим паї кам;
5). Сделаны выводи и рекомендации по применению метода >асчета и новых конструктивных решений для более надежного ірогноаа и, в случав необходимости, снижения уровня колебании ївайнш фундаментов.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Методика расчета динами-іееких параметров системы машина-сваймий фундамент-основание [спользовалась для прогноза уровня колебаний свайных фундаментов под горизонтальные колрессоры на Кемеровском произ-юдственноч объединении "Азот" (результаты исследований вклю-кны в научно-технические отчеты за 1982-87 г.г.), на Запад-го-Сибирском металлургическом комбинате (результаты исследова-[ий включены в научно-технические отчеты за 198б-1988г. г.), на Эердском химическом заводе. Документально подтвержденный зко-гомичеекмй эффект составил 75,5 тыс. рублей в ценах 1990 года. >аз работали ііє рекомендации по расчету и применению новых инструктивных репений сЕайных фундаментов предло«ены для іспользования на Новое йирской ТЭЦ-5, Новосибирском производственном объединении "Инструментальный завод" и других предприятиях Новосибирске!, Новокузнецка, Кемерова и др. горо-рв Западно-Сибирского региона. Получено два авторских свиде-ельства на изобретения.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные материалы исследований, содер-вщяхея в диссертационной работе, обсуждались на V, VI, VII всесоюзных конференциях по динамике оснований, фундаментов и юдземных сооружений <Ташкент, 1981; Нарва, 1985; Днепропет-овск. 1989), на Всесоюзных конференциях "Совершенствование габот нулевого цикла с использованием средств механизации и івтоматизации" (Уфа, 1981), "Экспериментальные исследования шяйнерных сооружений" (Новополоцк, 1986); на Всесоюзных сове-@шгах и семинарах "Динамика энергетических сооружений ДЗО-87), (ДЭС-91)" (Москва, 1987, 1991), "мобильные и быстро-шводимыа здания, сооружения и комплексы: опыт и перспективы" Пушкин, 1989); на республиканских конференциях "Повышение ровня индустриализации в фундаментостроении с применением нс-ых конструкций и технологий" (Уфа, 1986), "Совершенствование асчета и конструирования фундаментов" (Севастополь, 1990); на властных конференциях ОТО Стройиндустрии 'Новосибирск, 981-1985 ); на научно-технических конференциях НИСИ (Новоси-ирех, 1881-1993) и научных семинарах кафедры княенерной гео-
лоти, оснований и фундаментов ШЗИ (Новосибирск, 1982, 1981 1993).
Диссертационная работа выполнялась в соответствии прогришюй и планом научно-исследовательских госСюджетных (к теш 6.30.003.02) и хоздоговорных работ НИСИ.
ПУБЛИКАЦИИ. Основные положении диссертации опубликованы 27 печатных работах, в т. ч. получено 2 авторских свидетельет на изобретения.
ОЕЬЕЫ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 4 раг>1 .bob, заключения, списка литературы - 180 наименований, приї иения. Работа изложена на 232 страницах, из них 138 етраї основного текста (в том числе 25 таблиц) и 70 рисунков.
Ш ЗАЩИТУ ВШОСЯГСЯ І). Анализ имеющихся теоретически) экспериментальных исследовании сдшго-врзщтельных колебаї свай и свайных' фундаментов;
2). Методика экспериментальных исследований опытных и і туряых свайных фундаментов;
3). Экспериментальная проверка поведения свайных фун, ментов при горизонтальных динамических нагрузках, изуче влияния различных факторов на параметры колебаний системы;
4). Решение по определению динамических параметров (же кости и демпфирования) свайных фундаментов при горизонталь динамических нагрузках, базирующееся на волновой модели сие ш, и разработанная на его основе методика расчета парамет колебаний свайных фундаментов, в т.ч. с применением ЭВМ.
5). Новые конструктивные решения свайных фундамент направленные на снижение уровня их колебаний.