СБОРНАЯ СТЕНА ПОДВАЛА ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК E04B2/02 

Изобретение относится к строительству, преимущественно к конструкциям зданий, сооружений.

Известна стена подвала, включающая сборные железобетонные панели, в которых изгибающие моменты воспринимаются стержнями, размещенными в теле панели [1]
Недостатком этого решения является то, что для возможности устройства здания, сооружения с различной высотой подвалов требуется изготовление специальных панелей с заданной высотой.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является стена подвала здания сооружения, включающая фундаментные плиты, уложенные в ленту, и опертые на них фундаментные стеновые блоки [2]
Недостатком этого решения является высокая материалоемкость и, соответственно, стоимость строительства из-за необходимости увеличения размеров блоков для возможности восприятия ими изгибающих моментов, возникающих в стене от боковой нагрузки.

При проектировании стен подвалов зданий, сооружений ставится задача поиска конструкции, позволяющей снизить стоимость строительства при обеспечении необходимой прочности конструкций.

Цель изобретения снижение стоимости строительства.

Цель достигается тем, что в сборной стене подвала здания, сооружения, включающей фундаментные плиты, уложенные в ленту, и опертые на них фундаментные стеновые блоки, фундаментные плиты и стеновые блоки соединены между собой посредством вертикальных стержней, наложенных на наружную поверхность стеновых блоков и размещенных в швах между фундаментными плитами вплотную друг к другу в каждом из мест их установки, при этом фундаментные плиты смещены относительно стеновых блоков в сторону подвала, а вертикальные стержни установлены в зоне действия растягивающих усилий. Кроме того, в каждом из мест установки вертикальных стержней сумма их площадей переменна по высоте стены с уменьшением ее снизу вверх.

Это позволит снизить стоимость конструкций подвала за счет восприятия изгибающего момента вертикальными стержнями и уменьшения толщины блоков.

На фиг.1 изображена схема боковых нагрузок, приложенных к стене подвала; на фиг. 2 стена подвала, разрез; на фиг.3 эпюра изгибающих моментов в стене подвала до установки стержней; на фиг.4 то же, после установки части стержней; на фиг.5 то же, после установки всех стержней.

Сборная стена 1 подвала здания, сооружения включает в себя фундаментные плиты (далее плиты) 2, уложенные в ленту, и опертые на них фундаментные стеновые блоки (далее блоки) 5 первого снизу ряда и вышележащие блоки 6 (фиг.2). Стена 1 имеет наружную поверхность 3, прилегающую к грунту и внутреннюю поверхность 4, обращенную внутрь подвала.

На стену 1 действуют боковая нагрузка 9 (фиг.1), вызывающая в этой стене изгибающие моменты, от действия которых появляются зоны действия растягивающих усилий, и вертикальная нагрузка N, вызывающая в стене сжимающие усилия. Действие изгибающих моментов представлено эпюрами моментов, состоящих из участков 1, 2 и 3 (фиг. 3, 4 и 5).

Плиты 2 и блоки 5 и 6 соединены между собой посредством вертикальных стержней 7 и 8, наложенных на наружную поверхность 3 стеновых блоков 5 и 6. Стержни 7 и 8 размещены в швах между плитами 2 вплотную друг к другу в каждом из мест их установки в зоне действия растягивающих усилий. Эти стержни имеют разную длину, поэтому сумма их площадей переменна по высоте стены с уменьшением ее снизу вверх.

Снижение стоимости достигается благодаря следующему.

От действия нагрузки 9 в стене появляются изгибающие моменты и, соответственно, растягивающие усилия, причем величина их прямо пропорциональна высоте стены 1 подвала. Из эпюры моментов на фиг. 3 видно, что эти усилия появляются со стороны 3 на участках 1 и 3, а со стороны 4 на участке 2.

Без размещения стержней (т.е. без армирования стены) восприятие изгибающего момента достигается за счет увеличения толщины блоков 5 и 6. Тогда высота неармированной части стены 1 составит Н Н_o, а эпюра моментов примет вид, показанный на фиг. 3.

При размещении на участке 1 только стержней 7 растягивающие усилия воспринимаются этими стержнями, а сжимающие блоками 5. Тогда высота неармированной части стены 1, воспринимающая момент, уменьшится на высоту блока 5 и составит Н Н₁, а эпюра моментов примет вид, показанный на фиг.4.

При этом величины моментов, действующих на вышележащую часть стены подвала, будут меньше, чем до установки стержней 7, но больше, чем может воспринять эта неармированная вышележащая часть стены подвала, выполненная из блоков заданной толщины. В этом случае в каждом из мест установки стержней 7 размещают дополнительные стержни 8. После этого на участке 1 растягивающие усилия будут восприниматься стержнями 8, а сжимающие блоками 6 (фиг.4). Тогда общая высота стены 1, воспринимающей изгибающий момент, уменьшится еще на высоту блока 6 и составит Н Н₂, а эпюра моментов примет вид, показанный на фиг.5.

При этом величины моментов, действующих на вышележащую неармированную часть стены подвала, будут меньше, чем до установки стержней 7 и 8, и меньше, чем может воспринять эта часть стены, выполненная из блоков заданной толщины.

После этого прочность стены 1 будет обеспечена на любой высоте без увеличения толщины блоков 5 и 6.

В каждом из мест установки стержней 7 и 8 площадь стержня 8 подбирается из условия возможности восприятия им растягивающих усилий на участке 1 на фиг. 4. Тогда площадь сечения стержня 7 подбирается из условия, что сумма площадей сечений стержней 7 и 8 обеспечит восприятие растягивающих усилий на участке 1 на фиг. 3. В этом случае сумма площадей сечений стержней будет переменна по высоте стены с уменьшением ее снизу вверх.

Установка стержней 7 и 8 приведет к увеличению максимальных напряжений в грунте под подошвой плиты 2. В то же время эти напряжения будут уменьшаться по мере смещения ее относительно стенового блока 5 в сторону подвала. Размещение стержней 7 и 8 в швах между плитами 2 дает возможность несимметричного размещения плит 2 относительно блоков 5 и 6, так как появится возможность смещения плит 2 в сторону действия изгибающего момента (то есть в сторону подвала) на величину, превышающую допустимую без установки стержней 7 и 8. Благодаря этому не потребуется увеличения ширины плиты 2.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В подвале высотой 3,8 м и длиной 18 м стена выполнена из бетонных блоков высотой и толщиной 0,6 м, опирающихся на фундаментные плиты шириной 1,4 м. Эти плиты размещены симметрично относительно блоков стены подвала.

Размещение в каждом шве между плитами одного стержня 7 и одного стержня 8 диаметром по 20 мм, площадью сечения по 3,14 см² на расстоянии 2,4 м по длине стены позволит уменьшить толщину блоков на 0,1 м по всей высоте подвала. При этом площадь сечений стержней будет: на высоте размещения блоков 6 она составит 3,14 см², а на высоте размещения блоков 5 она составит 3,14 + 3,14 6,28 см².

При этом ширина плиты подошвы не возрастет, так как она будет сдвинута в сторону подвала на величину 0,15 м.

Это позволит снизить расход бетона на 1 метре длины подвала Эб 3,8 х 0,1 х 1,0 0,38 м³. При этом возрастет расход арматуры диаметром 20 мм на Ра 2,7 кг. Стоимость 1 м³ бетона Сб 73,62 руб/м³, а 1 кг арматуры Са 0,47 руб/кг (в ценах даты подачи заявки на данное изобретение - 1992 г.). Тогда снижение стоимости за счет применения рассматриваемого решения составит ΔC Эб х Сб Ра х Са 0,38 х 73,62 2,7 х 0,47 26,7 руб/пог.м. Общее снижение стоимости на стену длиной 18 м составит 18 х 26,7 480,6 руб.

Сборная стена подвала здания, сооружения относится к строительству. Цель изобретения - снижение стоимости строительства. Сборная стена подвала здания, сооружения включает фундаментные плиты, уложенные в ленту, и опертые на них фундаментные стеновые блоки. Новым является то, что: фундаментные плиты и стеновые блоки соединены между собой посредством вертикальных стержней, наложенных на наружную поверхность стеновых блоков и размещенных в швах между фундаментными плитами вплотную друг к другу в каждом из мест их установки, при этом фундаментные плиты смещены относительно стеновых блоков в сторону подвала, а вертикальные стержни установлены в зоне действия растягивающих усилий; в каждом из мест установки вертикальных стержней сумма их площадей переменна по высоте стены с уменьшением ее снизу вверх. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Сборная стена подвала здания, сооружения, включающая фундаментные плиты, уложенные в ленту, и опертые на них фундаментные стеновые блоки, отличающаяся тем, что фундаментные плиты и стеновые блоки соединены между собой посредством вертикальных стержней, наложенных на наружную поверхность стеновых блоков и размещенных в швах между фундаментными плитами вплотную друг к другу в каждом из мест их установки, при этом фундаментные плиты смещены относительно стеновых блоков в сторону подвала, а вертикальные стержни установлены в зоне действия растягивающих усилий. 2. Стена по п. 1, отличающаяся тем, что в каждом из мест установки вертикальных стержней сумма их площадей переменна по высоте стены с уменьшением ее снизу вверх.