Details

Выпускная квалификационная работа посвящена оценке работы свайного фундамента высотного здания, расположенного в условиях многолетнемёрзлых грунтов города Якутска, при воздействии реальных сейсмических записей. Цель исследования заключается в определении напряжённо деформированного состояния буроопускных свай при динамическом нагружении и в оценке пригодности существующей конструктивной схемы фундамента. В рамках работы выполнены: анализ инженерно геологических условий площадки; разработка и адаптация расчётной модели здания и свайного поля; формирование банка сейсмических воздействий на основе реальных слабых записей с последующей фильтрацией, амплификацией и согласованием с модальными характеристиками здания; расчёты методом прямого интегрирования в программном комплексе ЛИРА САПР; анализ усилий, перемещений и требуемого армирования свай. Полученные результаты показывают, что жёсткое защемление свай в мёрзлых грунтах приводит к значительным изгибающим моментам в верхней части ствола, а использование амплифицированных реальных записей выявляет критические режимы работы, не проявляющиеся при применении типовых спектров. Для части свай требуемое армирование превышает проектное, что указывает на недостаточную несущую способность фундамента при заданных сейсмических воздействиях. Работа содержит выводы о влиянии частотного состава воздействий, особенностей мерзлотных грунтов и длины свай на динамическое поведение конструкции, а также рекомендации по возможным направлениям усиления и дальнейшего совершенствования расчётных методик. Для достижения полученных результатов использованы следующие программные комплексы: Autodesk Revit 2024; Autodesk Navisworks 2024; САПФИР-3D 2024; ЛИРА САПР 2024; MS Project 2016; Pyrosim; Pathfinder; SmetaWIZARD; nanoCAD; Twinmotion 2025.

This thesis investigates the seismic performance of a high rise building founded on bored and cast in place piles under the geotechnical conditions of Yakutsk, where the presence of permafrost significantly affects the dynamic behavior of deep foundations. The primary objective of the study is to evaluate the stress–strain state of the pile foundation when subjected to real earthquake ground motions and to assess the adequacy of the existing structural design. The research includes: analysis of the site’s geotechnical conditions; development and calibration of a finite element model of the building and the pile group; formation of a database of seismic input motions based on real weak motion recordings, followed by filtering, amplification, and frequency content adjustment; direct integration dynamic analysis in the LIRA SAPR software; and evaluation of displacements, internal forces, and required reinforcement in the piles. The results show that the rigid embedment of piles in frozen soils leads to significant bending moments in the upper sections of the shafts, while the use of amplified real records reveals critical response patterns that are not captured when using standard design spectra or synthetic motions. For several piles, the required reinforcement exceeds the originally adopted design values, indicating insufficient load bearing capacity under the considered seismic actions. The study provides insights into the influence of ground motion frequency content, permafrost conditions, and pile length on the dynamic response of the foundation system. Recommendations are formulated regarding potential strengthening measures and further refinement of seismic analysis methodologies for structures in permafrost regions. To achieve the above results, the following software tools were used: Autodesk Revit 2024; Autodesk Navisworks 2024; САПФИР-3D 2024; ЛИРА САПР 2024; MS Project 2016; Pyrosim; Pathfinder; SmetaWIZARD; nanoCAD; Twinmotion 2025.