ОПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, СБОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ СБОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ Российский патент 1995 года по МПК E02B3/12 E01C5/06 E01C9/00 E02D27/02 E02D27/36 E02D27/38 E02D27/50 

Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству и может быть эффективно использовано при строительстве дорог, аэродромов, фундаментов под различные сооружения, а также при строительстве любых сооружений на слабых грунтах.

Известны опорные конструкции, сборные из них конструкции и способу сооружения сборных конструкций, в которых элементы опорной конструкции, включающие в себя расположенный на ее основании со стороны опорной поверхности анкерный элемент с дугообразными в плане участками, укладывают на основание для сооружения дорог, фундаментов, площадок под хранилища и т.п. Это техническое решение, как наиболее близкое из известных, принято за прототип для каждого из изобретений: "Опорная конструкция" "Сборная конструкция", состоящая из опорных конструкций, а также "Способ сооружения сборной конструкции".

Недостатками известных решений являются повышенная материалоемкость, низкие несущая способность и устойчивость, а также высокая трудоемкость сооружения сборных конструкций.

Цель изобретений снижение материалоемкости, повышение несущей способности и устойчивости сооружений, особенно, на слабых грунтах, а также снижение трудоемкости сооружения сборных конструкций.

В опорной конструкции, преимущественно здания, сооружения, сборного дорожного или аэродромного покрытия, содержащей расположенный на ее основании со стороны опорной поверхности анкерный элемент с дугообразными в плане участками, дугообразные участки анкерного элемента образованы в плане ломанными линиями или дугами постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполнены в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или к центрам его кривизны, к центру или к центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра или центров его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания.

Причем смежные боковые поверхности двух имеющих противоположную кривизну участков, расположенных по продольной оси основания, могут быть смещены вдоль нее друг относительно друга на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец, или участки анкерного элемента с противоположной их кривизной или кривизной огибающей линии могут быть расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой.

Кроме того, кривизна участка или кривизна огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны.

При этом опорная конструкция может быть снабжена двумя выступами, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций.

В сборной конструкции, преимущественно дорожной, аэродромной или фундаментной, содержащей установленные на естественное или предварительно подготовленное основание опорные конструкции с расположенными на их основании со стороны опорной поверхности анкерными элементами с дугообразными в плане участками, дугообразные участки анкерного элемента образованы в плане ломанными линиями или дугами постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполнены в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или к центрам его кривизны, к центру или к центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра или центров его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания.

При этом смежные боковые поверхности двух имеющих противоположную кривизну участков, расположенных по продольной оси основания, могут быть смещены вдоль нее друг относительно друга на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец, или участков анкерного элемента с противоположной их кривизной или кривизной огибающей линии могут быть расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой.

Кроме того кривизна участка или кривизна огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны.

Причем сборная конструкция, преимущественно дорожная, аэродромная или фундаментная снабжена двумя выступами, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций.

В способе сооружения сборной конструкции, преимущественно дорожной, аэродромной или фундаментной, включающем установку на естественное или предварительно подготовленное основание опорных конструции с расположенными на их основании со стороны опорной поверхности анкерными элементами с дугообразными в плане участками, укладывают опорные конструкции с дугообразными участками анкерного элемента, образованными постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполненными в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или к центрам его кривизны, к центру или к центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра или центров его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания.

Причем укладывают опорные конструкции, у которых смежные боковые поверхности двух, имеющих противоположную кривизну, участков, расположенных по продольной оси основания, смещены вдоль нее друг относительно друга на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец.

При этом производят укладку опорных конструкций, у которых участки анкерного элемента с противоположной их кривизной или кривизной огибающей линии расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой.

Кроме того укладывают опорные конструкции у которых кривизна участка или кривизна огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны.

Также укладывают опорные конструкции, имеющие по два выступа, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций.

Это позволяет значительно повысить несущую способность и устойчивость возводимых на слабых грунтах сооружений, обеспечить долговечность возводимых сооружений при знакопеременых рабочих нагрузках, значительно уменьшить материалоемкость сооружений и сократить трудозатраты, как по изготовлению сооружений, так и по их эксплуатации.

На фиг. 1 представлен общий вид опорной конструкции, выполненной в виде плиты; на фиг. 2 вид сверху на опорную конструкцию; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2. на фиг.5 опорная конструкция с участками анкерного элемента, образованными в плане ломанными линиями или дугами постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны; на фиг. 6 опорная конструкция со смещенными внутрь по продольной оси основания участками с образованием разомкнутых полуколец; на фиг.7 опорная конструкция со смещенными наружу по продольной оси основания участками с образованием разомкнутых полуколец; на фиг.8 сборная конструкция, например дорожная, из опорных конструкций, представленных на фиг.1-7; на фиг.9 разрез В-В на фиг. 8.

Опорная конструкция включает плиту 1 и анкерный элемент 2, расположенный на ее основании со стороны опорной поверхности с дугообразными в плане участками 3 и 4, образующими непрерывной или прерывистый контур (фиг.1 или фиг. 6, соответственно). Дугообразные участки 3 и 4 анкерного элемента 2 образованы в плане ломанными линиями 5 или дугами постоянной 6 или плавно изменяющейся 7 (от R_1,2 до R_3,4) в пределах одного участка кривизны. Участки 3 и 4 выполнены в поперечном сечении трапециевидными (фиг.1, 2, 3), а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру (О₁) или к центрам (О₁, О₃) его кривизны к центру (О₁) или к центрам кривизны (О₁, О₃) огибающей линии участка, а другого от центра (О₂) или центров (О₂, О₄) его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания. Причем смежные боковые поверхности двух имеющих противоположную кривизну участков 3 и 4, расположенных по продольной оси основания или плиты 1, смещены вдоль нее друг относительно друга на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец (фиг.6 и 7). Участки анкерного элемента с противоположной их кривизной или кpивизной огибающей линии могут быть также расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой. Кроме того кривизна в плане участка или кривизна в плане огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны. Опорная конструкция может быть снабжена двумя выступами 8 и 9, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд 10 и 11 для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций. Причем анкерный элемент 2 по технологическим соображениям может быть выполнен монолитным с плитой 1 или может быть выполнен в виде отдельной конструкции с анкерами, соединяемой непосредственно перед монтажом опорной конструкции за счет введения анкеров в предварительно образованные отверстия плиты 1 с последующей сваркой и омоноличиванием.

Сборная конструкция, преимущественно дорожная, аэродромная или фундаментная, содержит установленные на естественное или предварительно подготовленное основание (фиг. 9) и состыкованные между собой рядами описанные выше опорные конструкции с расположенными на их основании со стороны опорной поверхности анкерными элементами с дугообразными в плане участками, причем дугообразные участки анкерного элемента образованы, как указано выше, в плане ломанными линиями или дугами постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполнены в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или к центрам его кривизны, к центру или к центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра или центров его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания. Возможные разновидности выполнения сборной конструкции обусловлены разновидностями описанной выше опорной конструкции и по описанию сборной конструкции не повторяются. Плиты 1 монтируются с некоторым смещением по длине друг относительно друга, обеспечивая перекрытие в плане не только по длине, но и по ширине сборной конструкции (фиг.8).

Способ сооружения сборной конструкции, преимущественно дорожной, аэродpомной или фундаментной, включает установку на естественное или предварительно подготовленное основание описанных выше опорных конструкции с расположенными на их основании со стороны опорной поверхности анкерными элементами с дугообразными в плане участками, причем по принятой технологии укладывают опорные конструкции с дугообразными участками анкерного элемента, образованными постоянной или плавной изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполненными в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или к центрам его кривизны или к центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра или центров его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания. Технологические операции по укладке включают в себя монтаж описанных выше опорных конструкций в сборную из них конструкцию, изображенную на фиг. 8 и 9. Дальнейшие операции монтажа отличаются только использованием в них описанной выше опорной конструкции, в которой при наличии выступов 8 и 9 их заводят в гнезда 10 и 11, образуя площадку (сборную конструкцию) из неразрывно связанных между собой опорных конструкций.

Работа опорной конструкции и сборной из нее конструкции осуществляется следующим образом.

Анкерные элементы 2 заглубляются в основание, образуя под плитой 1 зоны уплотненного грунта, что препятствует какому-либо смещению даже отдельно взятой плиты как по вертикали, так и по горизонтали. При этом благодаря выбранной форме анкерных элементов и их взаимному расположению, нагрузка на основание передается через образованные в нем грунтовые ядра, увеличение нагрузки приводит к уплотнению такого ядра, т.е. к увеличению несущей способности даже слабого грунта основания. Наличия участков 3 и 4 с различной или противоположной кривизной исключает какое-либо перемещение или отрыв плиты 1 опорной конструкции под действием знакопеременных или циркулирующих нагрузок.

Такое выполнение обеспечивает снижение материалоемкости и обеспечение надежности и эксплуатационной долговечности сборной конструкции.

Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству и может быть эффективно использовано при строительстве дорог, аэродромов, фундаментов под различные сооружения, а также при строительстве любых сооружений на слабых грунтах. Сущность: в каждом из них - опорная конструкция, сборная конструкция, состоящая из опорных конструкций, а также способ сооружения сборной конструкции. Опорная конструкция преимущественно здания, сооружения, сборного дорожного или аэродромного покрытия выполнена с расположенным на ее основании со стороны опорной поверхности анкерным элементом с дугообразными в плане участками, которые образованы в плане ломаными линиями или дугами постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполнены в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или к центрам его кривизны, к центру или к центрам кривизны огибающей линии участка, а другого - от центра или центров его кривизны, или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания. При этом смежные боковые поверхности двух имеющих противоположную кривизну участков, расположенных по продольной оси основания, смещены вдоль нее друг относительно друга на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец. Кроме того участки анкерного элемента с противоположной их кривизной или кривизной огибающей линии могут быть расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой. Кривизна участка или кривизна огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны.В опорной конструкции могут быть выполнены два выступа, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций. Это позволяет значительно повысить несущую способность и устойчивость возводимых на слабых грунтах сооружений, обеспечить долговечность возводимых сооружений при знакопеременных рабочих нагрузках, значительно уменьшить материалоемкость сооружений и сократить трудозатраты как по изготовлению сооружений, так и по их эксплуатации. 3 с. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Опорная конструкция преимущественно здания, сооружения, сборного дорожного или аэродромного покрытия, содержащая расположенный на ее основании со стороны опорной поверхности анкерный элемент с дугообразными в плане участками, отличающийся тем, что дугообразные участки анкерного элемента образованы в плане ломаными линиями или дугами постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполнены в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру, или центрам его кривизны, или к центру или центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра, или центров его кривизны, или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания. 2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что смежные боковые поверхности двух имеющих противоположную кривизну участков, расположенных по продольной оси основания, смещены вдоль нее одна относительно другой на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец. 3. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что участки анкерного элемента с противоположной их кривизной или кривизной огибающей линии расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой. 4. Конструкция по пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что кривизна участка или кривизна огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны. 5. Конструкция по пп. 1 4, отличающаяся тем, что она снабжена двумя выступами, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций. 6. Сборная конструкция, преимущественно дорожная, аэродромная или фундаментная, содержащая установленные на естественное или предварительно подготовленное основание опорные конструкции с расположенными на их основаниях со стороны опорной поверхности анкерными элементами с дугообразными в плане участками, отличающийся тем, что дугообразные участки анкерного элемента образованы в плане ломаными линиями или дугами постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполнены в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или центрам его кривизны, или к центру или центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра или центров его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания. 7. Конструкция по п.6, отличающаяся тем, что смежные боковые поверхности двух имеющих противоположную кривизну участков, расположенных по продольной оси основания, смещены вдоль нее одна относительно другой на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец. 8. Конструкция по п.6, отличающаяся тем, что участки анкерного элемента с противоположной их кривизной или кривизной огибающей линии расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой. 9. Конструкция по пп.6, 7 или 8, отличающаяся тем, что кривизна участка или кривизна огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны. 10. Конструкция по пп.6 9, отличающаяся тем, что она снабжена двумя выступами, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций. 11. Способ сооружения сборной конструкции, преимущественно дорожной, аэродромной или фундаментной, включающий установку на естественное или предварительно подготовленное основание опорных конструкций с расположенными на их основаниях со стороны опорной поверхности анкерными элементами с дугообразными в плане участками, отличающийся тем, что укладывают опорные конструкции с дугообразными участками анкерного элемента, образованными постоянной или плавно изменяющейся в пределах одного участка кривизны и выполненными в поперечном сечении трапециевидными, а боковая поверхность одного из пары расположенных по продольной оси основания участков анкерного элемента имеет наклон от ближайших торцов основания к центру или центрам его кривизны или к центру или центрам кривизны огибающей линии участка, а другого от центра или центров его кривизны или кривизны огибающей линии участка к ближайшим к нему торцам основания. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что смежные боковые поверхности двух имеющих противоположную кривизну участков, расположенных по продольной оси основания, смещены вдоль нее одна относительно другой на величину, превышающую длину основания трапеции их поперечного сечения, с образованием разомкнутых полуколец. 13. Способ по п.11, отличающийся тем, что участки анкерного элемента с противоположной их кривизной или кривизной огибающей линии расположены по продольной оси основания и плавно сопряжены между собой. 14. Способ по пп.11, 12 или 13, отличающийся тем, что кривизна участка или кривизна огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности от центра или центров ее кривизны превышает кривизну участка или кривизну огибающей линии участка с наклоном боковой поверхности к центру или центрам ее кривизны. 15. Способ по пп. 11 14, отличающийся тем, что укладывают опорные конструкции, имеющие по два выступа, каждый из которых выполнен в виде зуба, расположенного со стороны опорной поверхности основания у боковых его граней, а дугообразные в плане участки анкерного элемента выступают в средней их части за контур основания с образованием гнезд для размещения соответствующих зубьев других опорных конструкций.