Ошибка разбиения грунта ошибка определения экстраполированных точек

А Создание расчётной модели здания 

   1 Построение модели здания с помощью конечных элементов

   (При этом отметку нуля рекомендуется указывать на уровне абсолютной нулевой отметки в соответствии с принятой в проекте для избежания пересчетов и вычисления отметок при подключении основания)

   2 Задаём граничные условия

   Закрепляем фундаментные плиты от смещения по х и у по краям в местах опирания здания соответственно направлению (раскрепление по Х и У) для исключения геометрической неизменяемости

   (говорят, что наиболее достоверное моделирование трения о грунт выполняется КЭ56 с жесткостями по Х и У 250 т/м.

   При использовании данного варианта во все узлы фундаментной плиты вводятся одноузловые конечные элементы КЭ56.

   В описании типа жесткости данного конечного элемента следует задать жесткостные характеристики в горизонтальном направлении — Rx и Ry.

   Значения Rx и Ry можно определить, поделив величину сдвиговой жесткости основания K на количество n элементов 56 типа (равно количеству узлов фундаментной плиты, в которые вводятся эти элементы): Rx,y = Kx,y / n)

   3 Задаем нагрузки

      Примеры учитываемых нагрузок:

      —  собственный вес

      — полезная нагрузка на всех этажах или на верх стен нижнего этажа по заданию

      — от лифтов (справа и слева)

      — от вентблоков

      — от грунта (внутри здания и на отвесах)

      — ветер, например, в виде пары сил 4 вариации — средняя, пульсационная, трения и др)

   Задается нормативная длительная комбинация нагрузок, в соответствии с которой будет прикладываться отпор грунта.

   4 Согласовываем местные оси для просмотра результатов, чтобы удобнее было смотреть (плиты как минимум)

Б Подключение грунтового основания 

   (после задания нагрузок на всю схему)

   Приступаем к первоначальному определению коэффициентов постели:

   1 Выделяем нижние пластины ростверка (фундаментных плит)

   2 Выбираем меню «Задать коэффициент постели»

   3 Выбираем опцию «Получить по модели грунта» и задаем, например, ориентировочно Pz=20 т/м² + выбираем «подключить модель грунта», при необходимости создаем модель грунта.

   Если деф. блоков модели — несколько, то лучше задавать Pz отдельно, разбивая на группы нагрузок.

   Чем точнее будет задано среднее давление под подошвой, тем меньше итераций потребуется при расчёте. Например, можно собрать нормативные нагрузки без ветра и поделить общую нагрузку по Z на площадь фундаментной плиты.

   Минимальную глубину сжимаемой толщи можно задать 5.

   Количество диапазонов объединения, например, 10 (если поставить 0, то это будет означать, что ни в одном пластинчатом КЭ не будет происходить объединение коэфф. постели по диапазонам).

В Создание модели грунтового основания

   1 В открывшемся окне «Лира-грунт» задаем характеристики грунтов (акцент на обязательность галочки + внимание на единицы измерения)

      — предельные напряжения растяжения задаем близкими нулю — у песка нет, у глины есть

      — проставляем W, если слой влажный/водонасыщенный слой

      — коэфф. Пуассона по СП22.13330.2016
табл. 5.10, если данные не приведены в ИГИ

      — коэфф. перехода оставить 5

      — Если задать E грунта 100 000 т./м2 и более, то данный слой грунта будет считать скальным (несжимаемым) и глубина сжимаемой толщи фиксируется на кровле этого слоя

   2 Нажать Применить

   3 Выполняем «редактирование скважин»

      — координаты

         Выбираем произвольную точку на плане скважин, принимаем её центром координат, и расстояние от этой точки до скважины по направлениям х и у будут координатами скважины.

         (При расстановке скважин рекомендуется, чтобы на момент сохранения в скважинах было задано хотя бы по одному слою грунта, иначе может вылететь и ничего не сохранится)

      — отм. устья (+проверяем, чтобы отметка пластин на расчетной схеме соответствовала отметке 0.000)

   — задать мощности слоев (!внимание — два чекбокса: для акцепта мощности и финальный)

   4 Задать отметку приложения нагрузки

      — Команда «редактирование импортируемых нагрузок»

      — Пишем абс. отметку подошвы (например отметку подготовки (Здесь абсолютная отметка подошвы примерно равна отметке подготовки)) (+проверяем на соответствие отметки пластин отметке 0.000)

   (Если расчётная модель была построена в соответствии с абсолютной нулевой отметкой,  указанной на генеральном плане, то указываем её).

   5 Экстраполяция и создание модели грунта

   6 Нажимаем на флажок «Произвольный разрез», указать точки в плане.

   Выполняется визуальный анализ правильности задания исходных данных

   7 Упругое основание — параметры расчета (СП 22.13330, коэфф. 0,2; 5.0). После чего рекомендуется сохранить проект.

   8 Выполняем, например, модифицированный расчет модели Пастернака.

    Немного о методах расчёта коэффициентов постели в Лире:

   — Метод 1 — по Пастернаку (в нём существует только C1)

      (говорят, что рекомендуется для пластичного грунта, такого как суглинок и супеси)

   — Метод 2 — коэффициент постели вычисляется по формуле Винклера (только C1)

      (говорят, что рекомендуется для песчаного грунта)

   — Метод 3 — модифицированный расчёт модели Пастернака (С1 и С2)

      (учитывает увеличение модуля деформаций с увеличением толщи грунтов)

   После расчета выдает глубину сжимаемой толщи, осадки (будут отличаться от полученных в Лире, оценочные). Здесь рекомендуется сохранить проект.

   9 Переходим в окно Лиры, проверяем, применяем и отправляем на расчет.

   10 Пока считает, выполняем хим. анализ воды по СП «Защита от коррозии»
(методика отличается от пособия, см. пособие) при постоянном смачивании, при периодическом смачивании, записать требования к материалам и ширине раскрытия трещин. После чего рекомендуется сохранить проет.

   11 Выбор «Стиль-лента ЖБК»

   12 Вкладка «Конструирование» — «Варианты» — СП 63.13330.2012, — РСУ

   13 «Материалы»
— Выделяем пластины ростверка
— «добавить (или изменить»
— вкладка оболочка
— выставляем защитный слой
— «расчет монолитной фундаментной плиты»
— ширину раскрытия трещин
— шаг арматуры
применить
— бетон
— Арматура
-выделяем плиту — применить

   14 Далее — цикл, который выполнять мин. 3-4 раза, пока Rz не станет примерно равен Pz с обратным знаком

   (Признаком окончания итерационного расчёта является расхождение между Pz и Rz порядка 5%)

   (говорят, что больше 5 итераций использовать не рекомендуется, т.к. можно «досчитаться до геометрической нелинейности грунта», при которой в четных расчётах будет одна картина мозаик С1, а в нечетных — иная, с увеличивающимся расхождением между ними с каждым пересчётом, и этого следует избегать)

 (В модуле ГРУНТ осадка считается от гибкой нагрузки, без учета жесткости и надфундаментных конструкций, учёт жесткости фундамента выполняется в Визоре, где с полученными С1 взаимодействует уже фактическое здание со всеми своими жесткостями, поэтому и разнится не только величина, но и характер осадки)

—Выполняется Цикл:

1) Анализ (для себя)
— осадка — д.б. более-менее равномерна, края больше, центры меньше
— напряжения Rz в расширенном анализе д.б. примерно одинаковы с Pz
— если нет:
Анализ — Rz (т.е. сделать активной мозаику Rz), выделяем плиту, вкладка «усилия», приложить отпор грунта, отмеченные элементы
— результаты будут потеряны — ок

2) «Создание и редактирование»
Rz д.б. как Pz, но с обратным знаком

3) Расчет

—
Конец цикла

   После чего рекомендуется сохранить проект.

   15 Заходим в Анализ

   16 Для получения эпюр вместо нед. схемы выбираем исходную
(эпюры + хоу проекция, эпюра по сечению пластин, по шву сделать (на каждый шов по эпюре)

   17 Пишем вывод

   18 Для армирования — конструирование
— армирование
кнопка «обновление шкалы при увеличении»
по у, по х
— для крупности армирование в отчете повернуть

Доброго времени суток!
Не могу разобраться в следующей ситуации.
Считаю расчетную схему в Лире 9,4 версии май 7 года совместно с грунтовым массивом. Предварительно создал грунтовый массив в системе ГРУНТ, а именно: задал характеристики слоев, назначил сетку, назначил скважины, подключил к схеме и экспортировал нагрузки.

Далее выделяю элементы плиты, «жесткости» — «коэффициенты постели С1, С2» — активирую кнопку «получить по модели грунта Pz», ставлю число 10 т/м2 – нажимаю применить, закрываю.

Далее запускаю задачу на пересчет, при запросе пересчитать коэф. постели по грунту – нажимаю да. Система пересчитывает коэффициенты, потом задачу – «задание выполнено».

Далее, как написано на форуме ЛИРЫ: (http://www.lira.com.ua/support/forum…p?FID=9&TID=65) второй пост: «Вы, верно, описали предполагаемую нами последовательность расчета. На первом этапе вводится в расчет некая примерная нагрузка на грунт, после чего она уточняется несколькими пересчетами задачи и обновлением величины данной нагрузки из реактивного отпора грунта. В какой момент можно считать коэффициенты постели достоверными решать Вам, но следует учесть, что количественное изменение коэффициентов постели на 15-20% повлечет максимум 5% изменение в усилиях, осадка же меняется пропорционально коэффициентам постели. По видимому если две смежные итерации не поменяли качественную картину распределения коэффициентов постели и незначительно, скажем до 15%, изменили их величины, продолжать уточнение нагрузки на грунт смысла не имеет.»

и, имея пункт справки «Приложить отпор грунта»: Приложить отпор грунта предназначено для пересчета коэффициентов постели С1 и С2 для выбранных КЭ плит и оболочек. Задание информации относится к текущему загружению. Доступ к этому окну открывается после отображения мозаик или изополей отпора грунта Rz в текущем загружении. При помощи соответствующих радио-кнопок следует указать элементы (группу или все), для которых предполагается выполнить перерасчет.
После нажатия кнопки Подтвердить на экран выводится сообщение: «Результаты расчета будут потеряны. Вы хотите продолжить?» Если да, то после нажатия кнопки ОК значения нагрузки Pz (заданные для работы с моделью грунта) будут заменены на значения отпора Rz.
Для выполнения перерасчета необходимо вернуться в режим задания расчетной схемы, в меню Жесткости открыть диалоговое окно Модель грунта и, нажав на кнопку С1, С2, выполнить перерасчет коэффициентов постели на новую нагрузку.»,

Захожу в результаты расчета. Активирую «Мозаика коэф. постели», «Показать мозаику нагрузок Rz…».
Выделяю элементы плиты.
Захожу меню – «Усилия» — «Приложить отпор грунта»…

Беда в том, что данный пункт не активный.

Выкладываю схему + грунт. Кто работал в Лире с грунтом, или кто может проверить последовательность действий описанную мной, пожалуйста подскажите, где я не прав?
https://cloud.mail.ru/public/3w5x/mtfW7Mvbb

А Создание расчётной модели здания 

   1 Построение модели здания с помощью конечных элементов

   (При этом отметку нуля рекомендуется указывать на уровне абсолютной нулевой отметки в соответствии с принятой в проекте для избежания пересчетов и вычисления отметок при подключении основания)

   2 Задаём граничные условия

   Закрепляем фундаментные плиты от смещения по х и у по краям в местах опирания здания соответственно направлению (раскрепление по Х и У) для исключения геометрической неизменяемости

   (говорят, что наиболее достоверное моделирование трения о грунт выполняется КЭ56 с жесткостями по Х и У 250 т/м.

   При использовании данного варианта во все узлы фундаментной плиты вводятся одноузловые конечные элементы КЭ56.

   В описании типа жесткости данного конечного элемента следует задать жесткостные характеристики в горизонтальном направлении — Rx и Ry.

   Значения Rx и Ry можно определить, поделив величину сдвиговой жесткости основания K на количество n элементов 56 типа (равно количеству узлов фундаментной плиты, в которые вводятся эти элементы): Rx,y = Kx,y / n)

   3 Задаем нагрузки

      Примеры учитываемых нагрузок:

      —  собственный вес

      — полезная нагрузка на всех этажах или на верх стен нижнего этажа по заданию

      — от лифтов (справа и слева)

      — от вентблоков

      — от грунта (внутри здания и на отвесах)

      — ветер, например, в виде пары сил 4 вариации — средняя, пульсационная, трения и др)

   Задается нормативная длительная комбинация нагрузок, в соответствии с которой будет прикладываться отпор грунта.

   4 Согласовываем местные оси для просмотра результатов, чтобы удобнее было смотреть (плиты как минимум)

Б Подключение грунтового основания 

   (после задания нагрузок на всю схему)

   Приступаем к первоначальному определению коэффициентов постели:

   1 Выделяем нижние пластины ростверка (фундаментных плит)

   2 Выбираем меню «Задать коэффициент постели»

   3 Выбираем опцию «Получить по модели грунта» и задаем, например, ориентировочно Pz=20 т/м² + выбираем «подключить модель грунта», при необходимости создаем модель грунта.

   Если деф. блоков модели — несколько, то лучше задавать Pz отдельно, разбивая на группы нагрузок.

   Чем точнее будет задано среднее давление под подошвой, тем меньше итераций потребуется при расчёте. Например, можно собрать нормативные нагрузки без ветра и поделить общую нагрузку по Z на площадь фундаментной плиты.

   Минимальную глубину сжимаемой толщи можно задать 5.

   Количество диапазонов объединения, например, 10 (если поставить 0, то это будет означать, что ни в одном пластинчатом КЭ не будет происходить объединение коэфф. постели по диапазонам).

В Создание модели грунтового основания

   1 В открывшемся окне «Лира-грунт» задаем характеристики грунтов (акцент на обязательность галочки + внимание на единицы измерения)

      — предельные напряжения растяжения задаем близкими нулю — у песка нет, у глины есть

      — проставляем W, если слой влажный/водонасыщенный слой

      — коэфф. Пуассона по СП22.13330.2016
табл. 5.10, если данные не приведены в ИГИ

      — коэфф. перехода оставить 5

      — Если задать E грунта 100 000 т./м2 и более, то данный слой грунта будет считать скальным (несжимаемым) и глубина сжимаемой толщи фиксируется на кровле этого слоя

   2 Нажать Применить

   3 Выполняем «редактирование скважин»

      — координаты

         Выбираем произвольную точку на плане скважин, принимаем её центром координат, и расстояние от этой точки до скважины по направлениям х и у будут координатами скважины.

         (При расстановке скважин рекомендуется, чтобы на момент сохранения в скважинах было задано хотя бы по одному слою грунта, иначе может вылететь и ничего не сохранится)

      — отм. устья (+проверяем, чтобы отметка пластин на расчетной схеме соответствовала отметке 0.000)

   — задать мощности слоев (!внимание — два чекбокса: для акцепта мощности и финальный)

   4 Задать отметку приложения нагрузки

      — Команда «редактирование импортируемых нагрузок»

      — Пишем абс. отметку подошвы (например отметку подготовки (Здесь абсолютная отметка подошвы примерно равна отметке подготовки)) (+проверяем на соответствие отметки пластин отметке 0.000)

   (Если расчётная модель была построена в соответствии с абсолютной нулевой отметкой,  указанной на генеральном плане, то указываем её).

   5 Экстраполяция и создание модели грунта

   6 Нажимаем на флажок «Произвольный разрез», указать точки в плане.

   Выполняется визуальный анализ правильности задания исходных данных

   7 Упругое основание — параметры расчета (СП 22.13330, коэфф. 0,2; 5.0). После чего рекомендуется сохранить проект.

   8 Выполняем, например, модифицированный расчет модели Пастернака.

    Немного о методах расчёта коэффициентов постели в Лире:

   — Метод 1 — по Пастернаку (в нём существует только C1)

      (говорят, что рекомендуется для пластичного грунта, такого как суглинок и супеси)

   — Метод 2 — коэффициент постели вычисляется по формуле Винклера (только C1)

      (говорят, что рекомендуется для песчаного грунта)

   — Метод 3 — модифицированный расчёт модели Пастернака (С1 и С2)

      (учитывает увеличение модуля деформаций с увеличением толщи грунтов)

   После расчета выдает глубину сжимаемой толщи, осадки (будут отличаться от полученных в Лире, оценочные). Здесь рекомендуется сохранить проект.

   9 Переходим в окно Лиры, проверяем, применяем и отправляем на расчет.

   10 Пока считает, выполняем хим. анализ воды по СП «Защита от коррозии»
(методика отличается от пособия, см. пособие) при постоянном смачивании, при периодическом смачивании, записать требования к материалам и ширине раскрытия трещин. После чего рекомендуется сохранить проет.

   11 Выбор «Стиль-лента ЖБК»

   12 Вкладка «Конструирование» — «Варианты» — СП 63.13330.2012, — РСУ

   13 «Материалы»
— Выделяем пластины ростверка
— «добавить (или изменить»
— вкладка оболочка
— выставляем защитный слой
— «расчет монолитной фундаментной плиты»
— ширину раскрытия трещин
— шаг арматуры
применить
— бетон
— Арматура
-выделяем плиту — применить

   14 Далее — цикл, который выполнять мин. 3-4 раза, пока Rz не станет примерно равен Pz с обратным знаком

   (Признаком окончания итерационного расчёта является расхождение между Pz и Rz порядка 5%)

   (говорят, что больше 5 итераций использовать не рекомендуется, т.к. можно «досчитаться до геометрической нелинейности грунта», при которой в четных расчётах будет одна картина мозаик С1, а в нечетных — иная, с увеличивающимся расхождением между ними с каждым пересчётом, и этого следует избегать)

 (В модуле ГРУНТ осадка считается от гибкой нагрузки, без учета жесткости и надфундаментных конструкций, учёт жесткости фундамента выполняется в Визоре, где с полученными С1 взаимодействует уже фактическое здание со всеми своими жесткостями, поэтому и разнится не только величина, но и характер осадки)

—Выполняется Цикл:

1) Анализ (для себя)
— осадка — д.б. более-менее равномерна, края больше, центры меньше
— напряжения Rz в расширенном анализе д.б. примерно одинаковы с Pz
— если нет:
Анализ — Rz (т.е. сделать активной мозаику Rz), выделяем плиту, вкладка «усилия», приложить отпор грунта, отмеченные элементы
— результаты будут потеряны — ок

2) «Создание и редактирование»
Rz д.б. как Pz, но с обратным знаком

3) Расчет

—
Конец цикла

   После чего рекомендуется сохранить проект.

   15 Заходим в Анализ

   16 Для получения эпюр вместо нед. схемы выбираем исходную
(эпюры + хоу проекция, эпюра по сечению пластин, по шву сделать (на каждый шов по эпюре)

   17 Пишем вывод

   18 Для армирования — конструирование
— армирование
кнопка «обновление шкалы при увеличении»
по у, по х
— для крупности армирование в отчете повернуть

Доброго времени суток!
Не могу разобраться в следующей ситуации.
Считаю расчетную схему в Лире 9,4 версии май 7 года совместно с грунтовым массивом. Предварительно создал грунтовый массив в системе ГРУНТ, а именно: задал характеристики слоев, назначил сетку, назначил скважины, подключил к схеме и экспортировал нагрузки.

Далее выделяю элементы плиты, «жесткости» — «коэффициенты постели С1, С2» — активирую кнопку «получить по модели грунта Pz», ставлю число 10 т/м2 – нажимаю применить, закрываю.

Далее запускаю задачу на пересчет, при запросе пересчитать коэф. постели по грунту – нажимаю да. Система пересчитывает коэффициенты, потом задачу – «задание выполнено».

Далее, как написано на форуме ЛИРЫ: (http://www.lira.com.ua/support/forum…p?FID=9&TID=65) второй пост: «Вы, верно, описали предполагаемую нами последовательность расчета. На первом этапе вводится в расчет некая примерная нагрузка на грунт, после чего она уточняется несколькими пересчетами задачи и обновлением величины данной нагрузки из реактивного отпора грунта. В какой момент можно считать коэффициенты постели достоверными решать Вам, но следует учесть, что количественное изменение коэффициентов постели на 15-20% повлечет максимум 5% изменение в усилиях, осадка же меняется пропорционально коэффициентам постели. По видимому если две смежные итерации не поменяли качественную картину распределения коэффициентов постели и незначительно, скажем до 15%, изменили их величины, продолжать уточнение нагрузки на грунт смысла не имеет.»

и, имея пункт справки «Приложить отпор грунта»: Приложить отпор грунта предназначено для пересчета коэффициентов постели С1 и С2 для выбранных КЭ плит и оболочек. Задание информации относится к текущему загружению. Доступ к этому окну открывается после отображения мозаик или изополей отпора грунта Rz в текущем загружении. При помощи соответствующих радио-кнопок следует указать элементы (группу или все), для которых предполагается выполнить перерасчет.
После нажатия кнопки Подтвердить на экран выводится сообщение: «Результаты расчета будут потеряны. Вы хотите продолжить?» Если да, то после нажатия кнопки ОК значения нагрузки Pz (заданные для работы с моделью грунта) будут заменены на значения отпора Rz.
Для выполнения перерасчета необходимо вернуться в режим задания расчетной схемы, в меню Жесткости открыть диалоговое окно Модель грунта и, нажав на кнопку С1, С2, выполнить перерасчет коэффициентов постели на новую нагрузку.»,

Захожу в результаты расчета. Активирую «Мозаика коэф. постели», «Показать мозаику нагрузок Rz…».
Выделяю элементы плиты.
Захожу меню – «Усилия» — «Приложить отпор грунта»…

Беда в том, что данный пункт не активный.

Выкладываю схему + грунт. Кто работал в Лире с грунтом, или кто может проверить последовательность действий описанную мной, пожалуйста подскажите, где я не прав?
https://cloud.mail.ru/public/3w5x/mtfW7Mvbb

Определение расчетного сопротивления грунта основания

Определение расчетного сопротивления грунта основания. Сравнение результатов, полученных в модуле ГРУНТ с ручным расчетом.

Выполняется сравнение расчетного сопротивления грунта основания R, полученного в модуле ГРУНТ, с результатами ручного расчета по СП 22.13330 «Основания зданий и сооружений»

Исходные данные

Размеры фундамента bxl=20х30м; глубина заложения фундамента d=2м; здание с гибкой конструктивной схемой; подвал отсутствует; характеристики грунтов определены по таблицам. Нагрузка на основание N=120000кН; среднее давление по подошве фундамента p=200кН/м²

Характеристики грунтов основания:

Напластование грунтов:

Параметры нагрузки:

Параметры расчета:

Результаты расчета в модуле ГРУНТ

Rz=392.085кН/м² по подошве фундамента (отметка +98.000).
Rz=570.161кН/м² на глубине 3.5м от подошвы фундамента (отметка +94.500).

Определение расчетного сопротивления грунта основания под подошвой фундамента R (отметка +98.000)

Расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле 5.7 (п. 5.6.7 СП 22.13330.2016):

γ_С1 и γ_С2 – коэффициенты условий работы по табл. 5.4 СП 22.13330;
k – коэффициент, принимаемый равным 1, если характеристики определены непосредственными испытаниями и 1.1, если по таблицам;
Mγ, Mq и Mc – коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
kz – коэффициент, принимаемый равным 1 при b<10 м и kz=Z0/b+0.2 при b>10, здесь Z0=8м;
b – ширина подошвы фундамента;
γ_II – осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;
γ’_II – осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;
c_II – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведённая глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала;

d1=hs+h_cf*γ_cf/γ’_II

h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
h_cf – толщина конструкции пола подвала;
γ_cf – расчётное значение удельного веса конструкции пола подвала;
d_b – глубина подвала.

γ_С1=1.25 и γ_С2=1, т.к. непосредственно под фундаментом залегает грунт ИГЭ-2 песок пылеватый.
k=1.1 т.к. характеристики грунтов определены по таблицам.
Коэффициенты Mγ, Mq и Mc определяются по таблице 5.5 СП 22.13330 в зависимости от угла внутреннего трения φ. Данная таблица составлена на основании формул:

Mγ=ψ/4;, Mq=1+ψ; Mc=ψ*ctgφ,

где ψ=π/(ctgφ+φ-π/2).

Т.к. основание под фундаментом неоднородное, то, в соответствии с пунктом 5.6.10 СП 22.13330, для определения R следует принимать средневзвешенные значения характеристики грунтов по глубине ZR=0.5b при b<10м и ZR=4+0.1b при b≥10м.

При ширине фундамента b=20м → ZR=4+0.1*20=6м.

Таблица 1

Определение средневзвешенных значений характеристик грунтов ниже подошвы фундамента

№ИГЭ	hi, м	γi, кН/м3	Сi, кПа, кН/м2	φi, град	hi*γi, кН/м2	hi*Сi, кН/м	hi*φi, м*град
2	2.00	17.20	1.00	31.00	34.40	2.00	62.00
3	3.00	17.85	8.00	22.00	53.55	24.00	66.00
4	1.00	18.35	20.00	18.00	18.35	20.00	18.00
∑	6.000	—	—	—	106.30	46.00	146.00
средние значения	17.717	7.667	24.333	—	—	—

Таблица 2

Определение средневзвешенного веса грунтов выше подошвы фундамента

№ИГЭ	hi, м	γi, кН/м3	hi*γi, кН/м2
1	1.00	17.65	17.65
2	1.00	17.20	17.20
∑	2.00		34.85
среднее значение	17.425

Осредненные характеристики определяются по формуле:

Хср=∑Xi*hi/∑hi.

При φ=24.333град:

ψ=π/(ctgφ+φ-π/2)= 3.142/(ctg24.333+24.333/(180/3.142)- 3.142/2)= 2.949
Mγ=ψ/4=0.74;, Mq=1+ψ=3.95; Mc=ψ*ctgφ=6.52

Коэффициент, зависящий от ширины фундамента: kz=Z0/b+0.2=8/20+0.2=0.6

Определение расчетного сопротивления грунта основания на глубине 3.5м от подошвы фундамента (отметка +94.500)

Распределение напряжений по глубине сжимаемой толщи:

По глубине сжимаемой толщи должно выполняться условие (условие 5.9 СП 22.13330):

σz=(σzp-σzγ)+σzg≤Rz,

где σzp, σzγ и σzg – вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента.

Определим σz и Rz на глубине Z=3.5м от подошвы фундамента.

σz=(196.224-34.192)+96.025=258.057кН/м²

Rz определяется для условного фундамента шириной:

bz=(Az-a²)-a=(615.55-5²)-5=20.23м

где Az=N/σzp=120000/196.224=615.55м2; σzp=196.244кН/м2 – дополнительное давление на глубине Z=3.5м от подошвы фундамента (определено при помощи модуля ГРУНТ); a=(l-b)/2=(30-20)/2=5м.

Средневзвешенные значения характеристики грунтов определяются по глубине ZR=4+0.1*20.23=6.23м.

Таблица 3

Определение средневзвешенных значений характеристик грунтов ниже подошвы фундамента

№ИГЭ	hi, м	γi/γsbi, кН/м3	Сi, кПа, кН/м2	φi, град	hi*γi, кН/м2	hi*Сi, кН/м	hi*φi, м*град
3	1.500	17.850	8.000	22.000	26.775	12.000	33.000
4	3.000	18.350	20.000	18.000	55.050	60.000	54.000
5	1.523	18.850	50.000	16.000	28.709	76.150	24.368
∑	6.023	—	—	—	110.534	148.150	111.368
средние значения	18.352	24.597	18.490	—	—	—

Таблица 4

Определение средневзвешенного веса грунтов выше подошвы фундамента

№ИГЭ	hi, м	γi/γsbi, кН/м3	hi*γi, кН/м2
1	1.000	17.650	17.650
2	3.000	17.200	51.600
3	1.500	17.850	26.775
∑	5.500		96.025
среднее значение	17.459

γ_С1=1.25, γ_С2=1, k=1.1.

При φ=18.49град:

ψ=π/(ctgφ+φ-π/2)= 3.142/(ctg18.49+18.49/(180/3.142)- 3.142/2)= 1.803
Mγ=ψ/4=0.451;, Mq=1+ψ=2.803; Mc=ψ*ctgφ=5.392

Коэффициент, зависящий от ширины фундамента: kz=Z0/b+0.2=8/20.23+0.2=0.595

Сравнение результатов расчета

Отметка	ГРУНТ	СП	Разница, %
+98.000	392.085	392.015	0.018
+94.500	570.161	569.784	0.066

Влияние размеров подошвы фундамента на расчётное сопротивление грунта

Следует помнить, что значение R грунта зависит от многих параметров, один из которых – размер фундамента в плане. Рассмотрим пример определения R грунта под подошвой фундамента квадратной формы в плане, при разных размерах подошвы: 5х5 м, 10х10 м, 15х15 м, 20х20 м, при этом смоделируем две ситуации:

• размер фундамента, принятый в расчёте, совпадает с фактическим;
• размер фундамента, принятый в расчёте постоянен (10х10 м), вне зависимости от фактического размера;

Выполним расчёт и проанализируем результаты. На иллюстрации приведён пример изменения R грунта в зависимости от размеров фундамента.

Как видно, для первой группы фундаментов (слева), результат определения R грунта зависит от размеров подошвы. Для второй группы фундаментов (справа), величина R грунта прямо под подошвой фундамента постоянна и не зависит от размера подошвы. Выясним причину такого расхождения результатов, для этого проверим величину R грунта не только под подошвой, но и на определённой глубине от отметки подошвы.

Анализ результатов расчёта показывает, что на глубине 2 м от низа подошвы фундамента R грунта «выравнивается» и уже не зависит от размера фундамента, указанного в настройках. Так происходит, потому что габариты условного фундамента на глубине считаются от напряжений из расчёта упругого полупространства и условного размера a, равного среднему из габаритов l и b. Для того, чтобы объяснить такое явление, обратимся к п.5.6.25 СП 22.13330.2016.

Теперь выполним сравнение результатов определения R грунта для фундаментов прямоугольной формы в плане, при разных размерах подошвы: 5х25 м, 10х50 м, 15х75 м, 20х100 м, при этом, так же, как и в предыдущей задаче, смоделируем две ситуации:

• размер фундамента, принятый в расчёте, совпадает с фактическим;
• размер фундамента, принятый в расчёте постоянен (10х50 м), вне зависимости от фактического размера;

Выполним расчёт и проанализируем результаты. Как и в предыдущем случае, для первой группы фундаментов (слева), результат определения R грунта зависит от размеров подошвы. Для второй группы фундаментов (справа), величина R грунта постоянна и не зависит от размера подошвы.

Если выполнить расчёт R грунта не только под подошвой, но и на глубине 2 м от отметки подошвы, то результат уже не будет аналогичен результату в предыдущей задаче (см. на рисунке ниже), поскольку для прямоугольного фундамента величина а≠0, т.е. от введенных размеров прямоугольного фундамента расчетное сопротивление грунта R будет зависеть и по глубине тоже (хотя и немого выровняются в сравнении с неверным результатом сразу под подошвой при неверно заданных размерах), поэтому важно эти размеры для расчета приблизить к фактическим.

Где может возникнуть ошибка при определении размеров подошвы фундамента для расчёта R грунта? Такая ситуация может произойти при расчёте столбчатого фундамента, в момент назначения элементам фундамента давления под подошвой Pz, в среде Визор. В версиях ЛИРА САПР 2018 и старше, расчёт R грунта не выполнялся, поэтому, при назначении Pz, допускалось выполнять этот процесс одновременно для всех элементов, моделирующих фундамент. Если повторить те же самые действия в ЛИРА САПР 2019 и старше, то возникнет ситуация, когда программа будет считать, что все столбчатые фундаменты составляют единую группу конструкций и размеры фундамента, для вычисления R грунта, будут приняты по максимальному габариту описанного прямоугольника* вокруг этой группы фундаментов.

* В системе Грунт габариты описанного прямоугольника вокруг группы Pz строятся в главных осях фигуры, которую составляют входящие в группу нагрузки. Т.е. для групп Pz, состоящих из одного правильного прямоугольника, габариты автоматически определенные будут корректными (равными размерам прямоугольника), независимо от поворота этого прямоугольника в плане.

При этом, если назначить размеры фундамента правильно 1.5х1.5 м, то значение расчётного сопротивления получится меньше.

Эту ситуацию можно исправить следующим способом: в окне редактирования импортированной нагрузки, включить ввод размеров фундаментов вручную и ввести размер столбчатого фундамента Lxb.

В случае, когда в схеме присутствуют фундаменты разных размеров, нужно будет разбивать их на отдельные подгруппы, ещё на стадии назначения Pz. Это можно сделать на стадии задания давления Pz под подошвой фундамента, для чего нужно ввести номер подгруппы в соответствующем поле диалогового окна Задание коэффициентов С1 и С2.

Фундаменты, разделённые на подгруппы, будут экспортированы в систему ГРУНТ, где можно будет включить расчёт R грунта с автоматическим определением размеров. В этом случае, данные для определения расчётного сопротивления грунта будут введены корректно.