1 Влияние схем расположения свай на результаты армирования
ростверков-плит
к.т.н., доцент А.М. Сонин, магистрант А.М. Карабаева (кафедра «Строительство»)
Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилёва, Астана, Казахстан Строительство, архитектура и транспорт: состояние и перспективы развития:
материалы республиканской научно- практической конференции.- Астана, 2012 Аннотация. Исследуется влияние схем расположения свай на армирование и экономическую эффективность ростверков высотных зданий.
Abstract. Explores the impact of schema location piling on the reinforcement and cost-effectiveness of rostverkov high-rise buildings.
Ключевые слова:шаг свай, численное моделирование, результаты расчетов, анализ эффективности.
Одной из актуальных задач в практике реального проектирования является исследование влияния схем расположения свай на материалоемкость и стоимость ростверков-плит.
Как показывает опыт расчета и конструирования плитных ростверков от схемы расположения свай зависит величина реакций свай, что в свою очередь влияет на величину и распределение усилий в ростверке.
В рассматриваемой работе при проведении исследований использовался численный метод математического моделирования, основанный на методе конечных элементов.
Для реализации поставленной задачи использовался сертифицированный расчетный программный комплекс «Мономах 4.5», разработанный в НИАСС
«Лира Софт», г. Киев.
Объектом исследований являлся реальный проект монолитного каркасного жилого дома Ж/К «Айя» в г. Астане.
Каркас собирался в подпрограмме «Компоновка» «Мономах 4.5».
Исходные данные:
Отметка верха ростверка -1.05 м Отметка подошвы ростверка -2.65 м Толщина ростверка 1,6 м
Бетон ростверка В25
Рабочая арматура ростверка А III Характеристики грунта:
ИГЭ-1– суглинок тугопластичный, мощность слоя 11 м Объемный вес 1.8 т/м3
Угол внутреннего трения 22 °
Сцепление 2 тс/м2
Модуль деформации грунта 1600 тс/м2 Исследовались схемы расположения свай:
Вариант 1 : «висячие» сваи С6-30 с шагом 1х1 м , погруженные в ИГЭ-1 Варрант 2: «висячие» сваи С9-30 с шагом 2х2 м , погруженные в ИГЭ-1
2 Армирование ростверка определись по результатам экспорта результатов расчета в конструирующую программу ПК «Мономах 4.5» «Плита».
При определении расхода арматуры учитывалась рабочая арматура ростверка. В расчет стоимости затрат на его устройство кроме арматуры учитывалась количество и стоимость свай соответствующей длины и сечения.
Стоимость бетона ростверка не учитывались, т.к. для всех схем расположения свай объем бетона ростверка не изменяется.
Результаты статического расчета каркаса здания в подпрограмме
«Компоновка» и величины вертикальных нагрузок (тс) от колонн и диафрагм на уровне низа колонн 1-го этажа приведены на Рис. 1
Рис. 1 Нагрузки на ростверк от колонн и диафрагм здания (тс)
Армирование ростверка определялось по мозаикам армирования, полученным в подпрограмме «Плита» : верхняя арматура Ах, верхняя арматура Ау; нижняя арматура Ах, нижняя арматура Ау
Рис. 2 Результаты расчета ростверка по Варианту 1 (арматура верхняя Ах)
3
Рис. 3 Результаты расчета ростверка по Варианту 2 (арматура верхняя Ах) Результаты расчета верхней и нижней арматуры ростверков (основной и дополнительной) с учетом количества, стоимости свай и затрат на их погружение для Варианта 1 и Варианта 2 приведены в Таблице 1.
Результаты расчета стоимости вариантов ростверков. Таблица 1.
Вариант располо- жения
свай
Итого верхняя
сетка, кг
Итого нижняя
сетка, кг
Итого арма- туры на ростверк,
кг
Общая стоимость арматуры,
тг
Колич.
свай, шт
Стои- мость cвай ,
тг
Общая стои- мость, тг
Вариант 1 18 144 11 567 29 711 3 870 100 658
С6-30
12 963 000 16 833 100
Вариант 2 29 170 11 990 41 160 5 350 800 329
С9-30
9 903 000 15 253 800
Вар2/Вар1 1,61 1,04 1,38 1,38 0,50 0,76 0,91
При расчетах цена 1 т арматуры АIII принималась 130 000 тг, стоимость сваи С6-30 17000 тг, с учетом затрат на погружение( 450 тг/м) 19700 тг, стоимость сваи С9-30 26000 тг., с учетом затрат на погружение 30100 тг.
Максимальная нагрузка на сваю в Варианте 1 по результатам расчета 31 тс, максимальная осадка 4,6 см. Жесткость сваи EF=1000 т/м
В Варианте 2 максимальная нагрузка на сваю 65 тс, максимальная осадка 4,1 см. Жесткость сваи EF=2500 т/м
В обоих вариантах максимальная нагрузка на сваю не превышает допускаемой расчетной нагрузки.
Выводы по результатам расчетов:
1) При увеличении расстояния между осями свай в два раза армирование ростверка увеличилось на 40%, при этом армирование в верхней зоне увеличилось на 60%.
4 2) С учетом фактического количества свай и их стоимости вариант с
большим шагом свай в рассмотренной задаче приводит к экономии по стоимости устройства ростверка от 8 до 10%.
Литература:
1. Д.А. Городецкий, М.В.Лазнюк и др. Мономах 4.2 Примеры расчета и проектирования. - Киев: издательство НИИАСС, 2006. – 36 с.
2. МСП 5.01 -101-2003 Проектирование и устройство свайных
фундаментов. Казстройкомитет МИИТ Республики Казахстан, 2005 г 3. Ю.А. Трофименков, А.А. Ободовский Свайные фундаменты для жилых и общественных зданий. –М.:Стройиздат, 1996 . – 238 с.
