УДК 624.131.522.4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДОМ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭВМ ЭФФЕКТИВНОГО СПОСОБА УСТРОЙСТВА ФУНДАМЕНТОВ ВЫСОТНОГО
ЗДАНИЯ ГОСТИНИЧНОГО КОМПЛЕКСА «МЭРРИОТ» В Г. АСТАНЕ Черныш Е.Ю.
Студент ЕНУ им. Л. Н. Гумилева, Астана Научный руководитель – к.т.н. доцент А.М. Сонин
Работа содержит основные результаты, полученные методом конечных элементов с использованием расчетного комплекса «Мономах 4.5».
178
Основная цель работы – исследовать влияние различных вариантов устройства фундаментов на распределение усилий в надземной части здания. Критерием оценки является материалоемкость и стоимость монолитного каркаса здания.
Выбрано два конкурентоспособных варианта фундаментов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
1. Ростверк-плита на сваях- стойках (по технологии CFA) с опиранием свай на полускальный грунт.
2. Фундаментная плита на естественном основании с опиранием подошвы на гравелистый песок.
Вариант на ростверке-плите принят по фактическому проекту.
Для всех вариантов выбраны одинаковые характеристики здания, нагрузки и грунтовые условия.
Исходя из общих принципов работы свайного ростверка на сваях-стойках качественно понятно, что такой способ устройства фундамента является наиболее эффективным исходя из рассмотрения результатов расчета по деформациям и усилиям в надземной части здания.
Учитывая, что затраты труда и стоимость фундамента на естественном основании существенно меньше, чем ростверка-плиты на сваях, по общему расходу арматуры с учетом надземной части здания вопрос о экономической целесообразности остается открытым.
Таблица 1. Вариант 1. Ростверк - плита на сваях – стойках
Материалы Фундамент Стены Колонны Балки Плиты Сваи Всего Бетон, м3 2332.8 7436 4.33 402.86 6052.5 1590 16228.5 Бетон, цена 23327998 74360048 43344 4028622 60524992 55650000 162285008 Арматура,
139968 73717 207 19868 254537 0 488296
кг
Арматура,
18195838 9583184 26896 2582843 33089752 0 63478512 цена
Опалубка,
1379.15 39450.77 28.9 2685.75 24007.43 0 67552 м2
Опалубка,
965406 27615542 20227 1880024 16805204 0 47286404 цена
Всего,
42489244 111558776 90468 8491488 110419952 55650000 328699928 цена
179
Рисунок 1. Высотное здание гостиничного комплекса Marriot на левом берегу г. Астана
Рисунок 2. Схема распределения усилий для 1 варианта на свайном основании
Рисунок 3. Схема распределения усилий для 2 варианта на естественном основании
Таблица 2. Вариант 2. Плита на естественном основании.
Материалы Фундаменты Стены Колонны Балки Плиты Сваи Всего Бетон, м3 2332.8 7436 4.33 402.86 6052.5 0 16228.5 Бетон,
23327998 74360048 43344 4028622 60524992 0 162285008 цена
Арматура,
139968 73864 207 20018 254537 0 488594
кг
Арматура,
18195838 9602337 26896 2602347 33089752 0 63517172 цена
Опалубка,
1379.15 39450.77 28.9 2685.75 24007.43 0 67552 м2
Опалубка,
965406 27615542 20227 1880024 16805204 0 47286404 цена
Всего,
42489244 111577928 90468 8510992 110419952 0 273088584 цена
Таким образом, наиболее выгодным вариантом фундамента в рассматриваемом случае с учетом совместной работы «основание – фундамент -надземная часть здания»
является 2 -ой вариант - Фундаментная плита на естественном основании.
В абсолютном выражении для конкретного здания стоимость первого и второго вариантов фундаментов отличаются на 55 611 300 тг, что составляет 20,3% от стоимости монолитного каркаса здания.
Величина осадки фундамента по 1-му варианту составляет 1,6 см, по 2-му варианту 22 см.
Вариантное проектирование, в особенности то что касается учета совместной работы грунтового основания, фундамента и надземной части здания в практике реального проектирования как правило не рассматривается.
Необходимо отметить, что в тех случаях, когда грунтовые условия не относятся к категории сложных (равномерное залегание напластований, незначительное отличие в свойствах грунтов, что характерно для «старой» части города – на правом берегу р. Есиль) проектировщики и в этом случае закладывают в проект с запасом свайные фундаменты, стоимость и трудоемкость которых значительно больше, чем у плит на естественном основании.
Выводы по работе представляют научный и практический интерес, так как имеют конкретный численный результат и могут быть рекомендованы для использования в практике реального проектирования для высотных зданий в аналогичных инженерно- геологических условиях г. Астаны.
Литература:
1. СНиП РК 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции 2. СНиП РК 5.01-01-2002 Основания зданий и сооружений
3. СНиП РК 5.01-03-2002. Свайные фундаменты
4. С. В. Юсипенко, Л. Г. Батрак, Д. А. Городецкий, А.А. Лазарев, М.В. Лазнюк, 5. А.А. Рассказов. Мономах 4.2 Примеры расчѐта и проектирования. Учебное пособие. - К.: издательство «Факт», 2007. - 292 с.
181