Использование GAP-элементов в задачах проектирования систем «Каркас здания – Свайный фундамент – Основание»

Abstract

Разработана конечно-элементная модель системы типа «Каркас здания – Свайный фундамент – Основание». Предложена модель взаимодействия свайного куста с грунтовым массивом. В модели использованы: линейный элемент типа ROD, работающий на растяжение (сжатие), для описания арматуры в колоннах, ригелях и сваях; твердотельный 8-узловой конечный элемент типа SOLID для описания железобетонных элементов каркаса, свай и основания; специальный элемент GAP, предназначенный для моделирования зазоров или натягов в контактных задачах. Выполненный анализ указанной многопараметрической системы позволил получить основные параметры, необходимые для оценки 40 напряженно-деформированного состояния (НДС) системы: максимальные и минимальные напряжения в арматуре и бетоне, эквивалентные напряжения по гипотезе энергии формоизменения (Мизеса) в объемных конечных элементах SOLID, перемещения узлов по направлениям координатных осей. Показана количественная и качественная картина распределения напряжений в грунте. Конечно-элементная модель системы позволяет получить достоверную оценку напряженно-деформированного состояния при всевозможных изменениях физико-механических характеристик материалов каркаса и основания. Модель позволяет реализовать и возможные включения (слои) в основании с особыми механическими характеристиками. Обозначены пути поиска рациональных конструктивных решений.