Введение к работе
Диссертационная работа посвящена проблемам, связанным с расчетом несущей способности стальных трубчатых свай, разработке методик расчета деформаций свай и свайных кустов под действием комбинированных нагрузок, рассмотрению возможности использования свай-оболочек различных конструкций для закрепления морских гидротехнических сооружений на шельфе.
Актуальность темы. В последнее время в связи с увеличением потребности в энергетических ресурсах значительно возрос интерес к освоению континентального шельфа арктических морей России При больших глубинах моря и слабых грунтах основания свайный фундамент в ряде случаев может оказаться не только наиболее экономичным, но и единственно приемлемым решением Необходимость проектирования сооружений для тяжелых климатических и инженерно-геологических условий, увеличение рабочих глубин моря, а также развитие новых направлений использования прибрежной зоны, таких как строительство парков ветрогенераторов, приводит к разработке новых конструкций сооружений. Условия работы, да и сами конструкции свайных фундаментов таких сооружений могут существенно отличаться от конструкций, признанных «традиционными» в этой сфере.
Широкое использование свайных фундаментов при строительстве гидротехнических сооружений (ГТС) требует постоянного совершенствования существующих методов расчета, развития новых методов, позволяющих более полно учесть условия работы и конструктивные особенности сооружений и их фундаментов, а также исследования возможности использования новых видов свайных якорей и фундаментов.
Целью диссертационной работы являлась оценка существующих методов расчета несущей способности свай с точки зрения возможности их использования применительно к сваям-оболочкам морских гидротехнических сооружений, а также разработка новых методов оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) свай и свайных кустов под действием комбинированных нагрузок и методов расчета удерживающей способности некоторых особых видов свай. В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
- изучены методы расчета несущей способности и деформаций свай-оболочек, получившие наибольшее распространение в российской и зарубежной практике проектирования морских ГТС, выполнены сопоставительные расчеты и анализ результатов, полученных с использованием рассмотренных методов;
-получено аналитическое решение задачи о деформации сваи-оболочки при действии горизонтальной нагрузки и изгибающего момента при некоторых упрощающих представлениях о работе грунта;
З ( РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ
БИБЛИОТЕКА С.-Петербург f
ОЭ 200^акт Мл
-разработана методика расчета свай под действием комбинированных нагрузок, позволяющая рассчитывать одиночные сваи и кусты свай, основанная на использовании кривых нелинейного деформирования произвольного вида;
выполнено расчетное моделирование серии экспериментов, включающей исследование работы одиночной сваи и свайных кустов различной конфигурации, проведено сопоставление экспериментальных и расчетных результатов;
разработаны методики и выполнены расчетные оценки удерживающей способности анкерных свай некоторых специфических типов, используемых для закрепления морских ГТС;
проанализированы особенности расчета НДС свай-оболочек, зацементированных в скальное основание, выполнены расчетные исследования по обоснованию проектов свайных фундаментов на скальном основании для двух строительных объектов.
Научная новизна работы состоит в:
решении задачи о деформации сваи-оболочки при действии горизонтальной нагрузки и изгибающего момента аналитическим методом при некоторых упрощающих представлениях о работе грунта;
разработке метода расчета свай под действием комбинированных нагрузок, позволяющего рассчитывать одиночные сваи и кусты свай, с переменной по длине жесткостью, погруженные в разнородное основание, для произвольного вида кривых нелинейного деформирования;
разработке методики оценки удерживающей способности анкерной сваи конструкции ВНИИГ с лепестковыми открылками, работающей на выдергивающую нагрузку.
Практическая ценность работы состоит в использовании разработанных методик и результатов анализа существующих методов для расчетного обоснования свайных фундаментов ряда объектов, проектируемых для установки в шельфовых зонах. Среди объектов, при обосновании которых использовались результаты работы' предпроектные разработки платформ для месторождения «Сахалин-1», Штокмановского газоконденсатного месторождения, парк ветрогенераторов в Северном море, выносные причальные устройства для проектов «Сахалин-1» и «Сахалин-2». Материалы диссертации использованы также при разработке специальных технических условий для обустройства месторождения им Ю.Корчагина.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на III научно-методической конференции ВИТУ: Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций, 1999г.; 4ой Украинской научно-технической конференции: Механика грунтов и фундаментостроение, г. Киев, 2000г.; XXII Международной молодежной научно-
технической конференции- Гидроэнергетика в XXI веке, Москва, 2001г; 5" (2001г.) и 7 (2005г.) международных конференциях: Освоение шельфа арктических морей России.
Достоверносі ь результатов рабоїьі основана на:
сопоставлении результатов, полученных по разработанным методам, с точными аналитическими решениями;
сравнении реіультатов расчета с экспериментальными данными и известными данными других авторов.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 статей. Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 86 наименования, изложена на 135 страницах и содержит 47 рисунков. На защиту выносятся:
метод расчета деформаций свай-оболочек под действием горизонтальной нагрузки и изгибающего момента, основанный на аналитическом решении при некоторых упрощающих представлениях о работе грунта;
методика расчета сваи и свайных кустов на неоднородном основании под действием комбинированных нагрузок с использованием кривых нелинейного деформирования произвольного вида;
методика оценки удерживающей способности анкерной сваи конструкции ВНИИГ под действием выдергивающих нагрузок;
результаты сопоставительных расчетов несущей способности свай- оболочек, анализ возможности использования российских нормативных документов для расчета таких свай с учетом их специфики.
Похожие диссертации на Несущая способность и деформации стальных трубчатых свай, применяемых при строительстве сооружений на шельфе
