Сравнительный анализ эффективности фундаментных плит и ростверков-плит высотных зданий

В практике проектирования при определенных инженерно-геологических условиях не редко стоит вопрос о выборе способа устройства фундаментов под многоэтажные зданияпринять вариант фундаментной плиты на естественном основании или ростверк-плиту. Для каждого варианта есть свои преимущества и недостатки. Из теории совместной работы системы «основание-фундаментнадземная часть здания» известно, что выбор способа устройства фундамента влияет не только на величину осадки здания, но и на конструктивное решение, и соответственно на стоимость и материалоемкость не только фундамента, но и надземной части здания. Такие комплексные исследования технико-экономических показателей совместной работы системы «основание-фундаментнадземная часть здания» до настоящего времени в полном объеме не проводились.

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[1].

Объектом исследований являлся реальный проект монолитного 24- этажного 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 мягкопластичный, мощность слоя 7,5 м Объемный вес 1.8 т/м3 Угол внутреннего трения 22 ° Сцепление 2 тс/м2 Модуль деформации грунта 1200 тс/м2 ИГЭ-2 — суглинок элювильный твердый, мощность слоя > 12 м Объемный вес грунта 2,1 т/м3.

Угол внутреннего трения 14 ° Сцепление 18 тс/м2 Модуль деформации грунта 3700 тс/м2 Исследовались варианты устройства фундаментов:

Вариант 1: Фундаментная плита на естественном основании, h=1,5 м (см. рис 1) Вариант 2: Ростверк-плита на забивных висячих сваях, сваи С5−30, h=90 см, d= 120 см. (см. рис.2).

Вариант3: Ростверк-плита h=90 см на сваях С10−30, погруженных в малосжимаемый элювиальный грунт, щаг свай d= 240 см. (см. рис 3).

Армирование определись по результатам экспорта результатов расчета в подпрограмме «Компоновка» в конструирующие программы ПК «Мономах 4.5» «Плита».

Расход материалов (бетона, арматуры, опалубки монолитных конструкций), и их стоимость определялся в подпрограмме «Компоновка».

Результаты расчетов:

Рис. 1. Вариант 1. Фундаментная плита h 150 см

Таблица 1. Материалоемкость и стоимость Варианта 1.

Рис. 2. Вариант 2. Висячие сваи С5−30

Таблица 2. Материалоемкость и стоимость Варианта 2.

фундаментный плита материал расход.

Рис. 3. Вариант 3. Сваи-стойки С10−30 4369

Таблица 3. Материалоемкость и стоимость Варианта 3.

Таблица 4. Сравнение вариантов фундаментов по материалоемкости и стоимости:

Примечание: 1. стоимость 1 кг арматуры 130 тг, 1 м 3 бетона 11 000 тг. 2. В знаменателе «Итого» — стоимость с учетом стоимости свай.