Система автоматизированного проектирования и расчета
+7 (499) 922  00  02

35. Расчёт свайных фундаментов в ПК ЛИРА 10.6: одиночная свая, свайный куст, условный фундамент.

То, чего долго ждали все наши пользователи, наконец свершилось: в ПК ЛИРА 10.6 появился новый конечный элемент 57 – «Свая», реализующий положения СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Появление этого конечного элемента значительно расширяет возможности программного комплекса, при расчёте зданий на свайных фундаментах, позволяет делать такие расчёты быстрее и точнее. Если ранее пользователям ПК ЛИРА приходилось моделировать сваи 56 КЭ, при этом их жесткость высчитывалась либо в сторонних программах, либо вручную, то теперь все сделает программа, необходимо лишь ввести исходные данные.

 

Реализация


В ПК ЛИРА 10.6 реализованы следующие расчётные ситуации:

  • Одиночная свая (п.п.7.4.2 – 7.4.3, СП 24.13330.2011);

  • Свайный куст (п.п. 7.4.4 – 7.4.5, СП 24.13330.2011);

  • Условный фундамент (п.п. 7.4.6 – 7.4.9, СП 24.13330.2011);


При этом принимаются следующие допущения:

- Условно принято, что несущая способность сваи обеспечена;

- Грунт, на который опирается свая, рассматривается, как линейно-деформируемое полупространство;
- Выполняется соотношение:  001.PNG (l – длина, d  - приведенный диаметр ствола сваи).


Реализованы следующие типы свай (рис. 1):

  • Круглая;

  • Оболочка;

  • Прямоугольная;

  • Квадратная.

При этом конец сваи может быть, как заостренным, так и булавовидным.

  

image002.png

Рис. 1. Типы свай. ПК ЛИРА 10.6


Скачать демо-версию ПК ЛИРА 10.6

Расчёт одиночной сваи


Для каждой сваи, будь она одиночной или в составе куста/условного фундамента, задаются следующие параметры (рис. 2):

  • Длина сваи
  • Количество участков разбиения – чем больше это число, тем точнее производится расчет
  • Модуль упругости ствола – характеристика материала из которого изготовлена свая;
  • Коэффициент Пуассона материала;
  • Глубина от поверхности земли, на которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности (при сейсмических воздействиях).
  • Объёмный вес материала сваи.
  

image003.png

Рис. 2. Задание параметров сваи. ПК ЛИРА 10.6


Параметры расчёта для одиночной сваи задаются при нажатии на кнопку «Вычисление жесткости одиночной сваи» (Рис. 3).


 image004.png

Рис. 3. Параметры для вычисления жесткости сваи. ПК ЛИРА 10.6

 

При этом боковой коэффициент постели на поверхность сваи вычисляется по формуле:

005.PNG, где К — коэффициент пропорциональности, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю (Приложение В, таблица В.1); γс   —  коэффициент  условий работы грунта. Для одиночной сваи γс =3.

Расчёт осадки одиночной сваи производится в соответствии с СП 24.13330.2011: для сваи без уширения по п. 7.4.2 а, для сваи с уширением по п. 7.4.2 б.

 

Расчёт свайного куста


Для создания свайного куста необходимо вызвать команду «Группы свай», которая находится на панели инструментов либо в пункте меню «Назначения». Для задания свайного куста необходимо выделить группу свай, которая будет входить в куст и нажать на кнопку «Добавить свайный куст» (рис. 4).

 

image006.png

Рис. 4. Задание свайного куста. ПК ЛИРА 10.6

 

Методика расчета свайного куста соответствует п. п. 7.4.4 – 7.4.5 СП 24.13330.2011. При этом жесткостные характеристики сваи вычисляются автоматически в Редакторе грунта, для чего в последнем таблица задания физико-механических характеристик дополнилась четырьмя столбцами (рис. 5):

  • Показатель текучести «IL» для пылевато-глинистых грунтов;

  • Коэффициент пористости «e» для песчаных грунтов;

  • Коэффициент пропорциональности «К», который можно задать численно, либо интерполировать выбором грунта из колонки «Тип грунта для свайного основания»;

  • Тип грунта для свайного основания (таблица В.1 СП 24.13330.2011). Используется для интерполяции значений «К» по заданному показателю текучести «IL» или коэффициенту пористости «e» грунта.

 

image007.png

Рис. 5. Таблица физико-механических характеристик ИГЭ. ПК ЛИРА 10.6


В параметрах расчёта (рис. 6) появилась новая вкладка – «Сваи», в которой указываются необходимые для расчёта параметры:

k — коэффициент глубины под пятой (п.7.4.3 СП 24.13330.2011);

γc — коэффициент условий работы для расчета свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011);

γса —  коэффициент уплотнения грунта при погружении сваи, учитывается для понижения коэффициента пропорциональности К при работе свай в составе куста (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011).


image008.png

Рис. 6. Вкладка расчёт свай. ПК ЛИРА 10.6


Расчет осадки Свайного куста производится согласно п. п. 7.4.4 - 7.4.5 СП 24.13330.2011. При расчете осадок группы свай учитывается их взаимное влияние. Расчет коэффициента постели Сz грунта на боковой поверхности сваи, с учетом влияния свай в кусте, производится, как для одиночной сваи, но коэффициент пропорциональности К умножается на понижающий коэффициент αi.

Взаимное влияние осадок кустов свай учитывается так же, как при расчете условных фундаментов. Расчет жесткостей свай в свайных кустах происходит по той же методике, что и для одиночных свай, но с учетом их взаимовлияния как в кусте, так и между кустами.


Расчет условного фундамента


Задание условного фундамента от свайного куста отличается лишь тем, что в «Группе свай» выбирается пункт «Условный фундамент». Также необходимо задать дополнительно Аcf — площадь условного фундамента и способ расстановки свай — рядовой или шахматный.

Геологические условия, а также физико-механические характеристики грунтов основания задаются в Редакторе грунта.

Полная осадка свайного поля фундамента определяется по формуле:

 image009.png

Где: image010.png — осадка условного фундамента,

image011.png— дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента,

image012.png—дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи.

Дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи - image012.png вычисляется по формуле:

 image014.png

Нахождение осадки условного фундамента, а также расчет взаимовлияния групп свай (в том числе и свайных кустов) возможно производить по аналогии с плитными фундаментами по 3-м различным методам:

  • Метод 1  - модель основания Пастернака,

  • Метод 2 - модель основания Винклера-Фусса,

  • Метод 3 - модифицированная модель Пастернака.

В случае, если расчёт производится в модуле Грунт, необходимо, как для расчёта пластинчатых элементов, назначить сваям начальную нагрузку, которую потом можно будет уточнить с помощью функции преобразования результатов в исходные данные (рис. 7). Это делается в команде «Упругое основание».

 

image015.png

Рис. 7. Назначение сваям начальной нагрузки. ПК ЛИРА 10.6


После расчёта в модуле Грунт, вызвав функцию «Анализ модели», можно отследить осадки, жесткости, и прочие параметры свай и грунта (рис. 8).

 

image016.png

Рис.8. Визуализация расчёта. ПК ЛИРА 10.6

 

Таким образом, мы рассмотрели новую функцию, появившуюся в ПК ЛИРА 10.6, которая позволяет рассчитывать здания на свайных фундаментах.

Автор: Канев Данил


Смотреть вебинар: новый конечный элемент свая (КЭ 57)
В ПК ЛИРА 10.6



Следите за нашими новостями в социальных сетях


Возврат к списку


Комментарии

Учебный курс ПК ЛИРА

Подписка

Вы хотите первыми узнавать о выходе новых версий, проводимых мероприятиях и акциях компании? Подписывайтесь!

Подписаться
Онлайн семинар: Расчет зданий и сооружений на сейсмические воздействия в ПК ЛИРА 10.6
Приглашаем принять участие в онлайн семинаре, посвященном проектированию зданий и сооружений в сейсмически активных районах.
19 января 2018
С Новым Годом!
Поздравляем вас с наступающим Новым годом и Рождеством!
28 декабря 2017
ПК ЛИРА 10.6 была представлена на Форуме РосТИМ в Екатеринбурге
На прошедшем Форуме «РосТИМ», организованным компаниями АСКОН и Renga Software в Екатеринбурге, с докладом выступил официальный партнер ООО «ЛИРА софт», директор «УралКонцептПроект», к.т.н. Олег Ушаков.
28 декабря 2017
Компания «ЛИРА софт» приглашает всех желающих принять участие в конкурсе «Мастер-Renga» 2017-2018
Renga Software проводит прием заявок на участие в III конкурсе «Мастер-Renga» на создание лучших архитектурно-строительныx проектов, реализованных в BIM-системах Renga Architecture и Renga Structure.
29 ноября 2017
Все новости
Применение технологий BIM при расчете зданий в условиях сложной геотехнической обстановки в связке программ Revit, ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D
В статье рассматривается методика совместной работы ПК ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D посредством API модуля. С позиции инженера-расчетчика рассматриваются возможности передачи моделей между различными программами с применением технологий информационного моделирования.
21 июня 2017
Нелинейный статический метод анализа сейсмостойкости зданий и сооружений
Нелинейный статический метод или Pushover Analysis, широко используемый за рубежом, основан на методе спектра несущей способности. В работе подробно описан метода нелинейного статического анализа с учетом возможности использования в отечественной нормативной литературе.
21 ноября 2016
Современные методы расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия в ПК ЛИРА 10.4. Опыт реализации СП 14.13330.2014
Возможности программного комплекса ЛИРА 10.4 для моделирования зданий и сооружений на сейсмические воздействия.
15 октября 2015
Форум "100+ Forum Russia". Приглашаем на наши доклады
23-25 сентября 2015 года в рамках форума "100+ Forum Russia", технический директор ЛИРА софт  Колесников А.В. выступит с рядом докладов - приглашаем принять участие!
27 августа 2015
Все публикации


Цикл вебинаров "ПК ЛИРА 10 в задачах". Тема 17. "Задание нагрузок в ПК ЛИРА 10.6"
Продолжительность: 90 минут
Стоимость: Бесплатно


Онлайн-презентация ПК ЛИРА 10.6
Продолжительность: 11:00 - 14:00
Стоимость:


Презентация: ПК ЛИРА 10.6
Продолжительность: 1 день
Стоимость: Бесплатно
Смотреть график
Эффективная интеграция Revit и ПК ЛИРА 10.6
Вебинар будет интересен конструкторам, расчётчикам, проектировщикам, BIM-менеджерам, руководителям конструкторских групп.
01 декабря 2017
Цикл вебинаров "Механика конструкций". Тема 6. Основы расчета тонкостенных стержней
На вебинаре будут рассмотрены основы расчета тонкостенных стержней. Рассмотрим примеры ручного расчета и сравним с расчетом методом конечных элементов, используя ПК ЛИРА 10.6.
26 октября 2017
Цикл вебинаров "ПК ЛИРА 10 в задачах". Тема 21. Применение модуля расчёта упруго-геометрических характеристик
В вебинаре будут рассматриваться использования нового модуля «Определение упруго-геометрических характеристик поперечных сечений стержней», появившегося в ПК ЛИРА 10.6.
28 сентября 2017
Цикл вебинаров "ПК ЛИРА 10 в задачах". Тема 20. Расчет конструкций зданий и сооружений с учетом геометрической нелинейности в ПК ЛИРА 10.6
Вебинар посвящен решению практических задач с учетом геометрической нелинейности в ПК ЛИРА 10.6. Также будет представлена теория расчета с учетом геометрической нелинейности в том числе после потери устойчивости.
24 августа 2017
Все записи вебинаров
Создание сайта на Битрикс — AGRWEB