Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2300510.22363/1815-5235-2020-16-1-14-21Analysis and design of building structuresРасчет и проектирование строительных конструкцийResearch ArticleThe effectiveness of the implementation of pile foundations on the example of the reactor building of a nuclear power plant with VVER-1000Эффективность реализации свайных фундаментов на примере сооружения реакторного отделения атомной станции с ВВЭР-1000SargsyanAkop E.СаргсянАкоп Егишевич

Doctor of Technical Sciences, Professor, Academician of IAI UN, Head of Research Department of Dynamics and Seismic Stability

д. т. н., профессор, академик МАИ при ООН, начальник научно-исследовательского отдела динамики и сейсмостойкости

gukova_eg@aep.ru2653-5484GukovaElena G.ГуковаЕлена Геннадьевна

chief specialist of Research Department of Dynamics and Seismic Stability

главный специалист научно-исследова- тельского отдела динамики и сейсмостойкости

gukova_eg@aep.ruJSC “Atomenergoproekt”АО «Атомэнергопроект»15122020161VOL 16, NO1 (2020)ТОМ 16, №1 (2020)142127022020Copyright ©; 2020, Sargsyan A.E., Gukova E.G.Copyright ©; 2020, Саргсян А.Е., Гукова Е.Г.2020Sargsyan A.E., Gukova E.G.Саргсян А.Е., Гукова Е.Г.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/23005

Aims. The purpose of this work is to justify the reliability of the developed models of pile foundations on the data of field observers and to demonstrate the feasibility of using pile foundations to increase the stability and bearing capacity of the NPP structures foundation using the example of reactor building (RB). Methods. The data of field observers for the settlement of the RB are presented. The expressions for calculation of the static stiffness of the contact surface of the slab bottom and soil medium, as well as for pile foundations taking into account the effects of interaction of grillage and pile field with the soil media with a general character of displacement of a circular cross section pile are submitted. A spatial three-dimensional finite element static model of RB was developed together with the soil base. Isolines of vertical movements of RB fundamental slabs for natural foundations, as well as for pile foundations for normal operation are shown. A comparative analysis of the data of field observers with the calculation results allows us to justify the reliability of the developed model of the pile foundation. Results. The calculations of the foundation yield correspond to all the period of operation including construction, and the results of observations relate only to the period of operation that explain the difference. A comparative analysis of the data of field observers with the calculation results allows us to justify of the strong effectiveness of realization of pile foundation for the massive structures on soft soil bases.

Цель. В статье представлена разработанная модель свайного фундамента, демонстрируется целесообразность применения свайных фундаментов для повышения устойчивости и несущей способности оснований сооружений АС, на примере сооружения реакторного отделения (РО) обосновывается достоверность результатов натурных наблюдений, приводятся данные натурных наблюдений за осадкой РО. Методы. Даны выражения для определения расчетных параметров интегральных статических жесткостей грунтовой среды на контактной поверхности подошвы для естественного основания сооружения, а также для свайного основания с учетом эффектов взаимодействия ростверка и свайного куста с грунтовой средой при общем характере перемещения сваи с круглым поперечным сечением. Разработана пространственная трехмерная конечно-элементная статическая модель РО совместно с основанием. Показаны изополя вертикальных перемещений фундаментной плиты РО для естественного основания, а также для свайного основания при нормальной эксплуатации. Сопоставительный анализ данных натурных наблюдений с результатами расчета позволяет обосновать достоверность разработанной модели свайного фундамента. Выводы. Имеющееся расхождение между результатами натурных наблюдений и расчетов обусловлено тем обстоятельством, что по расчету вычисленная осадка основания сооружения соответствует всему периоду эксплуатации, включая период возведения сооружения, а результаты наблюдения относятся только к периоду эксплуатации. Сопоставительный анализ данных натурных наблюдений, а также результатов расчета наглядно подтверждает высокую эффективность реализации свайных фундаментов для возведения массивных сооружений на слабых грунтах.

spatial modelpile foundationgrillagepilesyieldcomparative analysiscalculation resultsfield observationsnatural basestructureinteraction with the soil environmentпространственная расчетная модельсвайный фундаментростверксваиосадкасопоставительный анализрезультаты расчетовнатурные наблюденияестественное основаниесооружениевзаимодействие с грунтовой средойSargsyan A.E. Dinamika i sejsmostojkost' sooruzhenij atomnyh stancij [Dynamics and seismic stability of nuclear power plants]. Sarov: RFNC – VNIIEF Publ.; 2013. (In Russ.)Саргсян А.Е. Динамика и сейсмостойкость сооружений атомных станций. Саров: РФЯЦ - ВНИИЭФ, 2013. 550 с.Sargsyan A.E., Gukova E.G., Grishin A.S. Razra- botka i obosnovanie mekhanicheskoj i matematicheskoj modeli osnovaniya sooruzhenij atomnyh stancij v vide odnorodnogo inercionnogo poluprostranstva [Development and justification of a mechanical and mathematical model of the foundation of nuclear power plant structures in the form of a homogeneous inertial half-space]. The Investigations for Structural Analysis, V.A. Kucherenko Institute Herald. 2009;(1):81–95. (In Russ.)Саргсян А.Е., Гукова Е.Г., Гришин А.С. Разработка и обоснование механической и математической модели основания сооружений атомных станций в виде одно- родного инерционного полупространства // Вестник ЦНИИСК имени В.А. Кучеренко «Исследования по теории сооружений». 2009. № 1. С. 81-95.Sargsyan A.E., Gerashchenko V.S. Razrabotka staticheskoj i dinamicheskoj modeli svajnyh fundamentov s uchetom effekta ih vzaimodejstviya s gruntovoj sredoj [Development of a static and dynamic model of pile foundations taking into account the effect of theirСаргсян А.Е., Геращенко В.С. Разработка статической и динамической модели свайных фундаментов с учетом эффекта их взаимодействия с грунтовой средой // Вестник НИЦ «Строительство». 2010. № 2. С. 159-166.MR 1.5.2.05.999.0026-2011. Standards for the design of the foundations of nuclear power plant structures. Moscow; 2011. (In Russ.)МР 1.5.2.05.999.0026-2011. Нормы проектирования оснований сооружений атомных станций. М., 2011.Glagovskii V.B., Zalizskii A.G., Kagan A.A., Krivonogova N.F., Finagenov O.M. Analysis of settlements and tilts of reactor foundations at the Balakov- skaya nuclear power plant. Soil mechanics and foundation engineering. 2005;42(3):132–138.Глаговский В.Б., Зализский А.Г., Каган А.А., Кривоногова Н.Ф., Финагенов О.М. Анализ осадок и кренов фундаментов реакторных отделений Балаковской АЭС // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2005. № 4. С. 17-22.Sargsyan A.E., Grishin A.S. Ocenka effektiv- nosti realizacii svajnyh fundamentov na primere sooruzheniya RO Balakovskoj AES [Efficiency Estimation of Pile Foundation by the Example of the Reactor Building of the Balakovo Nuclear Power Plant]. News of Higher Educational Institutions. Construction. 2014; 7(667):112–121. (In Russ.)Саргсян А.Е., Гришин А.С. Оценка эффективности реализации свайных фундаментов на примере сооружения РО Балаковской АЭС // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2014. № 7 (667). С. 112-121.LLC NPO “Gidrotehproekt”. Technical report on the results of geodetic observations of yield and tilt of buildings and structures of units No. 1, 2 and gene- ral stationary objects of the Rostov NPP. GTB-2014- B.06/13-1/14-651. Valdai; 2014. (In Russ.)Технический отчет о результатах геодезичеcких наблюдений за осадками и кренами зданий и сооружений блоков № 1, 2 и общестационарных объектов Ростовской АЭС. ГТБ-2014-Б.06/13-1/14-651 / ООО НПО «Гидротехпроект». Валдай, 2014.SP 50-102-2003. Design and construction of pile foundations. Moscow; 2004. (In Russ.)СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. М., 2004.