9.14Вычисление коэффициентов постели упругого основания

ВПК ЛИРА реализована модель основания П.Л. Пастернака [24], которая характеризуется двумя коэффициентами постели C1 (тс/м3), C2 (тс/м), описывающими только вертикальные деформации (осадки) оснований и фундаментов. При этом параметр C2 учитывает работу грунта за пределами фундамента. В случае C2 = 0 модель Пастернака является аналогом классической модели основания Винклера.

Для одного или для двух слоев основания П.Л. Пастернак предлагает следующие формулы (даны для справки).

1. Ленточный фундамент на однослойном основании:

толщи грунтового основания, глубина (H) которой определяется по нормам;

86

Вычисление коэффициентов постели С1 и С2 в ПК ЛИРА производится по схеме линейно деформируемого полупространства с усредненными характеристиками многослойного основания – модулем деформации Eгр и коэффициентом Пуассона µгр:

Eгр = Σ(σzpk*hk)/Σ(σzpk*hk/Ek),

µгр= Σ(µk*hk)/Нс ( k=1-> m), где

σzpk - среднее дополнительное вертикальное напряжение в подслое

9.15Учет работы конструкций совместно с упругим основанием

Винженерной практике принято рассчитывать плиты и ростверки на упругом основании как самостоятельные конструкции, подверженные действию нагрузок, приходящих от надземных конструкций. ПК ЛИРА позволяет рассчитывать конструкции всего сооружения в целом, учитывая при этом большие резервы несущей способности. Примером может служить расчет конструкций на упругом основании совместно с надземным строением. Эффект такой расчетной модели показан на рис.9.11.

На рис.9.11.а и 9.11.б показаны схема нагрузки и деформированная схема балки или плиты в случае, если они рассчитываются как самостоятельные конструкции.

Рис.9.11

При этом и в балке, и в плите достигаются достаточно большие моменты М, вследствие чего конструкции необходимо изготавливать достаточно мощными.

87

Если расчетная схема предусматривает включение в работу вышележащих перекрытий, то момент М будет восприниматься мембранным усилием в плите (или ростверке) на упругом основании и вышележащими перекрытиями, т.е. в работу включается конструкция высотой Н (как правило, основной эффект даёт включение только первого этажа). Как видно из рис.9.11.г, в конструкциях на упругом основании возникают растягивающие мембранные усилия и небольшие местные моменты, а в вышележащих перекрытиях - сжимающие мембранные усилия.

Необходимо иметь в виду, что во втором случае в конструкциях колонн и стен возникают сдвигающие усилия и нужно обеспечить их восприятие. Для упрощения на рис.9.11 показана плоская стена. В общем случае эта схема пространственная: плита (или ростверк) на упругом основании и диск перекрытия воспринимают мембранные усилия в двух направлениях, а колонны и стены работают на сдвиг также в двух направлениях.

Если при расчете конструкций на упругом основании по раздельной схеме используются элементы балочного ростверка и плиты то во втором случае необходимо использовать стержень общего вида и оболочечные элементы, которые воспринимают изгибные и мембранные усилия. Как правило, учет совместной работы конструкций на упругом основании и вышележащих перекрытий позволяет в несколько раз сократить расход материалов.

9.16 Расчет оболочек и плит, подкреплённых рёбрами

При расчете оболочек и плит, подкреплённых ребрами, всегда возникает проблема, какая часть плиты или оболочки включается в работу ребра. Если моделировать ребро стержнем таврового сечения, то возникает вопрос о ширине полки такого стержня. Существует рекомендация о том, что каждый свес полки не должен превышать 6h (см. рис.9.12.а.)

Эта рекомендация достаточно расплывчата, т.к. предполагает равномерное включение плиты на участке 12h в работу ребра. В действительности распределение мембранных усилий в плите имеет вид, представленный на рис.9.12.б.

ПК ЛИРА позволяет получить точное решение задачи (в рамках точности дискретизации) на основе следующего приема.

88