Метод расчета, принятый в нормативной литературе, базируется на балочной аналогии и является приближённым [1, 2].
Анализ напряжённо-деформированного состояния ростверков на основе экспериментальных данных позволил предложить пространственные каркасно-стержневые модели ростверков (ПКСМ-А, ПКСМ-Ф), которые учитывают физическую работу ростверков [3].
Определение усилий в расчётных моделях ПКСМ-А и ПКСМ-Ф начинается с распределения вертикальных реакций Fi , учитывая их удаление от центра приложения нагрузки. Условно считаем, что узлы соединения сжатых и растянутых стержневых элементов шарнирные. Определение усилий производим на основе уравнений равновесия. Особенности напряженно-деформированного состояния многорядных свайных ростверков под колонны [4, 5, 6] позволили разработать расчетные зависимости для определения реакций свай и внутренних усилий. С удалением сваи от оси колонны уменьшаются угол наклона и сжимающие напряжения. Поэтому сжимающие усилия распределяются пропорционально грузовым и опорным площадкам, т.е.
где Si – усилие в наклонном сжатом потоке; θi – угол наклона сжатого потока.
здесь Fi – опорная реакция в i-й свае.
Соотношение опорных реакций имеет общий вид:
При этом
где F – вертикальная сила, действующая на ростверк.
Расчётная модель ПКСМ-А представлена на рис. 1. Расчетные усилия для моделей ПКСМ-А при F = 1 приведены в табл. 1.
При расчете модели ПКСМ-Ф есть некоторые особенности. Предлагается расчетные усилия определять поэтапно. На первом этапе нагружаются центральные сваи, затем нагрузка передается от них на соседние сваи и так далее до полного ее распределения между всеми сваями. При этом суммарная нагрузка F на всех этапах постоянна. Таким образом, в сваях, находящихся близко к оси колонны, поэтапно изменяются значения усилий S и T. Количество их соответствует числу этапов. Все усилия являются расчетными. Усилия для моделей ПКСМ-Ф (рис. 2) при F = 1 приведены в табл. 2. Сжимающие и растягивающие усилия определяются в продольном, поперечном и диагональном направлениях.