Нижняя граница модели грунтового массива принимается абсолютно жесткой.

Рис.9.1. Расчётная схема для расчёта массивного фундамента

Выбор боковых границ

Расположение и тип боковых границ необходимо подобрать таким образом, чтобы они не искажали реакцию сооружения.

Рекомендуется в данном случае применять «вязкие» или «прозрачные» границы.

Часто при выборе границ допускаются следующие ошибки: границы считаются свободными или абсолютно жёсткими.

Как в первом, так и во втором случаях получаться неправильные результаты, так произойдёт полное отражение волн. При отражении волн от свободной границы появляется отражённая волна с напряжениями противоположными по знаку.

При отражении от жёсткой границы противоположными по знаку будут перемещения. В обоих случаях появятся отсутствующие в реальности воздействия.

Размеры конечных элементов грунта

Дискретизацию массива грунта на конечные элементы необходимо производить так, чтобы адекватно описать реальный характер распределения статических и динамических напряжений на контактной поверхности между опорой и основанием при их взаимодействии.

Для сооружений, имеющих массивные фундаменты больших размеров, рекомендуется придерживаться следующих правил.

При дискретизации грунтового массива четырехугольными в плане конечными элементами необходимо разместить как минимум восемь элементов по направлениям контурных линий фундаментной плиты для достаточно точного воспроизведения характера распределения контактных напряжений на подошве сооружения.

Дискретизация зон грунта, примыкающих к фундаменту, должна быть достаточно мелкой для адекватного описания напряжений при вращательных движениях фундамента.

Конечные элементы грунтового массива должны быть достаточно мелкими также для учета передаточных частотных характеристик вплоть до частоты среза.

Частота среза определяет вертикальный размер конечного элемента, который должен быть меньше или равен одной пятой наименьшей принимаемой в расчет длины волны.

Если это обосновано, допускается применять конечные элементы большего размера.

Временной шаг и коэффициент приращения частоты

Для анализа эффектов взаимодействия сооружения с основанием во времени, шаг интегрирования уравнения по времени необходимо выбрать достаточно малым для обеспечения сходимости и устойчивости решений.

Для анализа эффектов взаимодействия сооружения с основанием в частотном диапазоне, шаг приращения частоты необходимо выбрать достаточно малым для обеспечения сходимости решения.

При расчёте во временной области к функции воздействия, описывающей возбуждение во времени, добавляется нулевой интервал, на котором происходит полное затухание колебаний за счет демпфирования.

Передаточные функции должны быть определены в достаточном числе точек по частоте.

Частота среза принимается равной удвоенной величине наивысшей доминантной частоты собственных колебаний системы сооружение–основание в рассматриваемом направлении, но не менее 10 Гц.

При применении упрощенной модели сооружения и упрощенной модели основания с параметрами, представленными в таблицах 9.1 и 9.2, доминантная частота определяется как частота соответствующей формы собственных колебаний, располагающей модальной массой не менее 20 % от общей массы сооружения.

Моделирование основания

Расчет сооружения с учетом взаимодействия с основанием в данном случае включает следующие этапы:

- Определение исходного сейсмического воздействия на свободной поверхности площадки;

- Определение расчетных параметров механической динамической модели основания;

- Расчет системы сооружение-основание.

Определение исходного сейсмического воздействия