Сейсмостойкий фундамент

 

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН 5 > Е 02 0 27/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3409416/29-33 (22) 19 03.82 (46) 23.07.83..Бюл. l4 27 (72). И.й.фидаров (71) Северо-Кавказский ордена дружбы народов горно-металлургический инсти тут (53) Ь24.159.14(ОВ8.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

У 639997, кл. E 02 0 27/34, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР .

У Р40970, кл. Е 02 0 27/34, 1 973 (поототип). (54)(57) СЕЙСИОСтОИКИй фуНдАИЕНТ, включающий высокий ростверк со стака". йаии, в которые заведены головы свай,. и демпферы сухого трения, о т л и„SU„„1030497 А чающий с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости при сейсмических воздействиях различной бальности и исключения возникновения резонансных явлений, каждый демпфер су.хого трения .выполнен в виде составноto вкладыша, образованного концентрически расположенными пластинами из материалов с разными коэффициентами сухого трения, возрастающими от центра вкладыша к его периферии, причем днища стаканов в ростверке выполнены сферическими вогнутыми, верхние торцы свай - сферическими выпуклыми, а вкладыши расположены на обращенных друг к- другу поверхностях днищ стаканов. и верхних торцов свай.

91

1 10304

Изобретение относится к строительсг у, в частности к фундаментострое" ииа е сейсмических районах.

Известен Фундамент здания, сооружения, включающий высокий ростверк, соединенный со сваями 1 ) .

Недостатком этого Фундамента является необходимость ручного регулирования нормального напряжения на контактах криволинейных поверхностей 10 оголовков свай и углублений в рост" верке путем изменения усилий в стержне подтяжкой гайки.

Кроме того, такая конструкция обеспечивает получение требуемой .демИ-t5

Фирующей способности, т.е, необходимого коэффициента сухого трения и устойчивость и прочность здания лишь при одном каком-либо расчетном сейсмическом балле (например, при 7 бал- 20 лах ). Если же сейсмическое воздействие превысит этот балл, то стержень сваи соприкасается со стенками вертикального канала ростверка, действие сейсмических сил передается ростверку 25 и установленному на нем здании (сооружении ) и разрушает его.

Если же стержню дать усилие, соот еетствующее 9 сейсмическим баллам, то, фундамент не работает (демпфируется)

7 и 8 сейсмических баллах и для обеспе-< печения прочности и устойчивости основные несущие элементы здания (Фундаменты, колонны, ригели, панели и другие) должны проектироваться с уче» том действия 9-балльного сейсмичес" кого воздействия, т.е. здание проектируется с большим перерасходом строй" материалов. Этот фундамент, кроме того,. не имеет конструктивных элементов. обеспечивающих устойчивость здания (сооружения) при действии горизонтальных составляющих сейсмических сил.

Недостатком известного фундамента

Jl 45 также является обеспечение устоичивости и прочности зданий, сооружений лишь при действии одного какого-либо расчетного сейсмического усилия, а также возможность возникновения больших амплитуд колебаний, при этом ре» зонансные явления не исключаются.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сейсмостойкий

Фундамент, включающий высокий ростверк со стаканами, в которые заведены головы свай, и демпферы сухого трения 2 .

Целью изобретения является повышение сейсмостойкости при сейсмических воздействиях различной бальности и исключение возникновения резонансных явлений.

Указанная цель достигается тем, что в сейсмостойком Фундаменте, включающем высокий ростверк. со стаканами, в которые заведены головы свай, и демпферы сухого трения, каждый демпфер сухого трения выполнен в виде составного вкладыша, образованного концентрически расположенными пластинами из материалов с разными коэффициентами сухого трения, возрастающими от центра вкладыша к его периферии, причем днища стаканов в ростверке выполнены сферическими вогнутыми, верхние торцы свай - сферическими выпуклыми, а вкладыши расположены на обращенных друг к другу поверхностях днищ стаканов и верхних торцов свай.

На фиг,! изображен фундамент; на Фиг.2 - вкладыш, вид в плане, Фундамент включает ростверк 1 со стаканами 2, имеющими. сферические вогнутые днища, сваи 3 и.4 со сферическими выпуклыми верхними торцами 5, которые заведены в стаканы ростверка, а также демпферы сухого трения 6, установленные на сферических днищах стаканов 2, ростверка 1 и сферических торцах 5. Нижние части. свай 3 заделаны в плотный несжимаемый грунт основания 7, а верхние упруго гибкие части размещены выше отметки уровня грунта 8. f)oeepxy ростверка установлено обычное здание

9 без применения антисейсмических мероприятий. Демпферы сухого трения

6 в виде составного вкладыша, образованного концентрически расположенными пластинами 10-12 с разными коэффициентами сухого трения, возрастающими от центра вкладыша к его периферии и предназначенными соответственно для снижения 7-9 балльных сейсмических колебаний до уровня 5-6 балльных сейсмических колебаний, так как до уровней, не требующих по нормам разработки специальных антисейсмических мероприятий.

Составные вкладыши сухого трения

5 также предназначены для исключения резонансных явлений, возникающих соответственно при 7-9 балльных сейсмических колебаниях, Для этого ука- занные параметры каждого вкладыша

Составитель И.Воллер

Редактор Н.Рогулич Техреду,Пекарь Корректор А.Повх

Заказ 5149/34 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Носква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал flllll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10304 подбираются таким образом, чтобы соблюдалось. Условие r: 2 m -и „>1, где г - коэффициент сопротивлейия; вмасса тела; ш„ = ф:rn - частота собственных колебаний; К - коэффициент квазиупругой силы.

Наклонные сваи-стойки 4 устанавливают по периметру здания для огра ничения горизонтальных смещений вертикальных свай 3 и в целом здания 9 lo во время землетрясения.

Свайный сейсмостойкий фундамент во время землетрясений работает следующим образом.

Под действием сейсмических усилий грунт-основание 7 сейсмические колебания передает нижней (Ь ) и верхней (h„) частям свай-стоек 3 и 4 и тем самым автоматически вызвает сейсмические колебания в сферических оголовках свай 3 и 4 и в ростверке 1; через стаканы 2 и в здании 9.

В результате этого между вкладышами 5 сухого трения, расположенными на сферических оголовках свай-стоек

3 и 4 и сферических днищах стаканов

2 ростверка 1, автоматически возникает скольжение и сухое трение, необходимое соответственно для снижения

7 9 балльных сейсмических колебаний, до уровней 5 и 6 сейсмических баллов, т.е. до уровней, не требующих по нормам разработки спецаильных антисейсмических мероприятий в несущих строительных конструкциях зданий, расположенных над ростверком 1.

97 4

При этом в работу автоматически сначала включаются центральные пластины 10 вкладышей 5 с коэффициентом сухого трения для гашения 7 балльных сейсмических колебаний, а затем последовательно включаются пластины 11 и 12, прилегающие к центральным частям 10 вкладышей 6, имеющие соответственно коэффициенты сухого трени для. гашения 8 и 9 балльных сейсмических колебаний.

Кроме этого вкладыши 6 сухого трения исключают резонансные явленид, возникающие соответственно при действии 7-9 балльных сейсмических колебаний. Для обеспечения устойчивости вертикальных свай-стоек 3 и в целом здания 9, при действии горизонтальной составляющей сейсмической силы, по всему периметру здания поставлены наклонные сваи-стойки 4.

Предлагаемая конструкция позволяет снизить действие сейсмических сил, соответствующих 7-9 сейсмическим баллам при землетрясении до 6 баллов и ниже, т.е. до значений, не требующих разработки специальных антисейсмических мероприятий, и тем самым позволяет сооружать здания выше отметки ростверка без дорогостоящих антисейсмических мероприятии, а также избежать возможного резонанса системы зданиефундамент - грунт, и уменьшить расход фундаментных материалов и их стоимость соответственно в 1,07 и 1,20 раз.