Отправить статью по E-mail 
Расчет собственной частоты колебаний заглубленного фундамента при импульсном нагружении
- Авторы: Колесников А.О.1, Попов В.Н.2
-
Учреждения:
- Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет
- Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
- Выпуск: Том 14, № 5 (2018)
- Страницы: 360-368
- Раздел: Динамика конструкций и сооружений
- URL: https://journal-vniispk.ru/1815-5235/article/view/346333
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-5-360-368
- ID: 346333
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель. Рассматривается возможность использования формул, полученных в рамках волновой модели и СП 26.13330.2012, для определения динамических жесткостей при рассмотрении вертикальных и горизонтальных колебаний заглубленных фундаментов на обычном и свайном основании. Методика исследования. Рассчитываются изменения собственных частот колебаний системы в зависимости от заглубления. Полученные результаты сравниваются с данными экспериментальных исследований, полученных в ходе серии импульсных динамических нагружений, выполненных в полунатурных условиях на моделях фундаментов. Значения скоростей поперечных волн определялись непосредственно на опытном полигоне по результатам измерений. Выводы. Определено, что заглубление приводит к повышению частот собственных колебаний как свайных фундаментов, так и фундаментов на естественном основании. Полное заглубление способствует увеличению частот при горизонтальных колебаниях более чем в 1,6 раза, при вертикальных колебаниях до 1,4 раза и его влияние на фундаменты на естественном основании более значительно. Показано преимущество результатов расчетов в рамках волновой модели по сравнению с методом из СП 26.13330.2012 и их высокое совпадение с величинами, полученными в ходе экспериментов, что позволяет достоверно определять амплитудно-частотные характеристики фундаментов. Результаты, определяемые согласно СП 26.13330.2012, имеют значительно более низкие значения частот собственных колебаний и не в полной мере учитывают влияние заглубления. Максимальное расхождение с экспериментальными данными составляет при вертикальных колебаниях для фундамента на сваях и на естественном основании - 33 %. В случае горизонтальных колебаний максимальные расхождения составляют от 20 % для фундамента на естественном основании до 27 % для свайного фундамента.
Об авторах
Алексей Олегович Колесников
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: ao_kolesnikov@mail.ru
кандидат технических наук, доцент, кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов
ул. Ленинградская, 113, Новосибирск, Российская Федерация, 630008Владимир Николаевич Попов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Email: popov@itam.nsc.ru
доктор физикоматематических наук, главный научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича, Сибирское отделение Российской академии наук
ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, Российская Федерация, 630090Список литературы
- Zabylin M.I. (1983). Raschet fundamentov pod mashinyi [Calculation of machine foundations]. Novosibirsk: NISI Publ., 83. (In Russ.)
- Pyatetskiy V.M., Aleksandrov B.K., Savinov O.A. (1993). Sovremennye fundamenty mashin i ikh avtomatizirovannoe proektirovanie [Modern foundations of machines and their automated design]. Moscow: Stroiizdat Publ., 416. (In Russ.)
- Koloushek V. (1965). Dinamika stroitel'nyikh konstruktsiy [Dynamics of building structures]. Moscow: Stroiizdat Publ., 632. (In Russ.)
- Baranov V.A. (1967). O raschete vyinuzhdennyikh kolebaniy zaglublennogo fundamenta [On the calculation of forced oscillations of the deepening foundation]. Voprosy dinamiki i prochnosti, Trudyi Rizhskogo politekhnicheskogo instituta, (14), 195–209. (In Russ.)
- Semizhonov Y.M. (1973). Vynuzhdennyye vertikal'nyye kolebaniya massivnyikh fundamentov, zashchemlennyikh v grunte [Forced vertical oscillations of massive foundations restrained in ground]. Trudy koordinatsionnyikh soveshchaniy po gidrotekhnike. Energiya Publ., 46–51. (In Russ.)
- Alekseyev B.G., Shvets N.S., Agranovskiy G.G., Rakhlin Y.B. (1978). O raschetakh zashchemlennyikh v grunte massivnyikh fundamentov pod mashinyi s dinamicheskimi nagruzkami [On calculations of massive foundations restrained in ground under machines with dynamic loadings]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo i arkhitektura, (1), 31–37. (In Russ.)
- Novak M., El Sharnouby B. (1983). Stiffness and damping constants for single piles. Geotechnical Engineering, 109, 961–974.
- Kholmyanskiy M.L. (1991). Uchet vliyaniya zaglubleniya i bokovoy zasyipki fundamentov mashin na dinamicheskie svoystva ikh osnovaniya [Accounting for influence of the deepening and backfilling of machine foundations on the dynamic properties of their foundations]. Osnovaniya, fundamentyi i mekhanika gruntov, (5), 17–19. (In Russ.)
- Kolesnikov A.O., Popov V.N. (2009). Otsenka vliyaniya zaglubleniya rostverka pri kolebaniyakh svaynogo fundamenta [Evaluation of deepening influence of the pilecap under the oscillations of the pile foundation]. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, 5(2), 55–61. (In Russ.)
- Kolesnikov A.O., Popov V.N. (2010). Eksperimental'nyie issledovaniya zaglubleniya rostverka pri kolebaniyakh svaynogo fundamenta [Experimental investigation of pile-cap deepening at oscillations of the pile foundation]. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, (4), 75–80. (In Russ.)
- Nath U.K., Hazarika P.J. (2013). Lateral resistance of pile cap – an experimental investigation. International Journal of Geotechnical Engineering, 7(3), 266–272.
- Bhowmik D., Baidya D.K., Dasgupta S.P. (2016). A numerical and experimental study of hollow steel pile in layered soil subjected to vertical dynamic loading. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 85, 161–165.
- Ali O.S., Aggour M.S., McCuen R.H. (2016). Dynamic of soil-pile interactions for machine foundations. International Journal of Geotechnical Engineering, 8, 236–247.
- Nuzhdin L.V., Kolesnikov A.O. (2004). K otsenke dinamicheskikh reaktsiy na konture pryamougol'nogo vyireza v beskonechnoy plastine [To an estimation of dynamic reactions on the contour of a rectangular cut in an infinite plate]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo, (5), 22–31. (In Russ.)
- Kolesnikov A.O., Popov V.N. (2017). Dinamicheskie reaktsii na konturakh krugovyikh vyirezov s uchetom ikh vzaimnogo raspolozheniya pri kolebaniyakh plastinyi [Dynamic reactions on contours of circular cuts taking into account their mutual arrangement at plate oscillations]. Izvestiya VNIIG im. B.Ye. Vedeneeva, 283, 3–10. (In Russ.)
- Chowdhury I., Dasgupta S.P. (2008). Dynamics of Structure and Foundation – A Unified Approach: 1. Fundamentals. CRC Press, 882.
- Petrashen' G.I. (1980). Rasprostraneniye voln v anizotropnyikh uprugikh sredakh [Propagation of waves in anisotropic elastic media]. Leningrad: Nauka Publ., 280. (In Russ.)
Дополнительные файлы
