ГОСТ Р 57361—2016
Приложение В
(обязательное)
Численные расчеты
Б.1 Общие положения
В общем случае промерзание грунта рядом со зданиями или конструкциями является трехмерной нелиней
ной задачей, зависящей от времени, которую можно смоделировать, используя подходящие численные методы
(например, метод конечных разностей или конечных элементов).
Методики проектирования, приведенные в настоящем стандарте, основаны на расчетах для зданий на одно
родном грунте, обладающе пучинистыми свойствами, приведенными в 5.1, идругими условиями, описанными в В.2.
Методики, описанные в разделах 8 — 10. дают адекватную защиту от промерзания фундаментов в большин
стве случаев. Однако если свойства грунта значительно отличаются от свойств, приведенных в 5.1 (особенно, если
объемная масса грунта в сухом состоянии выходит за интервал от 1100 до 1600 кг/м’ или если водонасыщение
менее 80 %), необходимо провести расчеты согласно В. 2.
П р и м е ч а н и е — Рассчитанные температуры грунта, прилегающего к зданию, в большей степени чув
ствительны к точным значениям свойств грунта, поскольку индекс промерзания растет, а внутренняя температура
падает, и кроме того увеличивается теплоизоляция пола.
Численные расчеты, соответствующие В.2. могут использоваться в качестве альтернативы таблицам и гра
фикам настоящего стандарта.
В.2 Условия для численных расчетов
В.2.1 Элементы геометрической модели
Геометрическая модель грунта подразделяется так, что самые мелкие элементы находятся рядом с краем
пола, и постепенно увеличиваются в размере до значительно более крупных элементов рядом с плоскостями сре
за. Рекомендуются критерии, приведенные в ISO 10211-1. для суждения о достаточности использованных элемен
тов (относящихся к расчетам тепловых потоков и температурам поверхности).
В.2.2 Размеры грунта
Следующие минимальные размеры грунта определяют плоскости среза в геометрической модели:
- в горизонтальном направлении внутри здания — 0,5 В:
- в горизонтальном направлении снаружи здания — 2,5 В;
- в вертикальном направлении ниже уровня грунта — 2.5 В:
где В — ширина (меньший размер) пола.
В.2.3 Трех- или двумерные расчеты
Если меньший размер пола не превышает 4 м, применяют трехмерные расчеты. В других случаях усло
вия замерзания вдоль стен могут оцениваться двумерными расчетами при ширине здания, установленной равной
меньшему размеру пола. Условия промерзания на углах тогда оцениваются по трехмерным расчетам или с помо
щью соответствующих таблиц и графиков настоящего стандарта.
В.2.4 Граничные условия
Для двумерных расчетов вертикальная плоскость симметрии, проходящая посредине пола, берется за ади
абатическую границу (так, что моделируется одна половина здания). Для трехмерных расчетов прямоугольного
здания имеются две вертикальные плоскости симметрии, проходящие посредине пола в каждом направлении,
которые берутся за адиабатические границы (так, что моделируется одна четверть здания).
Снаружи здания вертикальная плоскость среза берется за адиабатическую границу. Горизонтальная пло
скость среза в грунте берется за адиабатическую границу.
Поверхностные коэффициенты теплопроводности, установленные в ISO 6946. применяются для внутренней
поверхности пола и для наружной поверхности грунта.
В.2.5 Теплофизические свойства
Для теплофизических свойств грунта:
a) если известно, то применяют значения для реального местоположения, допуская нормальное содержание
воды:
b
) в противном случае, применяют значения, установленные в 5.1.
Когда вода в грунте замерзает или тает, происходит изменение теплоемкости на объем и теплопроводности
грунта, и скрытая теплота замерзания воды в грунте выделяется во время замерзания. Численные расчеты долж ны
допускать такие события.
Скрытая теплота замерзания воды в грунте может рассматриваться как кажущееся увеличение теплоемко
сти грунта в температурном интервале 1 К ниже 0 ’С. Грунт при температуре минус 1“С или ниже рассматривается
как полностью замерзший.
23