ФУНДАМЕНТ ПОД ОПОРУ Российский патент 1997 года по МПК E02D27/42 

Изобретение относится к области фундаментостроения, в частности, к конструкциям в форме гиперболических оболочек /гипаров/.

Известен фундамент под опору, включающий составные элементы из оболочек в форме гиперболического параболоида [1]
Недостатком известной конструкции является невысокие несущая способность и устойчивость его при использовании под распорные конструкции.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является фундамент под опору, включающий сопряженные между собой оболочки в виде однолепестных гипаров с двумя наклонными и двумя опорными горизонтальными кромками [2]
Недостатком известного фундамента является невысокие несущая способность и устойчивость при нагрузке с большими эксцентриситетами и распорными силами, а также сложность его изготовления и монтажа из-за большого количества оболочек.

Целью изобретения является повышение несущей способности фундамента за счет улучшения условий статической работы при нагрузке с большими эксцентриситетами, повышение устойчивости при использовании под распорную конструкцию, а также упрощение его изготовления и монтажа.

Цель достигается тем, что в фундаменте под опору, содержащем сопряженные между собой оболочки в виде однолепестковых гипаров с двумя наклонными и двумя опорными горизонтальными кромками, использовано две оболочки, либо сопряженные друг с другом по двум наклонным кромкам с образованием в плане горизонтальными кромками прямоугольного или ромбического контура, либо по одной наклонной кромке сопряженные друг с другом с образованием в плане горизонтальными кромками опорного контура, разомкнутого в сторону действия на фундамент изгибающего момента, а по другой наклонной кромке сопряженные с наклонными кромками дополнительного элемента, опорный контур которого замыкает разомкнутый опорный контур оболочек. Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый фундамент под опору отличается тем, что основные опорные элементы составлены из двух гипаров вместо четырех. Таким образом, заявляемый фундамент соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническим решениями [1] в данной области техники, не позволили выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение о прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен фундамент под опору, выполненный из двух оболочек-гипаров, аксонометрия; на фиг.2 план фундамента из двух гипаров, горизонтальные кромки которых образуют прямоугольный опорный контур; на фиг. 3 то же, когда горизонтальные кромки гипаров образуют ромбический опорный контур; на фиг.4 разрез по А-А на фиг. 2; на фиг.5 разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.6 фундамент под опору с дополнительным элементом в виде плоской треугольной плиты, аксонометрия; на фиг. 7 план фундамента под опору с дополнительным элементом в виде плоской треугольной плиты; на фиг.8 разрез по В-В ан фиг.7; на фиг.9 разрез по Г-Г на фиг.7, когда дополнительный плоский элемент установлен вертикально; на фиг. 10 разрез по Г-Г на фиг.7, когда дополнительный плоский элемент наклонен вовнутрь; на фиг.11 разрез по Г-Г на фиг.7, когда дополнительный плоский элемент наклонен наружу; на фиг. 12 фундамент под опору, когда дополнительный элемент выполнен в виде однолепесткового гипара с двумя опорными горизонтальными кромками, размещенными внутри; на фиг.13 то же, когда опорные горизонтальные кромки размещены снаружи; на фиг.14 разрез по Д-Д на фиг.12.

Фундамент под опору включают сопряженные между собой опорные элементы 1 и 2 из двух оболочек-гипаров с двумя опорными горизонтальными кромками 3 и 4 и двумя наклонными кромками 5 и 6, которые сходятся к вершине 7 фундамента. Наклонные кромки 6 могут сопрягаться с дополнительным элементом 8 по его наклонным кромкам 9, при этом опорные горизонтальные кромки 10 дополнительного элемента 8 вместе с опорными горизонтальными кромками 3 и 4 оболочек 1 и 2 образуют замкнутый опорный контур фундамента. Опора сооружения или распорной конструкции устанавливается в стакане 11, размещенном либо в вершине 7 фундамента /фиг. 1 5/, либо на наклонных кромках 5 оболочек /фиг. 6 14/, или другим образом, например, с помощью анкерных болтов /на чертежах такая конструкция условно не показана/.

Фундамент под опору из двух оболочек-гипаров может быть выполнен из армированного бетона класса B25-B50 на мелкозернистом щебне (фракции 15 25 мм). Конструкция может быть монолитной или сборной. Стенки оболочек рекомендуется армировать одинарной арматурой диаметром 8 12 мм, располагаемой по центру поперечного сечения стенок. Толщина оболочек при размерах фундамента в плане до 5 м не более 15 см, стрела подъема оболочек 0,8 1,5 м. Количество арматурных стержней по краям оболочек должно быть больше, чем в пролетах. Гипары можно формовать в опалубке или непосредственно по грунту с помощью прямой виброрейки, перемещаемой по прямым направляющим, совпадающим с контурными кромками. Точное формование грунтового холма в соответствии с формой нижней поверхности оболочек фундамента позволяет в 3 4 раза сократить время и трудоемкость изготовления монолитного фундамента.

Предложенный фундамент под опору работает следующим образом. Нагрузка от опоры сооружения или распорной конструкции передается на стакан 11 в виде продольной силы N, изгибающего момента M и поперечной /распорной/ силы Q. Эти усилия через наклонные кромки 5 и 6 передаются на оболочки 1 и 2 и горизонтальные кромки 4 и 5 опорного контура фундамента. Благодаря большей площади контакта поверхности опорных элементов-оболочек с грунтом по сравнению с известными фундаментами, имеющими плоские подошвы, а также за счет более рациональной передачи распорных нагрузок через наклонные и вертикальные поверхности опорных элементов на основании несущая способность и устойчивость фундамента существенно повышаются. Выполнение фундамента из двух гипаров или из трех элементов вместо четырех в известных решениях облегчает их изготовление в монолитном исполнении и ускоряет и упрощает монтаж в сборных конструкциях.

Сравнение предложенных фундаментов с обычными столбчатыми монолитными и сборными фундаментами показывает, что экономия от применения новых конструкций составляет: по бетону 65.75% по стали до 25% в трудозатратах на стройплощадке до 75% Особенно экономичны предложенные фундаменты в условиях строительства сооружений на слабых грунтах /с допускаемым давление до 0,15 МПа/.

Изобретение относится к области фундаментостроения, в частности, к конструкциям фундаментов в форме гиперболических оболочек. Цель изобретение - повышение несущей способности фундаментов за счет улучшения условий статической работы при вертикальной нагрузке с большими эксцентриситетами, а также упрощения их изготовления и монтажа. Фундамент под опору содержит составные опорные элементы из оболочек, поверхности которых представляют собой однолепестковые гиперболические параболоиды (гипары) с прямолинейными горизонтальными кромками, образующими опорный контур фундамента, и наклонными кромками, соединенными между собой от опорного контура до вершины фундамента. Новым в фундаменте является выполнение составных опорных элементов в виде двух симметрично расположенных в плане гипаров, две нижние горизонтальные кромки каждого из которых образуют совместно замкнутый прямоугольный или ромбический опорный контур фундамента. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Фундамент под опору, включающий сопряженные между собой оболочки в виде однолепестковых гипаров с двумя наклонными и двумя опорными горизонтальными кромками, отличающийся тем, что, с целью повышения его несущей способности за счет улучшения условий статической работы при нагрузке с большими эксцентриситетами, повышения устойчивости при использовании под распорные конструкции, а также упрощения его изготовления и монтажа, фундамент образован из двух оболочек, сопряженных друг с другом либо по двум наклонным кромкам с образованием в плане горизонтальными кромками прямоугольного или ромбического контура, либо по одной наклонной кромке с образованием в плане горизонтальными кромками опорного контура, разомкнутого в сторону действия на фундамент изгибающего момента, а по другой наклонной кромке сопряженных с наклонными кромками дополнительного элемента, опорный контур которого замыкает разомкнутый опорный контур оболочек. 2. Фундамент по п. 1, отличающийся тем, что наклонные кромки двух оболочек сопряжены друг с другом в плоскости действия на фундамент изгибающего момента. 3. Фундамент по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный элемент выполнен в виде плоской треугольной плиты, установленной вертикально. 4. Фундамент по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный элемент выполнен в виде плоской треугольной плиты, установленной наклонно. 5. Фундамент по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный элемент выполнен в виде однолепесткового гипара с двумя опорными горизонтальными кромками.