НЕСУЩАЯ ОПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ Российский патент 2004 года по МПК E02D27/02 E02D27/36 

Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству и может быть использовано при строительстве дорог, аэродромов, опор мостов, высоковольтных мачт, дымовых труб, башен высотных зданий, фундаментов под различные сооружения, а также при строительстве любых сооружений на слабых и вечномерзлых грунтах и в сейсмоопасных районах.

Известна несущая опорная конструкция в виде гибкого многослойного покрытия грунтовых площадок для быстрого возведения дорог и аэродромов, содержащая слои армированного пространственными или плоскими георешетками грунта, гибкие разделительные прослойки из высокопрочного геотекстиля между ними, при этом георешетки смещены одна относительно другой и скреплены между собой по вертикали гибкими связями с образованием замкнутых ячеек, разделительные прослойки предварительно напряжены, а полотно верхнего несущего слоя выполнено из водонепроницаемого геотекстиля, причем каждая секция георешетки представляет собой гибкий модуль, состоящий из скрепленных линейными швами гибких пластин выпукло-вогнутого очертания (RU №2044813, кл. Е 01 С 5/00, 27.09.95).

Однако данная конструкция несмотря на определенные достоинства имеет ограниченное ее использование и значительно материалоемка.

Известна несущая опорная конструкция, содержащая плиту, на опорной поверхности которой расположены зацепы в виде выступов и выпукло-изогнутый в плане анкерный элемент с наклоненной в поперечном направлении от центра основания плиты к ее периферии боковой поверхностью и имеющий замкнутые дугообразные участки, выступающие за контур основания плиты на величину не менее толщины выступа (RU №2107768, кл. Е 02 D 27/02, 27.03.98).

Однако данная конструкция также несмотря на определенные достоинства достаточно материалоемка и обусловлена точностью ее выполнения.

Известна опорная конструкция, содержащая основание из тонкостенных элементов и опорное покрытие (FR №2728597, кл. Е 02 D 27/26, 28.06.96).

Однако данная несущая опорная конструкция значительно материалоемка.

Наиболее близкой по своей сущности и достигаемому техническому результату является несущая опорная конструкция, содержащая основание из тонкостенных элементов и опорное покрытие, причем элементы основания выполнены выпукло-вогнутыми в продольном направлении и расположены под углом к вертикальной плоскости (см. RU 2032790 С1, 10.04.1995, Е 02 D 27/02).

Заявленная опорная конструкция лишена вышеуказанных недостатков и наиболее промышленно применима в эксплуатации за счет обеспечения ее высокой несущей способности и постоянства пространственного положения в статическом и динамическом состоянии независимо от величины вертикальных активных и реактивных сил и сил пучения, а также горизонтальных сил смещения.

Решение этой технической задачи достигается тем, что в несущей опорной конструкции, содержащей основание из тонкостенных элементов и опорное покрытие, причем элементы основания выполнены выпукло-вогнутыми в продольном направлении и расположены под углом к вертикальной плоскости, согласно изобретению элементы основания выполнены выпукло-вогнутыми и в поперечном направлении.

Кроме того, при устройстве прямоугольных в плане сооружений тонкостенные элементы могут образовывать ячеистую систему с расходящимися и сходящимися книзу элементами в ячейках.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен общий вид несущей опорной конструкции;

на фиг.2 – выпукло-вогнутое основание несущей опорной конструкции, выполненное в виде ячеистой системы;

на фиг.3 - то же, в виде спирали;

на фиг.4 - то же, с диаметрально противоположно расположенными на одинаковом расстоянии от центра соответственно выпуклыми и вогнутыми элементами основания;

на фиг.5 - то же, в виде пятиячеистой системы с одной ячейкой в центре и с четырьмя на одинаковом расстоянии от центра - с внешней стороны;

на фиг.6 - то же, в форме трех равноудаленных эллипсоидных лепестков;

на фиг.7 изображено выпукло-вогнутое основание в аксонометрии. Несущая опорная конструкция фундамента содержит основание 1 из тонкостенных элементов 2 и опорное покрытие 3. Тонкостенные элементы 2 основания 1 выполнены выпукло-вогнутыми в продольном и поперечном направлениях и расположены под углом к вертикальной плоскости. При возведении прямоугольных в плане сооружений, выпукло-вогнутое основание 1 выполнено в виде ячеистой системы с расходящимися и сходящимися к низу от ячеек 4 тонкостенными элементами 2. Выпукло-вогнутое основание 1 может быть выполнено в отдельных случаях, в зависимости от возводимого сооружения, в форме спирали 5 с наклоненной в поперечном направлении боковой поверхностью с расходящимся наклоном от низа к верху.

При устройстве фундаментов теле- и радиомачт, опор высоковольтных ЛЭП, дымовых труб и башен, высотных зданий выпукло-вогнутое основание 1 выполнено с диаметрально противоположно расположенными на одинаковом расстоянии от центра (по окружности) соответственно выпуклыми 6 и вогнутыми 7 элементами, причем элементы 6 и элементы 7 расположены на взаимно перпендикулярных диаметрах и с расширяющимся наклоном нижней части тонкостенных элементов, т.е. в сторону удаления то центра основания.

Для возведения фундамента под башни, здания или высокие мачты выпукло-вогнутое основание 1 выполнено в виде пятиячеистой системы с центральной ячейкой 8 и с четырьмя наружными ячейками 9, расположенными на одинаковом расстоянии от центра основания.

Для повышения удерживающего момента от опрокидывания высоких башен, зданий или мачт выпукло-вогнутое основание выполнено в плане в форме трех равноудаленных эллипсоидных лепестков 10, сходящихся к центру и примыкающих к малой окружности 11 основания с выпукло-вогнутым очертанием.

Во всех случаях возведения основания 1 тонкостенные элементы 2 (в зависимости от грунта) либо устанавливают методом вдавливания в грунт с дальнейшей засыпкой основания грунтом, либо предварительно отрывают траншею, устанавливают в нее тонкостенные элементы основания, засыпают основание изнутри и снаружи грунтом и крепят на нем опорное покрытие.

При воздействии на плиту опорного покрытия 3 активными вертикальными и горизонтальными силами опорное покрытие прогибается и при этом образуется чаша прогибов радиусом в десятки километров и величиной в пределах 1-4 см. Указанная чаша прогибов поворачивает тонкостенные элементы в вертикальной плоскости внешней частью в сторону, противоположную направлению равнодействующей активных сил. При повороте тонкостенных элементов их нижняя часть перемещается на большую величину, чем верхняя, перераспределяя таким образом вертикальную силу в горизонтальной плоскости.

Так как тонкостенные элементы выполнены выпукло-вогнутыми в продольном и поперечном направлениях и расположены под углом к вертикальной плоскости с наклонной в поперечном направлении боковой поверхностью с расходящимся наклоном от низа к верху, то при их нагрузке вовлекаются в работу не только ослабленный грунт, расположенный вокруг элементов, но и массы более прочных глубинных слоев грунта, расположенного ниже тонкостенных элементов основания. При этом чем большие активные силы воздействуют на опорное покрытие, тем большие массы более прочных глубинных слоев грунта вовлекаются тонкостенными элементами основания в работу. Одновременно создается максимальный горизонтальный и частично вертикальный реактивный отпор грунта прилагаемым на опорное покрытие активным силам.

Предложенное конструктивное исполнение несущей опорной конструкции обеспечивает ее высокую несущую способность и постоянство пространственного положения в статическом и динамическом состоянии независимо от величины вертикальных активных и реактивных сил и сил пучения, а также горизонтальных сил смещения (от температуры, уклона местности и др.), что дает возможность возводить различные сооружения на слабых и вечномерзлых грунтах и в сейсмоопасных районах.

Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству и может быть использовано при строительстве дорог, аэродромов, фундаментов под различные сооружения, а также при строительстве любых сооружений на слабых грунтах. Несущая опорная конструкция содержит основание из тонкостенных элементов и опорное покрытие, причем элементы основания выполнены выпукло-вогнутыми в продольном направлении и расположены под углом к вертикальной плоскости. Новым является то, что элементы основания выполнены выпукло–вогнутыми и в поперечном направлении. Технический результат изобретения состоит в обеспечении высокой несущей способности и в постоянстве пространственного положения в статическом и динамическом состоянии, что дает возможность возводить различные сооружения на слабых и вечномерзлых грунтах и в сейсмоопасных районах. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Несущая опорная конструкция, содержащая основание из тонкостенных элементов и опорное покрытие, причем элементы основания выполнены выпукло-вогнутыми в продольном направлении и расположены под углом к вертикальной плоскости, отличающаяся тем, что элементы основания выполнены выпукло-вогнутыми и в поперечном направлении.2. Несущая опорная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что при устройстве прямоугольных в плане сооружений тонкостенные элементы образуют ячеистую систему с расходящимися и сходящимися книзу элементами в ячейках.