Устойчивость высотных сооружений на нелинейно деформируемом основании

Для оценки устойчивости высотного сооружения на нелинейно деформируемом основании воспользуемся наиболее простой моделью системы «сооружение – основание» - штамп на упругопластическом основании в процессе его монотонного нагружения. Полученная упрощенная схема действия штампа на упругопластический слой основания может быть использована для получения линеаризованных уравнений устойчивости системы «сооружение – основание». Для постановки задачи устойчивости достаточно предположить, что центр тяжести штампа расположен высоко от его подошвы (Рис. 35).

Рис. 35

Составляя условие равновесия для возмущенного состояния системы (рис. 35) получим упрощенное выражение для критической нагрузки. Критическая нагрузка может оцениваться «снизу» в предположении о том, что коэффициент, характеризующий приращение работы неупругого основания на сдвиг за пределами штампа:

определяется величиной касательного модуля диаграммы деформирования Е_к, соответствующей его значению под подошвой штампа:

(8)

Полученное выражение для критической нагрузки в отличие от упругой постановки задачи является функцией от уровня нагружения системы. С позиций концепции устойчивости упругопластических систем выражение (8) определяет критическую нагрузку для некоторого упругого эквивалента данной системы для каждого уровня нагружения. Фактическая бифуркационная критическая нагрузка потери устойчивости будет найдена из условия равенства , которое выполняется для некоторого уровня нагружения. В качестве численного примера примем размер штампа L=3м, а высоту Н = 15м.

Рис. 4.24.

Сопоставим полученный результат с оценкой устойчивости сверху, полагая, что справедлива гипотеза об упругой работе слоя основания за пределами штампа. Тогда:

(4.12)

Результаты расчета приведены на рис.4.25, где можно видеть значение критической нагрузки при ее оценке сверху и снизу по упрощенным моделям.

Лекция 9. Динамические воздействия на грунт и волновые процессы в основаниях

Динамические воздействия на основания сооружений. Механические свойства грунтов при динамических воздействиях. Действие подземного взрыва. Волновые процессы в грунтах. Сопротивление сдвигу при вибрациях в грунтах. Взаимодействие оснований и фундаментов машин и оборудования с динамическими нагрузками.

Динамические воздействия на основания сооружений.

Динамические воздействия возбуждаются динамическими нагрузками на грунты оснований сооружений. Они проявляются в виде дополнительных напряжений и деформаций, вызывающих дополнительные осадки и крены фундаментов сооружений, а иногда и потерю устойчивости оснований. Динамические нагрузки различаются на кратковременные, длительные и периодические. Периодические нагрузки возникают при работе машин и механизмов. Они могут быть гармоническими или поличастотными (Рис. 1), в зависимости от типа вызывающих их машин и механизмов (с вращающимися неуравновешенными частями или с наличием кривошипно-шатунного механизма).