Фундамент ленточный композитобетонный Российский патент 2024 года по МПК E02D27/01 

Область техники

Фундамент ленточный композитобетонный относится к области строительства и может быть использована в качестве ленточного фундамента для жилых и промышленных зданий.

Уровень техники

Известно устройство ленточный композитобетонный фундамент (Электронный ресурс) - Режим доступа: https://setka-rf.ru/blog/armatura-dlya-lentochnogo-fundamenta-podojdet-li-kompozitnaya-armatura?ysclid=lqaj3slwvc35265531, включающий бетонное тело, продольную стержневую композитную арматуру, поперечную стержневую арматуру в виде прямоугольных хомутов, установленных в пролете конструкции на высоту армирования.

Недостатком данного аналога является не недостаточно высокая надежность ленточного композитобетонного фундамента.

Наиболее близким устройством является ленточный железобетонный фундамент (электронный ресурс) - режим доступа: http://gidfundament.ru/lentochnyj/armirovanie-uglov.html), содержащий бетонное тело, продольную стержневую, поперечную стержневую стальную арматуру в виде хомутов, установленных в пролете конструкции на высоту армирования с шагом, соответствующим расчетному шагу трещин и усиливающие по углам армированные элементы П-образной формы.

Недостатком данного устройства является недостаточно высокая надежность ленточного композитобетонного фундамента.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом заявленного решения является повышение несущей способности ленточного композитобетонного фундамента.

Указанный технический результат достигается устройстве фундамент ленточный композитобетонный, содержащем бетонное тело, продольную стержневую, поперечную стержневую композитную арматуру в виде хомутов, установленных в пролете конструкции на высоту армирования с шагом, соответствующим расчетному шагу трещин, и усиливающие по углам армированные элементы П-образной формы, совмещенные с продольной арматурой, при этом стеклопластиковая основа сердечника арматуры в виде волокна, пропитана связующими смолами, несущий стержень арматуры выполнен с обмоткой, причем продольную стержневую, поперечную стержневую композитную и арматуру в виде хомутов, а также усиливающие по углам арматурные элементы П-образной формы выполняют поперечным сечением эллипсовидной формы, длинную ось эллипса арматуры совмещают с максимальными нагрузками на фундамент ленточный, для продольной стержневой, поперечной вертикальной и горизонтальной арматуры, а также усиливающих по углам арматурных элементов П-образной формы, при этом стеклопластиковая основа сердечника арматуры в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, намоточный жгут исполнен также с добавлением кварцевого порошка.

Отличительными признаками являются:

продольную стержневую, поперечную стержневую композитную и арматуру в виде хомутов, а также усиливающие по углам арматурные элементы П-образной формы выполняют поперечным сечением эллипсовидной формы, при изменении геометрической формы которой с той же самой площадью и с тем же самым материалом увеличится несущая способность в направлении длинной оси [3], а это увеличит надежность и несущую способность конструкции;

длинную ось эллипса арматуры совмещают с максимальными нагрузками на фундамент ленточный, для продольной стержневой, поперечной вертикальной и горизонтальной арматуры, а также усиливающих по углам арматурных элементов П-образной формы, это позволяет при пространственном позиционировании максимального момента сопротивления эллипса арматуры противодействовать максимальным нагрузкам на ленточный фундамент;

стеклопластиковая основа сердечника арматуры в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, намоточный жгут исполнен также с добавлением кварцевого порошка, что повышает несущую способность ленточного композитобетонного фундамента, за счет создания гибридных стеклопластиковых композитов [4].

Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не выявило в них признаки, заявляемого решения, это позволило сделать вывод о соответствии критерию «новизна».

Краткое описание фигур и таблицы

На фиг. 1 показан изометрический вид элемента фундамента ленточного композитобетонного, включающего: 1 - продольную стержневую арматуру; 2 - поперечную стержневую композитную арматуру в виде хомутов, 3 - усиливающие по углам армированные элементы П-образной формы, 4 - вертикальная поперечная арматура, 5 - горизонтальная поперечная арматура, 6 - бетонное тело.

На фиг. 2 показан разрез, поперечной стержневой вертикальной композитной арматуры;

На фиг. 3 показан разрез, продольной стержневой горизонтальной композитной арматуры.

В табл. представлена взаимосвязь соотношения величин осей эллипса и круга с моментами сопротивления по разным осям эллипса и круга с одинаковой площадью по данным [3].

Повышение несущей способности фундамента определяют до оптимального соотношения величин осей эллипса большей к меньшей в пространственном позиционировании композитной арматуры в силовых нагрузках.

Момент сопротивления по оси максимальной нагрузки, эллипса с соотношением большей оси к меньшей 1,7 и с площадью равной площади поперечного сечения круга диаметром 22 мм, увеличился в 1,279 раза, т.е. на +27,9%, см. табл. Момент сопротивления по оси минимальной нагрузки, в аналогичных условиях, уменьшился до 0,75 раза или -25,0%. Суммарные моменты сопротивления по обеим осям увеличились в 1,016 раза, т.е. на +1,6%.

Осуществление изобретения

Процесс возведения фундаментов из монолитного композитобетона включает разбивку осей фундаментов, устройство опалубки, сборку и установку арматуры, и бетонирование [5].

Основным сырьем для производства стеклопластиковой арматуры является стеклоровинг. Его изготавливают путем расплавления алюмоборосиликатного стекла с последующим вытягиванием в нить толщиной от 10 до 20 микрон. Нити, пропитанные специальным замасливателем, собираются в пучок называемый стеклоровингом. Кроме ровинга для изготовления стеклопластиковой арматуры требуется: смолы; намоточный жгут в виде ровинга, который идет на обмотку стержня арматуры; спирт этиловый; ацетон; дициандиамид; кварцевый порошок, полученный из кварцевой крошки путем перемалывания её в планетарной шаровой мельнице АГО-2С и просеивания фракции до 89 мкм. Показатели, характеризующие несущую способность композитной арматуры такие как: предел прочности при растяжении, модуль упругости при растяжении, предел прочности при сжатии, предел прочности при поперечном срезе, приведен в источнике [6]. Технология производства композитной арматуры заключается в следующем: нити ровинга (в количестве 60 штук) со специального устройства в виде шпулярника поступают на механизм натяжения, в котором они располагаются в соответствующем порядке; скомпонованные в нужном порядке нити проходят стадию сушки и предварительного подогрева горячим воздухом; подогретый ровинг погружают в пропиточную ванну со смолой, предварительно равномерно перемешанной с кварцевым порошком в миксере. Из ванны материал протягивается через фильеру для получения заданной площади сечения эллипсовидной формы будущей арматуры. После фильеры нити поступают в обмотчик, формирующий несущий стержень арматуры с обмоткой. Предварительно обмоточный жгут проходит аналогично стержню арматуры погружение в пропиточную ванну со смолой, предварительно равномерно перемешанной с кварцевым порошком в миксере. Толщина навивки зависит от типа арматуры: более толстая делается намоточным жгутом для классического устройства. Подготовленная на обмотчике арматура проходит туннельную печь. Туннельная печь предназначена для ускорения процесса полимеризации пропиточных смол; горячий пруток арматуры отправляется в охлаждающую ванну, где под проточной водой он полностью охлаждается; непрерывный, охлажденный пруток пропускается через протягивающий механизм, на выходе из которого производится резка линейных прутков согласно заданному размеру. Профилирующая фильера может быть выполнена, например, в виде разъемной стальной конструкции, состоящей из двух прямоугольников с отфрезерованной и обработанной канавкой полуэллипса по длине каждой части, которые при смыкании образуют эллипсную поверхность, соответствующую площади целевого устройства приравненной к площади заданной окружности. Изготовление прямоугольных хомутов 2 и элементов П - образной формы 3 выполняют следующей последовательностью. Горячий жгут после туннельной печи режут в виде заготовки прутков для загибания хомутов 2 и элементов 3, при необходимости используют газовые горелки. Готовые прямоугольные изделия композитной арматуры отправляют в охлаждающую ванну.

Пример изготовления ленточного композитобетонного фундамента.

Устройство фундамента осуществляют монтированием или уложением композитного каркаса ленточного композитобетонного фундамента в опалубку, при этом продольную стержневую арматуру 1 соединенную с поперечной стержневой композитной арматурой в виде хомутов 2 и усиливающие по углам армированные элементы П - образной формы 3 выполняют в поперечном сечении эллипсовидной формы. Длинную ось эллипса совмещают с максимальными нагрузками на ленточный фундамент от стен по вертикали. Для продольной стержневой рабочей 1, поперечной вертикальной 4 и горизонтальной 5 арматуры и усиливающих по углам арматурных элементов П - образной формы 3 совмещенных с продольной нагрузкой. Соединение арматуры выполняют вязальным жгутом или вязальными хомутами. Готовый композитный каркас помещают в опалубку и создают бетонное тело 6.

Ленточный композитобетонный фундамент имеет опору по подошве фундамента по всей длине. При неравномерности несущей способности грунтов по длине фундаментов, нагрузки со слабых участков грунтов будут перераспределены на участки с большой устойчивостью. Фундамент в местах слабых участков будет работать как балка с двумя точками опоры на твердые участки. Арматура эллипсовидной формы из гибридных композитов, ориентированная длинной осью эллипса на максимальные нагрузки, имеющая больший момент сопротивления по большей оси, будет повышать надежность конструкции ленточного композитобетонного фундамента и его несущую способность.

Источники информации

1. Композитная арматура для ленточного фундамента (Электронный ресурс) - Режим доступа: https://setka-rf.ru/blog/armatura-dlya-lentochnogo-fundamenta-podojdet-li-kompozitnaya-armatura?ysclid=lqaj3slwvc352655312.

2. Армирование углов ленточного фундамента / [Электронный ресурс] - Режим доступа:http://gidfundament.ru/lentochnyj/armirovanie-uglov.html.

3. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В.; отв. ред. Писаренко Г.С. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Наук. думка, 1988. - 736 с. (58, 74 с.).

4. Гаврилов М.А. Технология получения и химико-биологическая стойкость эпоксидных композитов на основе отходов производства. Дис. канд. техн. наук, с. 278 с. 128,133-134. http://dissovet.pguas.ru/files/212-184-01/Gavrilov/Dissertaciya_GavrilovMA.pdf.

5. Лекция 4. Технология устройства фундамента / [Электронный ресурс] - Режим доступа:https://helpiks.org/5-79377.html.

6. Преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры (Электронный ресурс) - Режим доступа:http://met-all.org/metalloprokat/sortovoj/stekloplastikovaya-armatura-nedostatki-preimushhestva.html.

Таблица. Фундамент ленточный композитобетонный

Наименование показателя Круг,
диаметр 22 мм Эллипс 1. Длина осей, мм
22 х 22 28,684625 х 16,873149 2. Соотношение величин осей i=1,0 i=1,700 3. Площадь поперечного сечения, см² 3,7994 3,7994 4. Момент сопротивления по max оси, см³ 1,0648 1,362303 5. Момент сопротивления по min оси, см³ 1,0648 0,8013469 6. Суммарный момент сопротивления, см³ 2,1296 2,1636499

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве ленточного фундамента для жилых и промышленных зданий. Фундамент ленточный композитобетонный содержит бетонное тело, продольную стержневую, поперечную стержневую стеклопластиковую арматуру в виде хомутов, установленных в пролете конструкции на высоту армирования с шагом, соответствующим расчетному шагу трещин, и усиливающие по углам армированные элементы П-образной формы, совмещенные с продольной арматурой, при этом стеклопластиковая основа сердечника арматуры в виде волокна пропитана связующими смолами, несущий стержень арматуры выполнен с обмоткой. Продольную стержневую, поперечную стержневую стеклопластиковую арматуру в виде хомутов, а также усиливающие по углам арматурные элементы П-образной формы выполняют поперечным сечением эллипсовидной формы, длинную ось эллипса арматуры совмещают с максимальными нагрузками на фундамент ленточный для продольной стержневой, поперечной вертикальной и горизонтальной арматуры, а также усиливающих по углам арматурных элементов П-образной формы. Стеклопластиковая основа сердечника арматуры в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, намоточный жгут исполнен также с добавлением кварцевого порошка. Технический результат состоит в повышении несущей способности ленточного композитобетонного фундамента. 3 ил., 1 табл.

Фундамент ленточный композитобетонный, содержащий бетонное тело, продольную стержневую, поперечную стержневую стеклопластиковую арматуру в виде хомутов, установленных в пролете конструкции на высоту армирования с шагом, соответствующим расчетному шагу трещин, и усиливающие по углам армированные элементы П-образной формы, совмещенные с продольной арматурой, при этом стеклопластиковая основа сердечника арматуры в виде волокна пропитана связующими смолами, несущий стержень арматуры выполнен с обмоткой жгутом, отличающийся тем, что продольную стержневую, поперечную стержневую стеклопластиковую арматуру в виде хомутов, а также усиливающие по углам арматурные элементы П-образной формы выполняют поперечным сечением эллипсовидной формы, длинную ось эллипса арматуры совмещают с максимальными нагрузками на фундамент ленточный для продольной стержневой, поперечной вертикальной и горизонтальной арматуры, а также усиливающих по углам арматурных элементов П-образной формы, при этом стеклопластиковая основа сердечника арматуры в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, намоточный жгут исполнен также с добавлением кварцевого порошка.