Пример 1: железобетонная плита на девяти буронабивных сваях
Железобетонная плита размером 10 х 10 м и толщиной 180 мм опирается на девять буронабивных свай, из которых четыре (узловая опора 5), включая среднюю, передают силы только в направлении Z. Две из оставшихся буровых свай имеют наклон 10° по отношению к оси Х (узловая опора 6), а другие две имеют наклон 10° по отношению к оси Y (узловая опора 7). Последняя буронабивная свая имеет наклон 10° относительно оси X и оси Y (узловая опора 8). Это позволяет действие горизонтальных сил в соответствующих направлениях и система является устойчивой.
На целую систему действует поверхностная нагрузка 4,5 кН/м² и две линейные нагрузки, каждая из которых равна 1,0 кН/м.
В первом варианте моделирования, буровые сваи заданы как прямо стоящие и наклонные жесткие опоры, в то время как во втором варианте они моделируются в виде балок с шарнирным соединением. В принципе, оба варианта моделирования отличаются лишь жесткостью балок при растяжении.
Третий вариант моделирования соответствует второму решению, но дополняется упругим основанием каждого стержня в местном направлении у и z, которое имитирует деформируемость грунтового основания.
Инструкции по вводу констант пружины смотри в статье Упругое основание стержня 1: Wegfedern und die FAQ Wie sind die Stabbettungen einzugeben? hingewiesen.
- KB 000489 | Упругие основания стержня 1: Продольные пружины
- faq | Ввод упругих оснований стержней для буронабивных свай в программе RFEM
Различия этих трех вариантов наиболее видны в результатах. Как упоминалось выше, в вариантах 1 и 2 отсутствует принципиальная разница между опорными реакциями, потому их конечные результаты соответствуют друг другу. При заданном нагружении в сваях возникают как растягивающие, так и сжимающие силы. Это приводит к тому, что нагрузка распределяется относительно неравномерно и достигает высоких значений. Что касается максимальной опорной реакции, там оба варианта находятся на безопасной стороне. На Рисунке 04 показаны опорные реакции вариантов 1 и 2 в режиме видимости по строкам.
Чтобы уменьшить опорные реакции и равномерно распределить их, рекомендуется задать упругое основание стержня. Поскольку возникающие при этом поперечные силы и изгибающие моменты являются относительно малыми, мы будем рассматривать только возникающие нормальные силы и опорные усилия. На Рисунке 05 показаны опорные реакции варианта 3 в режиме видимости по строкам.
Пример 2: Стальная конструкция на трех буронабивных сваях
Стальная конструкция, состоящая из двух стальных балок длиной 3, жестко соединенных друг с другом, и 1-метровой консоли, нагружена тремя единичными нагрузками в трех направлениях на конце консоли. В качестве опоры затем выступают три буровые сваи с наклоном 10° относительно оси Х и оси Y.
Для данного случая возможны два варианта моделирования: Вариант 1 без упругого основания стержня, вариант 2 с упругим основанием стержня.
Если рассматривать конструктивную систему как в плоскости XZ, так и в плоскости YZ, то очевидно, что из-за активных линий сил в буронабивных сваях, которые пересекаются в одной общей точке, конструкция является неустойчивой.
Это значит, в данном случае просто необходимо задать упругое основание.
Заключение
Bei der Modellierung von Bohrpfahlkonstruktionen liefern die prinzipiell beschriebenen zwei Möglichkeiten, sprich die Varianten mit oder ohne Stabbettung, unterschiedliche Ergebnisse. При учете нормальных сил в сваях, вариант без упругого основания стержня становится менее благоприятным, тогда как вариант с упругим основанием стержня обычно является более экономичным. В случае недостаточной жесткости конструкции требуется применить упругое основание стержня, однако лишь при условии, что в конструкции не предусмотрены другие горизонтальные элементы жесткости.
