Введение к работе
Актуальность темы. В связи с дефицитом территорий в больших городах застраиваются неудобные территории с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями: заовраженные, закарстованные, просадочные, подрабатываемые и др. площадки. Фундаменты сооружений на таких территориях испытывают неравномерные осадки, а также горизонтальные смещения. Сами сооружения испытывают значительные изгибающие и сдвиговые напряжения, а также крен.
В то же время наблюдается рост этажности гражданских зданий, увеличение пролетов промышленных сооружений. Усложняются конструкции. Для расчета таких сооружений необходимо использовать пространственные расчетные схемы. Подбор сечений и материала таких сооружений расположенных в сложных инженерно-геологических условиях возможен лишь на основе совместного расчета сооружения с основанием.
Широкое внедрение МКЭ, МСЭ и современной вычислительной техники дали возможность моделировать сложные пространственные конструкции. Большинство сооружений являются составными. Они монтируются из отдельных элементов и соединяются между собой с помощью металлических соединений, растворных или клеевых швов и т.п. К таким конструкциям относятся сборные железобетонные сооружения, деревянные конструкции. Монолитные железобетонные конструкции также имеют технологические швы.
Учет реальной работы таких стыков и соединений представляет собой серьезную проблему и усложняет расчет, увеличивает его трудоемкость. В то же время игнорирование наличия стыков и швов в конструкциях может привести к неправильным результатам, поскольку, например, в бескаркасных крупнопанельных зданиях основная часть деформаций происходит из-за деформаций стыков, а не панелей.
Целью работы является разработка методики совместного расчета грунтового основания с деформируемым сооружением, учитывающую особенности контактного взаимодействия фундаментов с основанием, а также работу швов составных сооружений. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
разработать контактный элемент взаимодействия ленточного фундамента с основанием;
разработать контактный элемент взаимодействия плитного фундамента с основанием;
разработать модель контактного взаимодействия между элементами сборного сооружения, отражающую совместную работу разнотипных конструкций сооружения;
разработать методику совместного расчета сооружения с деформируемым основанием с использованием предложенных конечных элементов;
выполнить апробацию и тестирование предложенных элементов в примерах расчета.
В данной диссертационной работе на защиту выносятся:
математическая модель грунтового основания для моделирования контактных взаимодействий с фундаментами мелкого заложения;
математическая модель шва между пластинчато-стержневыми элементами;
алгоритмы и программы, реализующие предложенные модели.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были
доложены на: XXXVJ! научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского технического института рыбной промышленности и хозяйства, Астрахань 1989г.; семинаре "Программное обеспечение расчетов прочности, устойчивости и колебаний зданий и сооружений как пространственных систем; If научно-технической конференции "Вопросы совершенствования расчета и проектирования пространственных конструкций", Волгоград, 1987; межвузовском семинаре "Численные методы строительной меха-
ники" под рук. профессоров Л.А.Розина, РА.Хечумова, Н.Н.Шапошникова; международном научно-техническом семинаре при 3-й международной выставке "Строительство, архитектура, коммунальное хозяйство-97", Уфа, 1997; международном научно-техническом семинаре при 4-й международной выставке "Строительство, архитектура, коммунальное хозяйство-98", Уфа, 1998; на третьей украинской научно-технической конференции по механике грунтов и фунда-ментостроению, Одесса, 1997.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4 работах автора.
Объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения, содержит 198 страниц печатного текста, в том числе 13 таблиц, 69 рисунков, библиофафию из 229 наименований, из которых 15 на иностранном языке.