Инженеры Новгородского государственного университета (НовГУ) разработали новый метод расчета предварительной осадки свайных фундаментов, который не требует сложных компьютерных программ. Математическая формула, предложенная учеными, ускоряет и упрощает процесс проектирования для строителей.
Исследования показали, что использование жесткого ростверка – железобетонной плиты, объединяющей сваи, – снижает осадку фундамента по сравнению с гибкими конструкциями. Эта математическая формула делает проектирование быстрее и доступнее для специалистов. В будущем планируется создать таблицы с переводными коэффициентами для типовых решений, что сделает метод еще проще для инженеров. Об этом рассказал автор исследования Вячеслав Урсаки, кандидат экономических наук и доцент кафедры строительного производства НовГУ.
Свайные фундаменты – основной способ строительства на проблемных грунтах и при значительных нагрузках на здание. Инженеры решают две ключевые задачи: проверяют, выдержат ли сваи нагрузку, и рассчитывают осадку фундамента. Первая задача хорошо описана в строительных нормах, а вторая вызывает вопросы, особенно при учете жесткости ростверка.
Ростверк может быть гибким, как тонкая пластина, или жестким, как массивная плита. На практике чаще используют второй вариант, но его расчеты сложны и требуют компьютерных программ. Вячеслав Урсаки предлагает упрощенный метод, позволяющий инженерам выполнить предварительный расчет осадки без специального софта.
«Мы сравнили два крайних случая на примере: группу свай с гибким ростверком и ту же группу с жестким. Осадка фундамента с жестким ростверком оказалась на 21,9% меньше, чем с гибким. Для отдельной сваи с той же нагрузкой осадка была вдвое меньше. Это означает, что жесткий ростверк равномерно распределяет нагрузку между сваями, что более эффективно», – отметил Урсаки.
Нагрузки на сваи также различаются. При жестком ростверке на угловые сваи приходится на 10,4% больше нагрузки, чем при гибком. Это происходит потому, что жесткий ростверк, как твердая балка, передает значительную часть давления на краевые опоры. «Мы использовали советскую теорию расчета конструкций на упругом основании. Основная идея: свайное основание можно рассматривать как условный фундамент, а жесткий ростверк – как балку на упругом основании», – пояснил инженер.
Для упрощения исследования сделали несколько допущений: грунт деформируется равномерно, сваи длинные и висячие, расстояние между ними одинаковое во всех направлениях и составляет от трех до пяти диаметров сваи, сама свая не сжимается. «Мы применили новый метод к реальному расчету и получили осадку 28,5 мм. Это совпадает с результатом точного компьютерного расчета с погрешностью менее 2%. Это хороший результат для упрощенного метода», – добавил Урсаки.
Источник: ТАСС
распечатать статью
