МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ КАРСТОСЕЙСМОУСТОЙЧИВОЙ КОНСТРУКЦИИ Российский патент 1998 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к строительству многоэтажных зданий карстосейсмоустойчивой конструкции.

Известны многоэтажные здания на монолитном фундаменте - защитном поясе, расположенном в уровне фундамента или вместо него, обычно в форме перекрестного фундамента (см. Политехнический словарь. /Под ред. И.И. Артоболевского. М. Советская энциклопедия. 1976. 541). Его недостаток - незащищенность здания при перекосе фундамента (пояса) над карстовым провалом, недостаточное влияние пояса на сейсмостойкость здания, слабая связь поперечных стен и диафрагмы с перекрытиями.

Известно также здание, способное противостоять карстовому провалу и землетрясению (см. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. / Под ред. Е.А.Сорочана. М. Стройиздат, 1985, с. 281, 293, 296, 297, р.12.18). Его недостаток возможность значительного наклона части здания, оказавшейся над провалом, небольшой выбор материалов для здания (обычно железобетон), что приводит к ограничению возможностей строительства в некоторых регионах, например с завозным щебнем, однообразие и высокая стоимость строительства.

Цель изобретения исключить перекосы здания при провалах основания, а также обеспечить их сейсмостойкость при разнообразном выборе конструкции и материалов.

Поставленная цель достигается тем, что многоэтажное здание карстовосейсмоустойчивой конструкции, включающее горизонтальный монолитный фундамент, рамный каркас и перекрытия, снабжено несущими стенами-диафрагмами и цокольный, первый или первые два этажа выполнены в виде поперечных и продольных стенок с консольными свесами и образуют с фундаментной плитой монолитную или тщательно замоноличенную конструкцию, причем поперечные стены диафрагмы выполнены, например, из штучной кладки, снабжены железобетонными поясом поверху или железобетонными поясом поверху и междуэтажными поясами и обжаты вертикальными затяжками, которые закреплены на фундаменте и поясе поверху стен-диафрагм, а поперечные рамы усилены наклонными затяжками, которые соединяют узлы рамы верхнего этажа с колоннами в местах их пересечения со стенками цокольного, первого или второго этажа или с концами свесов стен, при этом перекрытия соединены со стенками-диафрагмами штыревыми связями, например из арматурных стержней, которые замоноличены в перекрытиях, например в швах между плитами, и пропущены в трубчатые закладные, а последние замоноличены в стенках диафрагмах, например в железобетонных междуэтажных поясах, или в ригелях рам.

Конструкция поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан разрез здания с первым монолитным этажом, с кирпичными стенами, усиленными вертикальными затяжками, на фиг. 2, 3 - разрез каркасного здания с затяжками, нижним концом закрепленными внизу колонн и на концах стен первого монолитного этажа здания, на фиг. 4-фундамент под продольную диафрагму, на фиг. 5 - связь между диафрагмой и перекрытием, на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 5.

Конструкция здания содержит фундаментную плиту 1, монолитные стены со свесами 3, стену-диафрагму из штучной каменной кладки 4, пояс 5, затяжки 6, опорные металлические пластины 7, выпуски 8 для крепления затяжек 6, многоэтажные рамы 9, затяжки 10, закрепленные на рамах 9, затяжки 11, закрепленные на рамах 9 и на свесах 3 стены 2 закладные детали 12 для крепления затяжек 10, 11, фундаментные монолитные стены 13, перекрытия 14, трубчатые закладные 15, штыревые связи 16, бетон замоноличивания 17, балку поперечной рамы 18.

Монолитные или тщательно замоноличенные железобетонные стены 2 цокольного, цокольного и первого или первых двух этажей здания с увеличением в виде консольных свесов 3 ширины здания на монолитном участке оперты на горизонтальную фундаментную плиту 1, которая представляет собой единое целое с монолитной стеной 2. Стены здания усилены с помощью, например, металлических вертикальных 6, наклонных 10, 11 и других затяжек и путем соединения стен-диафрагм 4 с перекрытиями 12 с помощью штыревых связей 16.

Вертикальные затяжки 6 с любым способом натяжения использованы для обжатия стен 4 из штучной кладки, соединеняя железобетонный пояс 5 поверху здания с его фундаментом 1. Стены с обжатой кладкой выполняют роль поперечных стен-диафрагм здания. Могут также устанавливаться междуэтажные пояса (на чертежах не показаны).

Наклонные затяжки 10 использованы для соединения узлов поперечных рам 9 каркасного здания верхнего этажа с колоннами в местах их пересечений со стенами 2 цокольного этажа, первого или второго этажей. Затяжки 11 могут быть вынесены внизу здания за пределы рам 9 и присоединены к концам свесов 3 монолитных стен 2 первого этажа. В том случае затяжки 11 в точках, где они пересекают крайние стойки рам 9, могут быть соединены с ними в уровне ригелей.

В зданиях каркасной конструкции использованы поперечные диафрагмы 4. Так как они также могут попасть в зону карстового провала, их следует устанавливать попарно с каждого торца здания, на расстоянии друг от друга не менее 6 м, чтобы исключить их одновременное обрушение в провал. Продольных диафрагм (на чертежах не показаны) по этой же причине должно быть не менее трех, но двух диафрагм окажется достаточно, если их установить между поперечными диафрагмами 4 на аналогичные монолитные стены 2 первого этажа, которые образуют двутавровую конструкцию со стенами 2 под поперечными диафрагмами 4.

В особо ответственном случае монолитный первый этаж должен быть выполнен под всеми поперечными и продольными стенками, который образует монолитный ленточный перекрестный набор.

Штыревые связи 16 между поперечными диафрагмами и 4 перекрытиями 14 выполнены из стержней арматуры, которые замоноличены в швах между плитами перекрытий 14 и пропущены в трубчатые закладные 15, которые замоноличены в железобетонных поясах 5 или в ригелях рам 9.

Монолитный расширенный участок 3 стен 2 на первых этажах позволяет зданию сохранить устойчивость при провалах под ним, поскольку площадь этих провалов в плане оказывается намного меньше площади, занятой его фундаментом 1. Затяжки 6, 10, 11, усиливая кладку и рамы 9, во-первых, способствуют их устойчивости при возможных перекосах фундамента 1 над провалами, а во-вторых, повышают сейсмостойкость здания.

В статике фундаментная плита 1 и стена 2 с ее свесами 3, поскольку они представляют собой единую монолитную конструкцию, а также благодаря своим размерам в плане и прочности, работают совместно. Затяжки 6, которые соединяют стену 2 и пояс 5 и тем самым сжимают кладку 4, обеспечивают ее прочность.

Затяжки 10, 11 удерживают рамы 9 от провала и горизонтального смещения, причем затяжки 10, 11 крепятся к рамам 9 и к стенам 2 с помощью закладных деталей 12.

В динамике, когда развивается провал основания, плита 1, стена 2 со свесами 3 нависают над провалом, размер которого в плане оказывается меньше размера плиты 1, затяжки 6, 10, 11 обеспечивают восприятие каменной кладкой и рамой 9 вертикальных и горизонтальных перемещений, которые могут при этом возникнуть, т.к. стена, попавшая в провал, как правило, получает наклон. При землетрясении затяжки 6, 10, 11 удерживают кладку 4 и раму 9 от горизонтального смещения, передавая нагрузку поясу 5, опорным металлическим пластинам 7, выпускам 8 и закладным деталям 12. Слаженной пространственной работе рам 9, стен-диафрагм 4 и перекрытий 14 при провале и землетрясении содействуют связи 16.

Таким образом, конструкция здания каркасного типа на фундаменте, развитом в плане, стены которых усилены затяжками, способны выдерживать карстовый провал и сейсмические воздействия.

Многоэтажное здание карстосейсмоустойчивой конструкции предназначено для обеспечения повышения карстоустойчивости и сейсмостойкости зданий. Оно выполнено с монолитными железобетонными стенами цокольного, первого или первых двух этажей здания. Стены имеют консольные двусторонние свесы и оперты на фундаментную плиту. Стены усилены вертикальными и наклонными затяжками, соединяющими верхние стеновые железобетонные пояса или ригели рам с их фундаментами. Здание способно выдержать карстовый провал и сейсмические воздействия. 6 ил.

Многоэтажное здание карстосейсмоустойчивой конструкции, включающее горизонтальный монолитный фундамент, рамный каркас и перекрытия, отличающееся тем, что здание снабжено несущими стенами-диафрагмами, а цокольный, первый или первые два этажа выполнены в виде поперечных и продольных стен с консольными свесами и образуют с фундаментной плитой монолитную или тщательно замоноличенную конструкцию, причем поперечные стены-диафрагмы выполнены, например, из штучной кладки, снабжены железобетонным поясом поверху или железобетонными поясом поверху и междуэтажными поясами и обжаты вертикальными затяжками, которые закреплены на фундаменте и поясе поверху стенд-диафрагм, а поперечные рамы усилены наклонными затяжками, которые соединяют узлы рамы верхнего этажа с колоннами в местах их пересечения со стенами цокольного, первого или второго этажа или с концами свесов стен, при этом перекрытия соединены со стенами-диафрагмами штыревыми связями, например, из арматурных стержней, которые замоноличены в перекрытиях, например в швах между плитами, и пропущены в трубчатые закладные, а последние замоноличены в стенах-диафрагмах, например в железобетонных поясах или в ригелях рам.