在线帮助

Вертикальная устойчивость: метод пружины

Программный модуль «Свая - метод пружины» включен в программу «Свая» и назначен для расчёта вертикальной несущей способности сваи, расположенной в слоистой среде общего вида. В результате расчёта получаем кривую предельного нагружения и эпюры важных силовых и деформационных величин вдоль сваи.

Основным преимуществом модуля является доступность входных параметров грунтов (пород) вокруг сваи: пользователь задаёт угол внутреннего трения, сцепление, удельный вес и модуль деформации данного грунта.

Решение основывается на полуаналитическом методе. Свая представляется стандартными балочными элементами. Поведение окружающего грунта следует из хорошо известного решения слоистого грунтового основания - обобщения модели Винклера-Пастернака. Упруго-жесткое пластичное поведение при сдвиге принимается вдоль стыка свая-грунт в соответствии с критерием разрушения Мора-Кулона. Стандартное напряжение, действующее на сваю, определяется из геостатического напряжения и статического давления грунта (бетонной смеси).

Влияние грунтовой воды в районе сваи учтено в расчёте сопротивления сдвигу боковой поверхности сваи, а также влияет на глубину зоны деформации под пятой сваи.

В случае, когда свая проходит до уровня несжимаемого грунта - метод пружины нельзя применить.

На осадку сваи может оказывать влияние просадка окружающего грунта. Грунт около сваи проседает и тем самым уменьшает несущую способность сваи. Осадка сваи продолжает увеличиваться без увеличения её нагрузки. Это явление моделируется в программе как т.н. негативное трение на боковой поверхности сваи.

В расчёт несущей способности сваи тоже можно ввести влияние технологии выполнения сваи на жёсткость свайного фундамента.

Процесс решения состоит из 3 основных этапов:

1. Сваю разбиваем на несколько сегментов. Разделение сваи на сегменты удовлетворяет условию, что отношение длины сегмента к диаметру сваи должно быть равным примерно 2,5, при количестве сегментов - 10, минимально.
2. Каждый участок в расчёте характеризован пружиной. Жесткость пружины моделирует, во-первых, сопротивление сдвигу на боковой поверхности сваи, а у пяты сваи тоже жёсткость подстилающего слоя под пятой сваи.
3. Для каждого сегмента сваи определяется предельное значение силы сдвига, передаваемой поверхностью T_lim.
4. На сваю сверху приложена постепенно приращиваемая вертикальная нагрузка. При каждом увеличении нагрузки определяют величину усилия в пружине на каждом участке сваи. Усилие пружины на каждом сегменте может равняться не больше, чем предельному значению трения на боковой поверхности сваи T_lim. Очевидно, что при определённом уровне нагружения все пружины утрачивают способность увеличивать действующие в них усилия и свая при продолжающемся наращиванию нагрузки опирается только пружиной в пяте, у которой передача сил не имеет никаких ограничений.
5. Результаты расчёта представлены в виде кривой предельной нагрузки, эпюр нагружения вдоль сваи и графа зависимости сдвига от деформации в данном месте сваи.