Экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта Советский патент 1992 года по МПК E02D31/08 E02D27/34 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты от сейсмических колебаний сооружений и их комплексов как построенных ранее, без учета реальной сейсмичности, так и вновь строящихся.

Известен экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта, преимущественно при сейсмических воздействиях, включающий размещенный в образованной на расстоянии от здания по его периметру траншее поглощающий колебания материал, причем траншея выполнена в поперечном сечении трапецеидальной формы.

Недостатком известного экрана является то, что с течением времени в результате обрушения стенок траншеи под воздействием собственного веса и водопоглощения происходит уплотнение поглощающего материала, следствием чего является резкое снижение эффективности экрана, особенно когда проходит бегущая поверхностная сейсмическая волна, наиболее опасная для зданий и сооружений,

Наиболее близким к описываемому изобретению является экран для защиты сооружений от сейсмического воздействия, включающий пару прилегающих друг к другу скользящими поверхностями антифрикционных пластин криволинейного очертания, размещенных в грунте непосредственно перед защищаемым сооружением.

Недостатком этого решения является, во-первых, малая эффективность, так как наиболее полная диссепация энергии сейсмической волны происходит тогда, когда ее фронт распространения перпендикулярен плоскости антифрикционных пластин. Во- вторых, малая технологичность, поскольку для размещения в грунте криволинейных антифрикционных пластин необходимо произвести большую работу по выемке грунта и его засыпке после размещения, так как нет механизмов для прорезания криволинейных щелей значительной глубины.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты и технологичности выполнения.

00

С

N4

,0 GJ СЛ

,°°

:сл

Для достижения поставленной цели в экране для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта, включающем размещенные в грунте со стороны сооружения, подверженной воздействию колебаний, пару прилегающих друг к другу антифрикционных пластин, пластины заглублены в грунт ниже подошвы фундамента защищаемого сооружения и выполнены в плане зигзагообразными с образованием треугольных складок, причем каждая складка, вершина которой обращена к защищаемому сооружению, выполнена с переменным уменьшающимся книзу углом.

На фиг. 1 изображен описываемый экран, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Экран содержит прилегающие друг к другу скользящими поверхностями пары антифрикционных пластин 1. Пластины распо- ложены в плане зигзагообразно с образованием треугольных складок на удалении от комплекса защищаемых сооружений 3 и заглублены ниже их фундамента. Каждая складка, вершина которой обращена к сооружению, имеет переменный угол, уменьшающийся в направлении от верхнего торца пластин к нижнему торцу. При таком расположении пластин в грунте вычленяется цепочка грунтовых пирамид 4 с четырьмя треугольными боковыми гранями, две из которых лежат на антифрикционных пластинах одна (верхняя) представляет собой участок поверхности грунта, а четвертая (нижняя) и основание соединены с грунтом.

Основными параметрами экрана являются его длина и глубина размещения антифрикционных пластин. Длина экрана, то-есть количество составляющих его пар пластин, зависит только от конкретных размеров защищаемого комплекса сооружений, а глубина размещения зависит только от фундамента, имеющего наибольшее заглубление. Расположение пластин по длине экрана, то-есть его угол складки на уровне поверхности грунта, зависит от различных факторов - предельной сейсмичности региона, физических характеристик грунтов и т. д., в наиболее эффективном варианте равен 90°.

Работа экрана основана на диссепации энергии поверхностной сейсмической волны за счет совершения ею работы по выбрасыванию указанной выше цепочки пирамид грунта на поверхность. При подходе к экрану распространяющейся от эпицентра поверхностной сейсмической волны, энергия

которой достаточна для преодоления сил трения между парами антифрикционных пластин 1 и сдвига масры грунта, расположенной на наружных (относительно сооружений) пластинах каждой пары, происходит

сдвиг наружных пластин по внутренним пластинам и выброс массы грунта на поверхность. За счет этого энергия волны уменьшается и до защищаемого комплекса сооружений 3 доходит ее незначительная

часть, не представляющая угрозу целостности сооружений.

Описываемое решение обеспечивает эффективную защиту, поскольку расположение пар антифрикционных пластин по

зигзагообразной линии уменьшает углы падения на экран поверхностных сейсмических волн, распространяющихся с различных направлений. Большая технологичность экрана обусловлена формой применяемых пластин, позволяющей упростить работу по их закладке в грунт.

Формула изобретения Экран для защиты сооружений от воздействия колебаний грунта, включающий

размещенные в грунте со стороны сооружения, подверженной воздействию колебаний, пару прилегающих одна к другой антифрикционных пластин, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты и технологичности выполнения, пластины заглублены в грунт ниже подошвы фундамента защищаемого сооружения и выполнены в плане зигзагообразными с образованием треугольных складок, причем

каждая складка, вершина которой обращена к защищаемому сооружению, выполнена с переменным уменьшающимся книзу углом.

v

1

-s

-V

/

J

Г

-f

Й/г.7

А-А

/

4

Использование: защита сооружений от воздействия колебаний грунта. Сущность изобретения: экран выполнен из пары прилегающих друг к другу антифрикционных пластин. Пластины заглублены в грунт ниже подошвы фундамента защищаемого сооружения и выполнены в плане зигзагообразными с образованием треугольных складок. Складки, вершина которых обращена к защищаемому сооружению, выполнены с переменным уменьшающимся книзу углом Экран расположен на расстоянии от защищаемого сооружения и со стороны, подверженной воздействию колебаний 3 ил.

-.-: ----н --:.. ..1:;; .-. :-/г;

: .,. .. ч - ...

. ...-.. V / ....

гЈ

ты шкт

:.:. i , -, .;-....... -.-/: , , .. , - ; « -.- Ч - . . . i ч . . ..«

. . « . . ,

« . /f. ....

Б-6

.L

Ы / I

Фцг.3