Предложен алгоритм расчета балочных плит переменной жесткости. При его реализации использован принцип совместного расчета. В ходе математической формализации задача сведена к решению уравнения Фредгольма второго рода. Полученные в работе результаты могут быть использованы на стадии проектирования для определения усилий и деформаций, возникающих в плитных фундаментах.

Изложен алгоритм расчета плитных фундаментов переменной жесткости. В его основу положен принцип совместного расчета, который позволяет упростить процедуру расчета плитных фундаментов и более полно учесть особенности работы плитных фундаментов на грунтовом основании.

Предложена методика подготовки и проведения экспериментов в плоском грунтовом лотке, описаны приборы и оборудование.

Разработан метод определения крена круглых железобетонных плит, применяемых в качестве фундаментной конструкции для различных зданий и сооружений башенного типа, в условиях неравномерных деформаций основания с учетом особенностей изменения жесткостных характеристик основания при его дополнительном деформировании.

Предложена методика определения несущей способности круглой фундаментной плиты башенного сооружения с учетом факторов физической нелинейности железобетона и грунтового основания.

Определена специфика работы плитных фундаментов высотных зданий и сооружений в обычных условиях и условиях неравномерных деформаций основания. Отмечено, что данная специфика работы требует выбора сложных расчетных моделей для определения возможных усилий, возникающих в период эксплуатации.

Разработана методика расчета круглых фундаментных плит по реальным диаграммам деформирования материалов, которая повышает достоверность результатов расчетов. Определено влияние различных видов деформирования основания (искривление поверхности основания, образование уступа у торца фундамента) на напряженно-деформированное состояние фундаментной плиты.

Рассмотрен метод конечных элементов, как один из методов решения задач механики твердого деформируемого тела, в применении к расчету фундаментальных плит с помощью расчетного комплекса "Лира".

Рассмотрен плитный фундамент в условиях неравномерных деформаций основания, где нагружение носит характер учитавающий определение напряженно-деформированного состояния конструкции.

Досліджено напружено-деформований стан плитних фундаментів змінної жорсткості на грунтовій основі (у тому числі основі, що має властивості повзучості) та розроблено методику розрахунку напружено-деформованого стану (НДС) системи фундамент - основа. Встановлено, що в процесі повзучості, у разі постійного за часом навантаження, відбувається безупинна зміна модуля загальної деформації грунту та прогинів плитного фундаменту, а отже, і його показника гнучкості та НДС. У ході теоретичних досліджень у межах моделей основи у вигляді лінійного пружного ізотропного середовища, а також середовища, що має властивості повзучості та моделі фундаменту у вигляді лінійного пружного ізотропного середовища одержано розв'язок для системи плитний фундамент змінної жорсткості - грунтова основа. За результатами експериментальних і теоретичних досліджень розроблено табличну та безтабличну (з використанням ЕОМ) методики розрахунку плитних фундаментів змінної жорсткості на грунтовій основі, що має властивості повзучості.

Досліджено набухаючі грунти АР Крим і Круп'янська на Харківщині, визначено їх основні характеристики, на підставі яких встановлено сумісність роботи системи основа - фундамент - споруда. У межах методу скінченних елементів (МСЕ) одержано розв'язок для плитного фундаменту на багатошаровій основі, окремі шари якого мають властивості набухання, що дозволяє знайти у межах МСЕ розв'язок контактної задачі. Контактну задачу розв'язано шляхом послідовних наближень. Виявлено залежність жорсткісних параметрів основи від характеристик грунту та жорсткості конструкцій і розподілу навантаження. Доведено, що набухання основи можна враховувати як додатковий кінематичний вплив, природа якого наближена до температурного, грунт розглянуто як матеріал з властивостями ортотропії. Одержано розв'язок для розрахунку системи основа - фундамент - споруда, в якому враховано ортотропні властивості набряклого грунту. Виявлено, що даний розв'язок дозволяє одержати більш точні результати параметрів напружено-деформованого стану (НДС) для основи та конструкції невеликих будинків. Встановлено, що для однопрольотних споруд з арковим покриттям параметри НДС конструкції змінюються не так суттєво. Вперше створено методику підготовки вихідних даних для розрахунку плитних фундаментів з урахуванням набухання грунтів шляхом введення коефіцієнта "m", який лінійно залежить від щільності скелета та криволінійно - від вертикального тиску. Одержано новий розв'язок для плити на пружній основі, що дозволяє знайти розв'язок контактної задачі у межах МСЕ та враховує фізичну нелінійність, яка виникає у разі врахування впливу набухання на НДС основи та плитного фундаменту.

Розроблено метод розрахунку фундаментальних плит з комплексним урахуванням нелінійно-напружених деформацій залізобетону й грунту за складного навантаження. В основу методу покладено вирішення контактного завдання за активного навантаження й пасивного розвантаження за відповідними нелінійними діаграмами для залізобетону й грунтової основи. Одержано нові залежності для визначення змінного коефіцієнта жорсткості й несучої здатності за розвантаження підроблюваного масиву, які враховують ступінь зниження характеристик ослабленої основи, що залежить від характеру й величини деформаційних впливів. Сформульовано основні принципи проектування плитних фундаментів на основі, що нерівномірно деформується, які засновано на розвитку теорії змінного коефіцієнта жорсткості основи, на використанні деформаційних критеріїв для оцінювання граничних станів першої групи і врахуванні складного характеру навантаження із застосуванням реальних траєкторій навантаження.

Вперше одержано нові експериментальні дані залежності осідань від навантажень S=f(P) для плитних фундаментів-саморегуляторів за умов нерівномірних деформацій основи. Запропоновано теорію спільної роботи фундаменту зі структурною поверхнею з основою, що включає теорію пластичності (граничного напруженого стану) й тиску грунтів над покрівлями підземних гірничих виробок. Визначено, що важливою властивістю у формуванні напружено-деформованого стану в основі є "арочний" ефект, який зумовлює межі утворення ущільненого ядра та бічних гранично-напружених зон. Розроблено нові конструктивні рішення плитних фундаментів-саморегуляторів, які застосовуються за складних інженерно-геологічних умов. Практичне впровадження запропонованих конструкцій на об'єктах промислового та цивільного будівництва підтвердило їх високу ефективність у порівнянні з типовими рішеннями, орієнтованими на застосування за звичайних умов. За впровадження розроблених конструкцій одержано загальний економічний ефект у розмірі 227,867 тис. грн.

Запропоновано нову конструкцію плоскої фундаментної плити - плити з вирізами. Наведено результати експериментальних досліджень фундаментної плити з вирізами. Подано результати розрахунків, які показують, що застосування нової конструкції плити дозволяє зменшити витрати бетону на 11 %, загальна вартість конструкції знижується на 9 %.

Показано окремий випадок розрахунку круглої фундаментної плити на територіях з радіусоподібними викривленнями земної поверхні від дії підземних підробіток.

Надано конструктивні схеми та особливості конструкції фундаментних залізобетонних плоских плит з ефективними вставками, запроектованих під будівлі різної конструктивної схеми, у т.ч. при реконструкції. Використання пінополістирольних вставок у залізобетонних фундаментних плитах надало можливість суттєво (на 28,2 - 30,7 %) зменшити витрати бетону і влаштувати більш теплу підлогу у підвальних приміщеннях і у разі зведення нових, і реконструкції існуючих будівель.

Досліджено удосконалення адекватної моделі грунту для проведення практичних розрахунків плитних фундаментів. Наведено теоретичні основи їх розрахунку за сучасним числовим методом граничних елементів (МГЕ) з використанням дилатансійної моделі, теорії пластичної течії. Висвітлено теоретичні питання, що сприяють продуманому підходу до оцінки роботи грунтів в основах фундаментів і проектування їх за межами пружності. Прикладання числового МГЕ до розв’язків лінійних та нелінійних задач геомеханіки, обгрунтовано теоретичними викладками, підкріплено та проілюстровано даними числового розрахунку.