автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Работа пирамидальных свай при одновременном действии горизонтальных и вертикальных нагрузках

ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ

ПОГІОВИЧ МИКОЛА МИКОЛАЙОВИЧ

і.»

'■ і' УДК 624.154

РОБОТА ПІРАМІДАЛЬНИХ ПАЛЬ ПРИ ОДНОЧАСНІЙ ДІЇ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ТА ВЕРТИКАЛЬНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Спеціальність 05.23.02 - Підвалини та фундаменти

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

КИЇВ - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Вінницькому державному технічному університеті (ВДТУ) Мін освіти і науки України

Науковий керівник - Доктор технічних наук, професор Друкований Михайло Федорович,

Вінницький державний технічний університет, професор кафедри промислового та цивільного будівництва

Офіційні опоненти - Доктор технічних наук, професор Школа Олександр Вікторович,

Одеська Державна Академія Будівництва і Архітектури завідувач кафедри механіки грунтів і надійності споруд

. , Кандидат технічних наук, старший науковий співробіт-

ник Шокарев Віктор Семенович,

, Директор Запорізького відділення Науково-дослідного ін-

ституту будівельних конструкцій

Провідна установа — Київський державний технічний університет

будівництва і архітектури, кафедра основ та фундаментів, Міносвіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться "І£" 2^ 2000р. о 16-00 годині на засі-

данні спеціалізованої вченої ради 4^526.833.01 Державного Науково-дослідного інституту будівельних конструкцій за адресою:

03680, м.Київ-37, вул. Івана Клименка, 5/2.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Державного Науково-дослідного інституту будівельних конструкцій за адресою:

03680, м.Київ-37, вул. Івана Клименка, 5/2.

Автореферат розіслано "//

Вчений секретар /1,0' ^ ^.. ^ ^

спеціалізованої зченої ради Слюсаренко Ю.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

Актуальність темн. При великих об'ємах використання фундаментів із паль різноманітних конструкцій, існує проблема вибору бурових чи забивних паль з максимальним опором в конкретних грунтових умовах. Особливо це відчутно при проектуванні фундаментів під споруди розпірних систем, де поряд з вертикальним навантаженням діє горизонтальна складова навантаження, яка ви-зиває зсув чи поворот фундаменту. Серед забивних паль перевага надається палям пірамідальної форми, як таким, що мають велику питому несучу здатність. Однак використання в якості фундаменту під розпірні конструкції пірамідальних паль стримується в зв'язку з необхідністю приймати декілька паль для забезпечення несучої спроможності на горизонтальну складову реального навантаження а також недосконалістю методики їх розрахунку, тому проведені дослідження являються актуальними.

Метою дисертаційної роботи є підвищення питомої несучої спроможності фундаментів із пірамідальних паль при передачі на них розпірних навантажень та розробка методики їх розрахунку.

Робоча гіпотеза полягає в припущенні про можливість такого завантаження фундаменту із пірамідальних паль, при якому підвищиться несуча здатність фундаменту при дії розпірних навантажень.

Об'єкт досліджень - фундаменти із забивних коротких пірамідальних

паль.

Предмет дослідження - робота фундаментів із пірамідальних паль при одночасній дії вертикальних та горизонтальних навантажень та методика їх розрахунку.

Методи дослідження - експериментальні дослідження з допомогою розроблених методик, аналітичні дослідження з використанням математичних моделей.

Завдання дослідження:

•визначити опір фундаментів із поширених типів пірамідальних паль, характер та динаміку розвитку деформацій їх основ та виявити їх ефективні конструкції;

•проведення випробовувань ефективних конструкцій фундаментів із пірамідальних паль;

• встановлення основних залежностей між факторами, які впливають на роботу фундаментів із пірамідальних паль при дії вертикального та горизонтального навантаження одночасно;

•розробка методики розрахунку пірамідальних паль на горизонтальне навантаження та одночасну дію вертикального та горизонтального навантаження; •здійснити впровадження запропонованих розробок.

Автор захищає;

-результати експериментальних досліджень опору фундаментів із пірамідальних паль дії вертикальної та горизонтальної складової навантажень одночасно;

-вплив способу навантаження фундаменту на його несучу здатність;

-методику розрахунку опору пірамідальних паль на дію горизонтального, навантаження та одночасну дію вертикального та горизонтального навантаження з використанням числових методів.

Наукова новизна роботи полягає в наступному:

-досліджені межі зміни несучої спроможності пірамідальних паль в залежності від конструкції фундаменту;

-встановлено, що переміщення фундаментів залежать від співвідношення вертикальної та горизонтальної складової навантаження;

-виявлено, що на опір пірамідальних паль дії горизонтальних навантажень впливає місце передачі навантаження на фундамент;

-запропоновано навантаження на палю передавати на глибині, біля точки повороту палі;

-розроблена методика розрахунку пірамідальних паль з врахуванням їх геометричних характеристик, властивостей грунту основи та способу навантаження фундаменту.

Достовірність наукових результатів і положень забезпечується.

з

-співставлешіям отриманих результатів з експериментальними даними випробовувань;

-перевіркою збіжності результатів, отриманих за запропонованою методикою, з результатами випробовування пірамідальних паль;

-порівняння ЧИСЛ9ВИХ досліджень по запропонованій методиці з даними інших авторів.

Практична цінність дисертаційної роботи:

-на основі експериментальних досліджень опору вертикальним та горизонтальним навантаженням фундаментів із пірамідальних паль можна рекомендувати в практику будівництва економічну конструкцію фундаменту;

-отримані дані впливу різних факторів на несучу здатність фундаменту із пірамідальних паль дозволять раціонально проектувати фундаменти, які сприйматимуть одночасно вертикальні та горизонтальні навантаження;

-методика розрахунку пірамідальних паль при дії горизонтальних навантажень та одночасній дії вертикальних і горизонтальних навантажень з використанням числових методів може використовуватися для оцінки проектних рішень фундаментів з врахуванням їх геометричних характеристик та властивостей грунтів.

Апробація роботи. Результати даного дослідження доповідались на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу та співробітників Вінницького державного технічного університету з участю інженерно-технічних працівників підприємств м.Вінниці, наукових семінарах кафедр "Технологія будівельного виробництва" та "Будівельні конструкції” ВДТУ в 1983, 1984, 1988, 1990 та 1996 роках. Робота входила в склад досліджень, що проводились на кафедрах технології будівельного виробництва та будівельних конструкцій ВДТУ.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 9 робіт.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, трьох розділів і загальних висновків, списку літератури з 198 найменувань і чотирьох додатків, 164 сторінок у тому числі 105 сторінок друкованого тексту, 39 рисунків і 15 таблиць.

ЗМІСТ РОБОТИ

У пступній частіші дається обгрунтування актуальності роботи, її практичної цінності. Сформульовані мета, задача і методи досліджень.

У першому розділі викопаний аналітичний огляд літературних джерел, в яких описані конструкції паль та методи їх розрахунку. Відзначається, що особливе місце серед фундаментів із паль займають фундаменти із забивних паль, перевагами котрих являється висока ступінь індустріалізації та універсальність використання. Матеріал фундаментів -бетон чи залізобетон, дозволяє викопувати палю практично любої форми поперечного та повздовжнього перетину.

Розвиток дослідження паль та фундаментів із паль і впровадження в будівництво нових та удосконалених конструкції! паль стало можливим завдяки наполегливій праці науковців та інженерів серед яких потрібно виділити З.В.Бабічева, Б.В.Бахолдина, А.А.Бартоломея, І.П.Боико,

B. М. Голубкова, М.С.Грутмана, Б.І.Далматова, А.І.Догадайло, К.С.Заврієва, М.Л.Зоценка, С.Н.Клепикова, А.І.Моргуна, І.Б.Рижкова,

C.О.Слюсаренко, Л.М.Тімофеєву, Ю.Ф.Тугаєпко, В.Б.Шахирева, В.Б.Швеця та ін..

За кордоном в області дослідження фундаментів із паль відомі праці Б.Бромса, Р.Бенерджі, Б.Клосинскм, Х.Мейснера, Р.Содж, Р.Д.Челиса,

І.Йошіди та ін..

Рішення проблеми поширення ефективного використання в будівництві різних типів забивних паль тісно пов'язане з вивченням відмінностей в їх роботі з грунтом основи, які проявляються в формі та величині об'єму зони ущільнення грунтового масиву, в ступені ущільнення грунту в різних п точках та в характері взаємодії палі з грунтом основи при навантаженні.

Мають практичне застосування палі пірамідальної форми, яким характерний більш високий опір и порівнянні з призматичними, менша довжина при однаковому опорі, можливість використання для грунтів, вимагаючих ущільнення. Ефективність таких фундаментів та область їх

раціонального пикористаїшя можна оцінити на основі досліджень, які п широких масштабах почали проводити з 1965 року на кафедрі основ та фундаментів ОІБІ, в Полтавському ІБІ, в об'єднаннях "Міжколгоспбуд" Білорусії, Молдавії, Литви. Серед вчених, які займалися дослідженнями пірамідальних паль слід відмітити В. М. Голубкова, А.І.Догадайло, Л.М.Зоцеико, С.О.Слюсаренко, Е.Г.Малацидзе, ІО.В.Матуса,

Ю.Ф.Гугаєнко, В.І.Хазіна, В.Б.Шахирєва, Г.Ф.Шишко.

Проведені дослідження дозволили виявити принципові особливості роботи пірамідальних паль з грунтами основи та рекомендувати методи їх розрахунку. Існують два самостійних шляхи теоретичного вирішення питань роботи паль з грунтом основи. Перший виходить з врахування несучої здатності грунту, що сприймає навантаження від паль, другий - з врахування процесу деформації, що розвивається в грунті під дією зовнішнього навантаження.

В області розрахунку вертикально навантажених паль з відмінною від призматичних формою, існує ряд методів розрахунку тільки пірамідальних паль. Проблема теоретичного визначення опору пірамідальних паль горизонтальним навантаженням та одночасній дії вертикальної та горизонтальної складової навантаження являє собою завдання незрівнянно більш важке, чим визначення опору паль вертикальним навантаженням.

Теоретичні та експериментальні дослідження, проведені науковцями, показують, що опір фундаментів із паль може з достатньою точністю оцінюватися з гранично допустимих деформацій споруди. Але деформації залежать від багатьох факторів, які не в повній мірі враховуються. Вирішити проблему розрахунку паль та фундаментів із них з врахуванням нових даних можливо, якщо використати сучасні числові методи з реалізацією їх на ЕОМ.

В другому розділі описана методика проведення досліджень опору пірамідальних паль на моделях, приведені результати досліджень несучої здатності пірамідальних паль при дії вертикального та горизонтального навантаження та одночасній дії обох навантажень. При цьому розглядалась як окремі палі, гак і фундаменти з двох паль з різними відстанями між

б

ними. Досліджувався вплив кута прикладання рівнодіючої вертикального та горизонтального навантаження та ексцентриситету її прикладання.

Випробовування проводилось в металевому лотку з розмірами в плані 1800x1200 мм та глибиною 1000 мм. Для забезпечення необхідної жорсткості останні підсилені вертикальними ребрами жорсткості. Для виконання досліджень розроблено і виготовлено обладнання, що дозволяє передавати на фундамент одночасно вертикальне та горизонтальне зусилля в заданих пропорціях. За допомогою даного силового обладнання можливо прикладання на налю похилого навантаження під кутом а= 0°-50° відносно вертикальної осі палі. Грунт основи -середньозернистий пісок. В процесі виконання досліджень велику увагу звертали на підготовку основи, з точки зору однорідності.

Середнє значення щільності грунту складало р=1,7г/см3 при середній вологості ео= 0,07. В якості моделей пірамідальних паль використовувалися палі з дерева з розмірами в 10 разів меншими геометричних розмірів паль, що використовуються в будівництві. Фундаменти із паль розташовувалися так, щоб виключити вплив стінок і дна лотка на формування зони напружено-деформованого стану основи фундаментів. Навантаження прикладалось ступенями, кожна з яких витримувалася до умовної стабілізації осадки палі. Вертикальні та горизонтальні переміщення паль вимірялися прогиномірами ПАО-6 з точністю 0,01мм.

Виконані дослідження роботи фундаментів з грунтом основи із трьох типорозмірів пірамідальних паль під дією зовніїшшх навантажень. Для порівняння в кожній із серій окремо виконані випробовування паль на вертикальне навантаження, на горизонтальне навантаження, на спільну дію обох навантажень як одиночних наль, так і в складі фундаменту.

На мал.1 представлені узагальнені результати однієї із серій статичних випробовувань пірамідальних паль. Дослідження несучої здатності пірамідальних паль виконувалися в залежності від величини вертикального привантаження, значення якого приймалося (0,25 -0,5)Рв(кр) (Рв(Кр) -несуча здатності пірамідальної палі при дії тільки вертикального навантаження). По результатам випробовувань одиночної палі встановлено,

що її опір горизонтальному навантаженню збільшується проиорціонально вертикальному приїзантажсшш ирп переміщенні голови палі и=10-15 мм. При Рв -0,5 РП(кр) опір палі майже н дна рази вище опору палі завантаженої тільки горизонтальним навантаженням.

Дослідження фундаменту із двох пірамідальних паль проводилось в залежності від відстані між осями паль та величини і способу прикладання навантаження. Серії досліджень дозволили встановити, що несуча здатність фундаменту із пірамідальних паль на горизонтальне навантаження практично не залежить від відстані між палями. Разом з тим, слід відмітити, що використання в кущі двох паль дозволило підвищити опір горизонтальному навантаженню в 2-3 рази, порівнюючи з несучою здатністю одиночної палі при Р„=0 та и -10мм.

Наявність вертикального привантаження на одну із паль дозволяє значно збільшити несучу здатність фундаменту при невеликих відстанях між палямн. Коли відстань між осями паль наближається до ЗВ (В-розмір голови палі), несуча здатність куща з вертикальним привантажешіям та без нього практично рівні. Найбільший опір мають кущі із пірамідальних паль, з відстанями між ними (в осях) Ь=(1,3-1,5)В. В практиці будівництва, економічним можна вважати фундамент із двох піра-мідальних паль, на одну із яких передається вертикальне і горизонтальне навантаження, а інша

сприймає тільки частину горизонтального навантаження та може мати менші розміри.

Серії аналогічних досліджень підтвердили отримані результати та дозволили намітити шляхи вдосконалення конструкцій фундаментів із пірамідальних паль. Одним із напрямків підвищення несучої здатності палі на вертикальне та горизонтальне навантаження одночасно, є прикладення навантаження з ексцентриситетом відносно вертикальної осі палі. Позитивний вплив ексцентриситету прикладання вертикальної складової навантаження знайшов відображення в конструкціях фундаментів, що використовуються при зведенні сільськогосподарських споруд на Україні та в Білорусії. Це наді та блок-палі змінного перетину з консоллю.

При дослідженні несучої здатності пірамідальних паль, на які діє вертикальне та горизонтальне навантаження одночасно, для порівняння в кожній із серій виконувалися випробовування та вивчення опору палі при дії вертикального навантаження, горизонтального навантаження та одночасній їх дії в залежності від ексцентриситету е при постійному куті а. При дослідженні зміни несучої здатності пірамідальної палі в залежності від ексцентриситету прикладання похилого навантаження Ра> утворюється розвантажуючий момент від вертикальної складової, а горизонтальна складова прикладена на висоті 105-110 мм від поверхні грунту, що є особливостями випробовувального стенду.

В практиці будівництва передача навантаження, в більшості випадків, здійснюється на рівні поверхні грунту, в зв’язку з чим, для порівняння результатів досліджень, введено ексцентриситет еп , який показує відстань від вертикальної осі палі до лінії дії похилого навантаження на рівні поверхні грунту навколо палі. На основі дослідів, проведених з ексцентричним прикладенням похилого навантаження побудовано графік залежності Р„ від е та е„ (мал.2).

З Графіка видно, що опір палі збільшується з збільшенням ексцентриситету прикладання навантаження, при якому утворюється розвантажуючий момент від вертикальної складової. При цьому нахил прямих, узагальнюючих дослідження при різних кутах прикладення

похилого навантаження свідчить про тс, ідо при меншому а збільшується частка вертикальної складової Рв навантаження Ра , а значить потрібен меншин ексцентриситет прикладання навантаження.

Ь,*Я

Мал.2.Графік залежності опору пірамідальних паль під ексцентриситету прикладення навантаження

Є,ми Єо.ММ

З досліджень видно, що опір палі похилому навантаженню не перевищує несучої здатності палі при дії тільки вертикального навантаження та не менше несучої здатності палі при дії тільки горизонтального навантаження.

Варіант зменшення впливу горизонтальної складової похилого навантаження за рахунок протидіючого моменту від вертикальної складової навантаження може бути замінений варіантом прикладання навантаження зі зменшеним моментом від горизонтальної складової навантаження (див. мал.З). Цс дозволяє підвищити питому несучу здатність фундаменту із одиночної пірамідальної налі.

Третій розліл містить основні теоретичні дослідження та результати спільної роботи з грунтом фундаментів із пірамідальних паль при дії на них горизонтального, вертикального та похилого навантаження.

Вибір моделі основи визначає метод рішення визначального рівняння. В випадку основи Вінклера - залежність між реактивним тиском та переміщенням основи в заданій точці контакту описує коефіцієнт пропорціолальності (коефіцієнт жорсткості основи). В даній роботі використана методика С.М.Клепікова для визначення коефіцієнта жорсткості основи, котра враховує основні фактори, які визначають спільну

■_____________і____________і_____________і_____________і____________і_

~Ло о чо ео -іго нсо

роботу основи та фундаменту. Використання коефіцієнта пропорціональності основи дозволяє вирішити деференцііше рівняння вигину пірамідальної палі методом скінчених різниць.

Як встановлено аналізом результатів модельних досліджень статичних випробовувань фундаментів із пірамідальних паль та експериментальними даними інших авторів, коефіцієнт пропорціональності основи залежить від деформативних характеристик основи та геометричних характеристик фундаменту із паль. Якщо розкласти просте стиснення грунту під грапшо пірамідальної палі на ізсестороннііі стиск та чисті зсуви, то виходячи з принципу суперпозиції і приймаючи лінійну залежність між напругами та деформаціями ц приграничному стані, можна виразити коефіцієнт пропорціональності:

Е0г

Де

к0г(Т) = .

а»В(1 - у2)Ь

Ео - середнє значення модуля деформації грунту основи; <V - коефіцієнт форми перетину по Клепікову С.М.;

V - коефіцієнт Пуассона;

ьв2

О)

х--

коефіцієнт форми палі;

Де

Усв - об'єм частини палі, що знаходиться в грунті (мал.З);

В - розмір поперечного перетину палі на рівні поверхні грунту; Ь - довжина частини палі, що знаходиться в грунті.

Мал.З.Варіанти навантаження фундменту із пірамідальних паль

и

При розрахунках пірамідальної палі на дію горизонтального навантаження використане диференційне рівняння вигину балки змінного перерізу з змінним коефіцієнтом пронорціональності по довжині палі, яке можна виразити формулою:

СІ2 "

сіг2

ст/ ч<і2іі

ЕІ(г)5?

+ кГ1/2)-и(г) = ф), (2)

де ЕІ(г) - змінна жорсткість пишну палі;

q(z) - зовнішнє погонне навантаження по довжині палі;

и , Ь(г)1і3(г) ... . .. .

Ї\Х) = -----—------ -змінний момент шердн поперечного перерізу

палі;

Ь(г),Ь(2) - розміри поперечного перерізу палі;

к ПІ (*) “ког-г- Ь(г) - погонний коефіцієнт пропорціональності основи;

и(г) - переміщення палі в перерізі з координатою г.

Рівняння (2) вирішується числовими методами з врахуванням граничних умов для кінців палі. При розрахунках методом кінцевих різниць в диференціііному рівнянні похідні замінюються скінченпо-різничішми співвідношеннями. Це дозволяє замінити диференційне рівняння четвертого порядку системою лінійних алгебраїчних рівнянь. При цьому паля довжиною І- розбивається на п участків довжиною а. Рішення рівняння дозволить отримати реактивний тиск Р(г), а потім обчислити горизонтальні переміщення и(г), вигинаючі моменти М(г) та поперечні сили <?(*) в кожному із перерізів палі.

При дії на палю одночасно вертикального та горизонтального навантаження з'являється додатковий опір за рахунок реакції грунту на дію вертикального навантаження, який можна врахувати коефіцієнтом пропорціональності горизонтального тиску:

ког(Н) = коЬ(ЭД х , (3)

де tg5=* Т/Ю - кут відхилення рівнодіючо? навантаження И від вертикалі.

Коефіцієнт коь(М) в залежності від навантаження ІЧ, осадки палі Б та її розміру В визначається за формулою:

л

БВ;

де N - вертикальна складова похилого навантаження Я ;

Б- осадка пірамідальної палі від навантаження N .

Осадку пірамідальної палі визначаємо з допомогою програми 8У2Р,

Коь(М) = —г . (<)

розробленої в ВДТУ Моргуном А.І.І, який для розрахунку опору одиночних паль методом граничних елементів, на дію вертикального навантаження, використав рішення Міндліна.

Після визначення коефіцієнта пропорціональності (3) знаходимо коефіцієнт пропорціональності змінний з глибиною:

М^г)=к,1г(і\)хЬ(2) та погонний коеффіцієнт пропорціональності:

Ьгп(М,2)=кг(ІЧ,г)хг.

Для знаходження значень реактивних тисків р(г) по довжині палі при дії вертикального та горизонтального навантаження визначається погонний коефіцієнт пропорціональності:

к,п(К,*)= кгп(Т,г) + кп1(і\г) (5)

Для розрахунку пірамідальної палі на пружній основі з змінним коефіцієнтом пропорціональності необхідно задатися величиною горизонтального і вертикального навантаження та вирахувати розрахункові зусилля та переміщення. Так, як дана методика розрахунку побудована на лінійній залежності між навантаженням та деформаціями, то задавшись переміщенням и0=1,5-2,Осм (Чо характеризує допустиме переміщення), можна визначити опір пірамідальної палі.

Зроблені порівняльні розрахунки виконаних досліджень та експериментальних і розрахункових даних інших авторів показують достатню точність, необхідну для практичних цілей. Відхилення складає 5-19%.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Використання фундаменту з двох пірамідальних наль, при передачі пергикальноГ і горизонтальної складової навантаження на основну палю та частини горизонтального навантаження на додаткову палю дозволяє підвищити опір фундаменту горизантальному навантаженню в 2,7-2,8 рази, порівняно з одиночною пірамідальною палею, яка сприймає тільки горизонтальне навантаження.

2. Прикладання похилого навантаження на одиночну пірамідальну палю з ексцентриситетом е=(0,6-1,2)В (В- розмір поперечного перерізу голови палі), дозволяє досягнути такого опору, яіс опір фундаменту з двох паль.

3. При ексцентриситеті е=(0,6-1,2)В пірамідальна паля, на яку діє похиле навантаження під кутом 5=30°, працює як пірамідальна паля на яку діє тільки вертикальне навантаження. В даному випадку спостерігається практично тільки вертикальні переміщення палі. Гранична величина похилого навантаження наближається до граничного значення вертикального навантаження, при прикладанні його без ексцентриситету.

4. Робота пірамідальних паль, на які діє похиле навантаження, прикладене поблизу точки повороту палі аналогічна роботі паль, завантажених з ексцентриситетом відносно вертикальної осі.

5. Більш економічний фундамент, в вигляді пірамідальної палі, на яку похиле навантаження прикладене на деякій глибині від поверхні грунту, рекомендується для використання в будівництві.

6. Розроблена методика розрахунку пірамідальних паль на горизонтальні навантаження з використанням методу кінцевих різниць дозволяє оцінити опір палі з врахуванням її форми, розмірів, деформаційних властивостей грунту, враховувати матеріал конструкцій, місце прикладання зовніїшшх навантажень та розприділення зусиль по довжині палі.

7. Розрахунок горизонтального переміщення пірамідальної палі при одночасній дії вертикального та горизонтального навантажень враховує підвищення несучої здатності палі, порівняно з палею, на яку діє тільки горизонтальне навантаження.

Написана програма розрахунку пірамідальних паль дозволяє оцінювати опір та

переміщення в залежності від місця прикладання навантаженя по осі палі.

Список опублікованих праць за темою дисертації:

1. Попович М.М. Методика розрахунку опору пірамідальних паль на горизонтальні навантаження//Вісник ВГП. - 1999. - №2.-С.19-22.

2. Друкований М.Ф., Попович М.М. Раціональне використання пірамідальних паль // Будівництво України. - 1999. - №1. - С.41-42. Обробка і аналіз досліджень.

3. Друкований М.Ф., Попович М.М. Використання числових методів для розрахунку фундаментів із паль // Вісник ВП1. - 1999. - №4.-0.18-21. Аналіз методів розрахунку та пропозиції щодо розрахунку пірамідальних паль.

4. Моргун А.И, Моргун А.С, Попович Н.Н. Практический метод расчета пирамидальных свай на горизонтальные нагрузки с применением ЭВМ.-Информ. листок о научно-техн. достиж. 83-13. Винница, ВЦНТИ, 1983.-бс. Запропонував метод розрахунку.

5. А.с. 1150309 СССР, МКИ Е 02 Д 27/32. Свайный фундамент для зданий, сооружений распорных систем / А.И.Моргун, И.И.Ваганов, Н.Н.Попович, А.С.Моргун (СССР). №3580064/29-33; Заявлено 18.04.83; Опубл. 15.04.85, Бюл. №14,-2с.

6. А.с. 1497354 СССР, МКИ Е 02 Д 5/30, 5/48. Свая / И.И.Ваганов, А.И.Моргун, Н.Н.Попович и И.В.Маевская (СССР). №4316123/31-33; Заявлено 16.10.87; Опубл.30.07.89, Бюл. №28,-2с.

7. Моргун А.И., Попович Н.Н. Фундаменты для распорных конструкций зданий и сооружений // Достижения научно-технического прогресса в строительстве -производству. Тезисы докл. конф-Винница 1990.-С.35. Збір і обробка результатів досліджень.

8. Попович М.М., Попович Н.Б. Раціональний тип фундаменту для конструктивних схем будівель та споруд з додатковим горизонтальним навантаженням // Тези доп. республіканської н-т конференції "Індивідуальний житловий будинок"-Вінниця 1996. С.88. Запропонував конструкцію фундамента.

9. Попович М.М. Розрахунок пірамідальних паль на горизонтальні навантаження з врахуванням їх геометричних характеристик // Тези доп. республіканської н-т конференції "Індивідуальний житловий будинок"-Вінниця 1996. С.89-90.

15

АННОТАЦИЯ

Попович Н.Н. Работа пирамидальных свай при совместном действии горизонтальных и вертикальных нагрузок. Диссертация на соискание ученной степени кандидата технических наук по специальности 05.23.02 "Основания и фундаменты". Рукопись. Государственный научно-исследовательский институт строительных конструкций. Киев - 2000г.

Экспериментальными исследованиями работы фундаментов из пирамидальных свай установлено, что сопротивление пирамидальной сваи горизонтальной нагрузке зависит от величины и эксцентриситета приложения вертикального пригруза. Проведены исследования фундаментов из одиночных пирамидальных свай и кустов свай. В фундаментах из двух пирамидальных свай исследована зависимость несущей способности от расстояния между сваями, величины и способа приложения внешних нагрузок. Серии исследований позволили сделать вывод, что несущая способность фундамента из двух пирамидальных при действии только горизонтальной нагрузки практически не зависит от расстояния между сваями. Наличие вертикального пригруза на одну из свай позволяет значительно увеличить несущую способность таких фундаментов при небольших расстояниях между сваями. При расстояниях между осями свай равном трем размерам головы свай, несущая способность куста из двух свай с вертикальным пригрузом и без него практически одинакова.

Установлено, что одним из путей повышения несущей способности фундаментов из пирамидальных свай при одновременном действии вертикальной и горизонтальной составляющей нагрузки есть приложение нагрузки с эксцентриситетом относительно оси сваи.

Исследовано сопротивление фундамента из одиночной пирамидальной сваи в зависимости от соотношения вертикальной и гиризонтальной составляющей нагрузки и способа передачи нагрузки на сваю. Показана зависимость сопротивления сваи от места приложения внешних нагрузок.

Разработана методика расчета фундаментов из пирамидальных свай на действие горизантальной нагрузки и на совместное действие горизонтальной и

вертикальной нагрузок. За исходное уравнение принято диференциальное уравнение изгиба балки переменного сечения. Принята модель основания согласно гипотезе Винклера. Использована методика С.М.Клепикова для определения коэффициента жесткости основания и определён коэффициент пропорциональности с учетом деформативных характеристик грунтов основания и геометрических характеристик фундамента из пирамидальных свай. Предложена методика расчета пирамидальных свай при горизонтальных и наклонных нагрузках реализуется с использованием числовых методов.

Проведены сравнения полученых результатов с данными других исследователей. Исследования внедрены в практику строительства.

Ключевые слова: пирамидальные сваи, факторы, внешние нагрузки, сопротивление, численные методы.

АНОТАЦІЯ

Попович М.М. Робота пірамідальних паль при одночасній дії горизонтальних та вертикальних навантажень. Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 "Підвалини та фундаменти". Рукопис. Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій. Київ - 2000р.

Приведені дослідні дані опору пірамідальних паль розпірним навантаженням. Досліджені фактори, які впливають на опір паль дії горизонтального навантаження. Показана залежність опору палі від місця прикладання зовнішних навантажень.

Розроблена методика розрахунку пірамідальних паль при дії горизонтальних та вертикальних навантажень з використанням числових методів. Проведені порівняння отриманих результатів з даними інших дослідників. Дослідження впроваджені в практику будівництва.

Ключові слова: пірамідальні палі, фактори, зовнішні навантаження, опір, числові методи.

ABSTRACT

Popovich N.N. Work of pyramid piles by simultaneous action of horizontal and vertical loads. Dissertation for the degree of Candidate of Technikal Sciences, speciality 05.23.02 -Basement and foundations. Manuscript. The Scientific Reseach Institute for Building Constructions. Kiev-2000.

Experimental data on pyramid piles resistance to outword pressure are given. Factors, affecting piles resistance to horizontal load action have been studied. Dependence of pile resistance on the point of outside load application is shown.

Methods of calculations of pyramid piles by horizontal and inclination loads have been developed. Data obtained are compared with the results presented by other outhors. The results of the research work have been integrated into practical work on buildings development.

Key words: pyramid piles, factors, outword pressure, resistance, numerical methods.

Підписало до друку 10.11.2000 р. Формат 60x90/16 Тир. 100 прим. Зам. № 7351-059 Друк КІВЦВДТУ м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 93 Тел. 44-01-59