Фундамент сейсмостойкого здания, сооружения Советский патент 1992 года по МПК E02D27/34 

Изобретение относится к строительству, в частности к выполнению фундаментов сейсмостойких зданий и сооружений.

Цель изобретения - упрощение конструкции фундамента, возводимого на скальном грунте.

На фиг. 1 изображен предлагаемый фундамент, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. .6 - фрагмент фундамента с дополнительными опорами. : Фундамент состоит из шаровых опор 1 и размещенной на них плиты 2.

Шаровые опоры расположены в выемках 3, образованных в скальном грунте 4. Пространство между плитой. 2 и грунтом, включая выемки, заполнено сыпучим материалом 5, например песком, гасящим колебания.

На выступающих консолях плиты 2 установлены демпферы о, гасящие вертикальные1 колебания. В наружных подвальных стенах 7 в местах расположения демпферов

предусмотрены монтажные проемы 8 для доступа к демпферам, их осмотра и возможности замены.

На боковых торцах плиты 2 установлены демпферы 9, гасящие горизонтальные воздействия.. . ,

Выемки 3 имеют горизонтальное дно и наклонные стенки. Угол наклона стенок составляет 45-60°, что исключает выкатывание шаровых опор из выемок, обеспечивает возможность их максимального сближения и мгновенное возвращение шаровых опор в исходное положение, а также исключает соударение двух смежных шаровых опор.

Размер дна выемки назначается в зависимости от диаметра шаровых опор, но не менее возможного горизонтального смещения грунта основания при сейсмическом воздейстгии.

Шаровые опоры размещены в выемках произвольно. Расположение их по центру выемки менее предпочтительно.

Шаровые опоры могут выполняться из различных материалов, например металла.

сл

с

4 ГО Сл) Ю Оч

Ы

железобетона, предпочтительно их выполнение из фибробетона.

Сыпучий материал 5 обеспечивает демпфирование шаровых опор, но в передаче нагрузок на основание практически не уча- ствует вследствие того, что его несущая способность меньше, чем у материала шаровых опор. Нагрузки на основание от плиты передаются в основном через шаровые опоры. Объем сыпучего материала в выемках по- стоянен, и он не уплотняется.

Наличие горизонтальных и наклонных участков выемок исключает синхронность перемещений шаровых опор при их взаимодействии с плитой, что обеспечивает изме- нение шага между смежными шаровыми опорами.

При одновременном воздействии горизонтальных и вертикальных сейсмических сил часть шаровых опор смещается на на- клонные стенки выемок; за счет ограничения величины зазора между плитой 2 и верхней поверхностью 10 уступов грунта шаровые опоры не могут сместиться в этот зазор, что исключает заклинивание шаро- вых опор и нарушение несущей способности фундамента.

Обратное смещение опор в исходное положение обеспечивается под действием собственного веса фундамента и надземной части, при этом реакций нагрузок, передаваемых опорами на скальное основание, неодинаковы.

Они зависят, от положения шаровых опор в выемках; при опирании шаровых опор на наклонные стенки большие нагрузки от плиты будут восприниматься высокорасположенными опорами.

Таким образом, при взаимодействии шаровых опор с плитой и основанием про- исходит включение, выключение11 различных по величине опорных реакций, выполняющих роль мгновенно изменяемых связей с разным шагом, что, в свою очередь, способствует снижению сейсмических нагрузок в области резонансных колебаний и повышению сейсмостойкости фундамента.

Кроме того, размещение демпферов, гасящих вертикальные колебания, на консольной части фундаментной плиты с наружной стороны стен подвала способствует повышению устойчивости здания, сооружения благодаря максимальному удалению расстояний между опорами

Предлагаемый фундамент может быть применен не только на скальных грунтах. В конкретных случаях возможно использование технического решения при сопряжении подвальных подземных этажей с надземной частью зданий, сооружений, для которых по нормативным требованиям не рекомендуется жесткое сопряжение подземных и надземных частей.

В случае необходимости возможно выполнение внутри контура здания, сооружения дополнительных опор с демпферами 11, гасящими вертикальные колебания (фиг. 6), для чего их устанавливают между плитой 2 и консольными уширениями 12 анкерных опор 13 с устройством зазора 14 между плитой и опорами, что не требует устройства нескольких подвальных этажей для обеспечения надежной связи с грунтовым основанием.

Отсутствие выемок в плите значительно упрощает работы, снижает требование к их точности и качеству изготовления шаровых опор, а также основания, причем для обес - печения работоспособности фундамента не обязательно строгое соблюдение прямолинейности поверхностей основания и плиты: нижняя поверхность плиты, например, может быть криволинейной в пределах нормируемых допусков, повторяющей контур основания, но сейсмостойкость такого фундамента будет обеспечена.

Формула изобретения

Фундамент сейсмостойкого здания, сооружения, включающий плиту, установленную на шаровых опорах, каждая из которых размещена в круглой в плане выемке с горизонтальным дном, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции фундамента, возводимого на скальном грунте, выемки образованы в грунте основания, их стенки выполнены прямолинейными в вертикальном сечении и наклонены к горизонтали под углом 45-60°, а взаимодействующая с шаровыми опорами нижняя поверхность плиты выполнена плоской.

Лг

4/

Сущность изобретения: фундамент содержит шаровые опоры, расположенные в выемках скального грунта, и установленную на них плиту. На верхней поверхности и боковых торцах плиты с упором в грунт расположены вертикальные и горизонтальные демпферы. В наружных подвальных стенах и местах расположения демпферов предусмотрены монтажные проемы. Оптимальный угол наклона стенок выемок составляет 45-- 60° к горизонтали. 6 ил.

.№.Ј

фиг. 4

фиг.В