ФУНДАМЕНТ Российский патент 2010 года по МПК E02D27/00 

Изобретение относится к строительству, касается устройства фундаментов - сетчатых оболочек для зданий и сооружений.

Фундамент содержит криволинейную поверхность, обращенную выпуклостью вверх, систему несущих лент сетчатой оболочки, опорный контур в виде системы перекрестных балок.

Новым является то, что форма фундамента позволяет несущим лентам работать на растяжение. Поэтому все ленты в фундаменте являются рабочими. При этом система лент не имеет изгибной жесткости.

Технический результат изобретения состоит в снижении расхода бетона и металла за счет криволинейной формы поверхности, выпуклой вверх, что позволяет полностью использовать несущие ленты.

Известны фундаменты в виде многоволновых оболочек выпуклостью вниз [1]. Материал оболочки - железобетон. При заданной конструктивной схеме оболочка работает преимущественно на сжатие.

Недостатком таких конструкций является сложность формирования основания, введение дополнительных элементов для восприятия распорных усилий, а также значительные дополнительные затраты на устройство полов.

Известен фундамент в виде оболочки конечной жесткости, выпуклой вверх [2]. При заданной конструктивной схеме оболочка работает преимущественно на растяжение.

Недостатком такой конструкции является наличие арматуры в центре сечения оболочки и появление трещин, которые могут образовываться при действии растяжения и изгиба и приводить к коррозии стальной арматуры.

Наиболее близким к изобретению является фундамент в виде абсолютно гибкой оболочки, выпуклой вверх, выполненной из высокопрочной ткани. Концы оболочки прикрепляются к опорам [3].

Недостатком такой конструкции является значительная деформативность оболочки за счет низкого модуля упругости высокопрочной ткани, что приводит к сверхнормативным осадкам здания и осложняет устройство полов. Конструкция не имеет замкнутого контура. При этом предполагается, что распор от оболочки воспринимается за счет сил трения по контакту опора - грунт.

Цель изобретения - создание эффективного фундамента - оболочки с соблюдением заданной надежности надфундаментной конструкции.

Предложен фундамент, содержащий искусственное основание с криволинейной поверхностью, заполненное под давлением цементным раствором, несущие элементы и оболочку, расположенную на основании. Несущие элементы выполнены в виде ортогонально расположенных лент, образующих сетчатую оболочку, уложенных и приклеенных на бетонную поверхность, образованную на криволинейной поверхности искусственного основания, заполненного под давлением цементным раствором, расположенного в котловане и обращенного выпуклостью вверх, причем ленты оболочки прикреплены краями к опорному контуру в виде системы перекрестных балок, который установлен на естественное основание.

В качестве фундаментов используются ленты, образующие выпуклую вверх пологую оболочку, положительной Гауссовой кривизны с соотношением стрелы подъема к пролету и соотношением высоты сечения к пролету Данный фундамент представлен в виде несущих ортогональных лент 1. Ленты ограничены опорным контуром в виде перекрестных балок 2 фиг.1. При такой конструктивной форме ленты 1 на бетонной поверхности 3 работают на растяжение. В качестве несущих лент могут использоваться базальтовые, арамидные или угольные волокна высокой прочности с высоким модулем упругости. Несущие ленты укладываются и приклеиваются на бетонную поверхность основания. Опорный контур установлен на естественное основание. Распор в конструкции снижается за счет сцепления несущих лент с бетонной поверхностью основания и сцепления бетонной поверхности с минеральным основанием, заполненным под давлением цементным раствором. Восприятие распора осуществляется за счет изгибной жесткости опорного контура 2, бокового отпора минерального основания, заполненного под давлением цементным раствором вдоль опорного контура. Прикрепление ортогональных несущих лент производится в теле бетона опорных контуров (фиг.2).

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами на фиг.1.

Способ устройства фундамента - сетчатой оболочки осуществляется следующим образом. Разрабатывается котлован до планировочной отметки 5. Планируется искусственное криволинейное основание из минеральных материалов 4. Выставляется опалубка, и устанавливаются арматурные каркасы в опорных контурах 2. Производится установка перфорированных инъекторов 6. Выполняется бетонирование поверхности искусственного основания 4. На бетонную поверхность 3 укладываются и приклеиваются в ортогональном направлении несущие ленты 1. Производится прикрепление лент 1 в каркасе опорных контуров. Производится бетонирование опорного контура 2. После приложения определенной нагрузки от здания или сооружения в процессе строительства производится заполнение минерального основания 4 цементным раствором под давлением через перфорированные инъекторы 6.

В процессе осадок опорных контуров 2 фундамента, происходит вовлечение искусственного основания 4, бетонной поверхности 3 и несущих лент 1 в работу с передачей большей части внешней нагрузки на искусственное основание под фундаментом. Это значительно повышает сопротивление грунта в наиболее нагруженной зоне - под опорным контуром 2. При этом сопротивление искусственного основания 4 также возрастает из-за его обжатия в горизонтальном направлении опорным контуром 2. Реактивные давления естественного основания передаются на поверхность бетона и распределяются на несущие ленты 1. Распорные усилия, появляющиеся в несущих лентах 1, при осадке фундамента передают поперечную нагрузку на опорные контуры прямоугольного в плане фундамента. При этом усилия распора значительно снижаются за счет совместной реализации сил сцепления несущих лент с бетоном поверхности искусственного основания, трения по контакту бетонная поверхность - искусственное основание.

После приложения определенной нагрузки от здания или сооружения в процессе строительства производится заполнение минерального основания 4 цементным раствором под давлением через перфорированные инъекторы 6. Давление в цементном растворе приводит к заполнению полостей и пор в минеральном основании 4. При этом дополнительно обжимается грунт под минеральным основанием, появляется предварительное напряжение в несущих лентах 1, уменьшается осадка опорного контура 2 и бетонной поверхности 3, происходит заполнение неплотностей в бетонной поверхности 3. Заполнение минерального основания 4 цементным раствором под давлением уменьшает поперечные деформации в опорном контуре 2.

Источники информации

1. Ванюшкин С.Г. Особенности взаимодействия многоволновых фундаментов - оболочек с основанием. Автореферат канд. диссер. Днепропетровск, 1985.

2. Патент на изобретение №2223367. Заявка №2001122570. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 10.02.04.

3. Авторское свидетельство SU 715722 А, 25.02.80, Е02D 27/01.

Изобретение относится к строительству и касается устройства фундаментов - сетчатых оболочек для зданий и сооружений. Фундамент содержит искусственное основание с криволинейной поверхностью, несущие элементы и оболочку, расположенную на основании. Несущие элементы выполнены в виде ортогонально расположенных лент, образующих сетчатую оболочку, уложенных и приклеенных на бетонную поверхность, образованную на криволинейной поверхности искусственного основания, заполненного под давлением цементным раствором, расположенного в котловане и обращенного выпуклостью вверх. Ленты закреплены краями к опорному контуру в виде системы перекрестных балок, который установлен на естественное основание. Технический результат состоит в обеспечении эффективной и надежной защиты надфундаментной конструкции, снижении материалоемкости. 2 ил.

Фундамент, содержащий искусственное основание с криволинейной поверхностью, несущие элементы и оболочку, расположенную на основании, отличающийся тем, что несущие элементы выполнены в виде ортогонально расположенных лент, образующих сетчатую оболочку, уложенных и приклеенных на бетонную поверхность, образованную на криволинейной поверхности искусственного основания, заполненного под давлением цементным раствором, расположенного в котловане и обращенного выпуклостью вверх, причем ленты закреплены краями к опорному контуру в виде системы перекрестных балок, который установлен на естественное основание.