САМОРЕГУЛИРУЕМЫЙ ФУНДАМЕНТ БАШЕННОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК E02D27/42 E02D27/28 

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментам башенных сооружений, фундаментам, на которые действуют большие по величине опрокидывающие момента.

Наиболее близким к предлагаемому фундаменту по технической сущности и достигаемому результату, его аналогом, т.е. средством того назначения, является фундамент башенного сооружения, включающий основной опорный элемент, на котором размещена стена сооружения (стеновое ограждение), и дополнительные опорные элементы, взаимосвязанные с основным опорным элементом посредством гибких тяг (см. SU 850811 A, 30.07.1981).

Применение в этом известном фундаменте дополнительных опорных элементов, расположенных под основным опорным элементом на расчетной глубине, позволяет в значительной степени уменьшить материалоемкость фундамента, повысить его надежность по сравнению с другими известными фундаментами, но не обеспечивает контроль и саморегулирование напряжений в основании фундамента в процессе эксплуатации.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы фундамента башенных сооружений в сейсмических районах, в районах с большими ветровыми давлениями, просадочными грунтами, т.е. в условиях возможного воздействия значительных опрокидывающих моментов на фундамент.

Поставленная цель достигается благодаря системе автоматического контроля и регулирования величины краевых напряжений, состоящей из элементов управления (например, концевой выключатель или датчик), соединенной электрической цепью с исполнительным механизмом (например, с натяжным устройством в виде электролебедки).

Для достижения поставленной цели фундамент башенного сооружения, включающий основной опорный элемент в виде монолитной железобетонной плиты, на которой размещено стеновое ограждение, дополнительные опорные элементы, расположенные на расчетной глубине под основным опорным элементом, напрягаемые вертикальные гибкие тяги, одни из которых прикреплены своими нижними и верхними концами соответственно к дополнительному и основному опорным элементам, снабжен системой блоков, установленных на дополнительном опорном элементе, механизмом натяжения с электроприводом, размещенном на основном опорном элементе, и датчиками напряжений, расположенными по периметру основного опорного элемента.

При этом напрягаемые тяги, верхние концы которых закреплены в стеновом ограждении, своими нижними концами пропущены через систему блоков и закреплены на механизме натяжения.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображен общий вид фундамента, на фиг.2 - пример конструкции датчика краевых напряжений, на фиг.3 - вариант установки блоков на дополнительном опорном элементе, на фиг. 4 - пример механизма натяжения.

Предлагаемый саморегулируемый (кибернетический) фундамент башенного сооружения (фиг.1) состоит из расположенного на грунтовом основании 1 основного опорного элемента 2, представляющего собой, например, монолитную железобетонную плиту расчетных размеров, на которой размещается стена 3 башенного сооружения, датчиков краевых напряжений 4 фундамента (фиг. 2), расположенных под подошвой основного опорного элемента 2, установленных по его периметру и соединенных между собой в электрическую цепь посредством проводников 6, дополнительных опорных элементов 7, которые выполнены, например, в виде железобетонного тоннеля, расположенного на расчетной глубине под основным опорным элементом 2, гибких тяг 8, которые изготовлены, например, в виде канатов из синтетического материала или металлических тросов, расположены по периметру основного опорного элемента 2, установлены вертикально и пропущены через основной опорный элемент 2 и через грунтовое основание 1, механизма натяжения 10 тяг, установленного на основном опорном элементе 2 и представляющего собой, например, электролебедку 10 (фиг.4), электродвигатель 11, который включен в электрическую цепь 6 датчиков 4.

Верхний конец тяги 8 закреплен в стеновом ограждении 3 (фиг. 1), нижний конец пропущен через систему блоков 13, закрепленных с помощью оси 14 на раме 15, взаимосвязаной с дополнительным опорным элементом 7 (фиг. 3).

Датчик 4 краевых напряжений (фиг. 2) состоит, например, из трубки 16, внутри которой установлена пружина 17, стержня 18, закрепленного на основном опорном элементе 2 и частично расположенного в трубке 16, и двух контактов 19 и 20 с подключенными к ним проводами 6, один из которых закреплен на трубке 16, а второй - на стержне 18.

В предлагаемом фундаменте все дополнительные опорные элементы 7 сообщены между собой тоннелем 5, который переходит в вертикальный колодец 9.

Заглубление дополнительных опорных элементов зависит от типа сооружения, опрокидывающего момента и свойства грунта.

Фундамент работает следующим образом. При возрастании опрокидывающего момента на фундамент (например, сейсмическое воздействие, увеличение ветрового давления, просадки грунта) грунтовое основание 1 под подошвой основного опорного элемента 2 деформируется (сжимается), при этом стержень 18, на который давит основной опорный элемент, входит на соответствующую глубину в трубку 16 и при критической нагрузке соединяет между собой контакты 19 и 20, т.е. замыкает электрическую сеть.

Электрический ток в этой цепи включает в работу двигатель 11 электролебедки 10, которая напрягает тяги 8, закрепленные в стеновом ограждении, расположенном на противоположной стороне основного опорного элемента 2 относительно датчика 4.

Сопоставительный анализ известного фундамента башенного сооружения, принятого за аналог, и предлагаемого фундамента показывает значительные преимущества последнего из них.

Так, например, надежность предлагаемого фундамента обеспечивается саморегулированием краевых напряжений под основным фундаментом в заранее заданных величинах при упрощении контроля за состоянием башенного сооружения в целом, что отсутствует у известного.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментам башенных сооружений и фундаментам, на которые действуют большие по величине опрокидывающие моменты. Фундамент башенного сооружения включает основной опорный элемент, на котором размещено стеновое ограждение, дополнительный опорный элемент, размещенный под основным опорным элементом, и напрягаемые верхние тяги, одни из которых прикреплены своими нижними и верхними концами соответственно к дополнительному и основному опорным элементам, а другие нижним концом прикреплены к дополнительному опорному элементу, пропущены через основной опорный элемент и верхним концом закреплены в стеновом ограждении. Новым является то, что фундамент снабжен установленной на дополнительном опорном элементе системой блоков и имеющим электропривод натяжным устройством, установленным на основном опорном элементе и соединенным электроцепью с датчиками напряжений, расположенными под основным опорным элементом по его периметру, а напрягаемые вертикальные тяги, верхние концы которых закреплены в стеновом ограждении, пропущены нижними концами через систему блоков и прикреплены к натяжному устройству. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы фундамента башенных сооружении в условиях возможного воздействия значительных опрокидывающих моментов на фундамент. 4 ил.

Фундамент башенного сооружения, включающий основной опорный элемент, на котором размещено стеновое ограждение, дополнительный опорный элемент, размещенный под основным опорным элементом, и напрягаемые вертикальные тяги, одни из которых закреплены своими нижними и верхними концами соответственно к дополнительному и основному опорным элементам, а другие - нижним концом прикреплены к дополнительному опорному элементу, пропущены через основной опорный элемент и верхним концом закреплены в стеновом ограждении, отличающийся тем, что фундамент снабжен установленной на дополнительном опорном элементе системой блоков и имеющим электропривод натяжным устройством, установленным на основном опорном элементе и соединенным электроцепью с датчиками напряжения, расположенными под основным опорным элементом по его периметру, а напрягаемые вертикальные тяги, верхние концы которых закреплены в стеновом ограждении, пропущены нижними концами через систему блоков и закреплены к натяжному устройству.