Сейсмоустойчивое сооружение
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я.)s Е 02 D 27/34
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4809521/33 (22) 12,02.90 (46) 15,06.92. Бюл. N. 22 Ю Г Ю ф (> (О
С = A + 2Bcos p L > Btg с/>, (71) И нститут сейсмологии АН Каз CC P (72) Т.Абаканов (53) 624,159,14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
N - 553334, кл, Е 02 D 27/34, 1975. (54) СЕЙСМОУСТОЙЧИВОЕ СООРУЖЕНИЕ
Изобретение относится к строительству, в частности может быть использовано при возведении сооружений на склоне в сейсмоактивных районах.
Известен свайный фундамент реакторного здания Ангра-2 в Бразилии, где грунтовая толща прорезается сваями, а сваи в свою очередь объединены монолитной фундаментной плитой.
Недостатком данного решения является то, что не обеспечивается сейсмоустойчивость сооружения на склоне. где склон совместно с сооружением может при интенсивных сейсмических нагрузках прийти в движение (сползание). Данное решение применимо в сейсмоактивных зонах со спокойным рельефом, Известно техническое решение различных модификаций подпорных стенок.
Недостатком известного решения является то, что при значительной протяжности и крутизне склона, близкой к критической. т,е. равной углу внутреннего трения грунта. при высоких уровнях сейсмического воздействия не обеспечивается надежность и сейсмоустойчивость сооружения и склона, где при высоких уровнях сейсмического воздействия подпорная стенка может совместно с вышерасположенным грунтом и сооружени„, Ы „, 1740557A1 (57) Использование: возведение сооружений на склоне в сейсмоактивных районах.
Сущность изобретения: сооружение включает фундамент, надземную часть и размещенные вдоль склона продольные и поперечные балки и сваи. Сваи соединены между собой балками, а длину их и зону размещения поперек склона определяют из зависимостей, приведенных в формуле изобретения. 2 ил, ем сдвинуться вниз, так как под подпорной стенкой возникает плоскость скольжения.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) может быть фундамент здания, сооружения на склоне в виде железобетонной плиты ломаного очертания, на которые устроены опорные башмаки-подколонники.
Недостатки указанного решения сложность в изготовлении, дороговизна, возможность сооружения только в скальных массивах, неустойчивость в рыхлых грунтах
1! и III категории. Сейсмоустойчивость известного решения при высоких уровнях знакопеременных нагрузок практически отсутствует, Цель изобретения — обеспечение устойчивости сооружения на склоне при землетрясении.
Указанная цель достигается тем, что сейсмоустойчивое сооружение включает фундамент, надземную часть и размещенные вдоль склона продольные и поперечные балки и сваи, где сваи соединены между собой балками. При этом ширину зоны размещения свай поперек склона и длину их определяют из следующих зависимостей:
1740557
55 где С вЂ” ширина зоны размещения свай поперек склона, м;
А — размер фундамента сооружения поперек склона, м;
B — размер фундамента сооружения по направлению склона, м;
p — угол внутреннего трения грунта, град„
1 — длина сваи, м.
На фиг. 1 изображено сейсмоустойчивое сооружение на склоне; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, Сейсмоустойчивое сооружение 1 включает фундамент 2, надземную часть 3, сваи 4 и балки 5, где сваи 4 соединены между собой и фундаментом 2 при помощи балок 5.
В случае отсутствия землетрясения сооружение 1 на склоне будет находиться в равновесном состоянии, при котором силы, вызывающие сползание сооружения 1 совместно с нижерасположенным грунтом, будут уравновешиваться силами, возникающими от сцепления грунта по плоскости возможного скольжения, При этом возможная плоскость скольжения (сползания) сооружения 1 будет простилаться под углом к горизонтальной поверхности, равным углу внутреннего трения грунта р, а плоскость скольжения расположена на глубине T = В sin p по нормали к поверхности склона, При этом плоскость скольжения грунта простирается вниз в направлении склона начиная от дальней к поднижию склона нижней кромки подошвы фундамента 2.
При землетрясении сооружение 1 на склоне работает следующим образом.
К статической силе от веса сооружения
1 и нижерасположенного грунта. вызывающего сползание сооружения 1 совместно с нижерасположенным грунтом, будет добавочно прикладываться сила от сейсмической нагрузки. В данном случае, если противодействующая сила, возникающая от сцепления грунта по плоскости возможного скольжения (сползания) не будет удерживать массу сооружения 1 и грунта, будут включаться в работу сваи 4. Сооружение 1 на склоне совместно с нижерасположенным
5 грунтом, который может быть вовлечен в сползание совместно с сооружением 1, будет удерживаться суммарной силой от сцепления грунта и реакцией, возникающей в сечении свай 4. В свою очередь сваи 4 рабо10 тают на срез по плоскости возможного скольжения сооружения 1. Единство работы системы обеспечивается балками 5, которыми соединяются все сваи 4 между собой и с фундаментом 2 сооружения 1.
15 Предлагаемое решение обладает особо повышенной надежностью. Оно может быть реализовано как во вновь возводимых сооружениях, так и для обеспечения надежности существующих сооружений.
20 возведенных ранее на опасных склонах в сейсмоактивных районах.
Возведение сооружения ведется известными методами.
Предлагаемое решение может быть ис25 польэовано как при новом строительстве, так и для обеспечения устойчивости существующих сооружений на склонах, Формула изобретения
Сейсмоустойчивое сооружение, включа30 ющее наземную часть, фундамент и размещенные вдоль склона продольные и поперечные балки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости, оно снабжено установленными по склону свая35 ми, соединенными между собой балками, причем ширину эоны размещения свай поперек склона и длину их определяют из следующих зависимостей;
С = А+ 2В.cos p; L > B tg р;
40 где С вЂ” ширина зоны размещения свай поперек склона;
А — размер фундамента сооружения поперек склона;
 — размер фундамента сооружения
45 вдоль склона;
p — угол внутреннего трения грунта;
1 — длина свай, 1740557
