Сейсмоизолирующая система "свая в трубе в опускном колодце"

Авторы патента:

E02D27/34 - возводимые в просадочных или сейсмических районах (сейсмостойкие сооружения E04H 9/02)

Владельцы патента RU 2603317:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) (RU)

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проектировании и строительстве жилых, общественных и промышленных зданий, сооружений. Сейсмоизолирующая система «свая в трубе в опускном колодце» состоит из здания на свайном фундаменте с высоким ростверком, окруженного подпорной стенкой, деформационного сейсмошва между зданием и подпорной стенкой, железобетонных свай, расположенных внутри труб, в верхней части жестко соединенных с ростверком, нижней частью заглубленных в несущие грунты 1-й или 2-й категорий по сейсмическим свойствам, выключающихся связей между сваями и верхней частью труб, верх которых между отметками подошвы подпорной стенки и низа ростверка. Верх труб находится на дне опускного колодца, между верхним ростверком и дном колодца соединенные со сваями-колоннами промежуточные ростверки, образующие один или более подземные этажи. В уровне каждого ростверка установлены выключающиеся и/или включающиеся связи между ростверками и колодцем. К верхнему ростверку и дну колодца присоединен демпфер сухого трения. Между дном и стенками опускного колодца находится антисейсмический шов. Деформационный сейсмошов расположен между зданием и верхом опускного колодца. Технический результат состоит в уменьшении интенсивности сейсмического воздействия на здание при использовании подземного пространства, уменьшении диаметра, длины используемых труб, увеличении вариантов адаптации сейсмоизолирующей системы. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проектировании и строительстве жилых, общественных и промышленных зданий, сооружений.

Известна сейсмоизолирующая система «свая в трубе», состоящая из здания на свайном фундаменте с высоким ростверком, окруженного подпорной стенкой, деформационного сейсмошва между зданием и подпорной стенкой, железобетонных свай, расположенных внутри труб, в верхней части жестко соединенных с ростверком, нижней частью заглубленных в несущие грунты 1-й или 2-й категорий по сейсмическим свойствам, выключающихся связей между сваями и верхней частью труб, верх которых между отметками подошвы подпорной стенки и низа ростверка (Гаипов С.К. Исследования сейсмоизолирующей системы «свая в трубе» с неупругими связями. Журнал «Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений». 2014. №1). Недостатком известной конструкции является неиспользование подземного пространства под зданием, большие длина и диаметр используемых труб для исключения соударения их о сваи, отсутствие сухого трения для гашения колебаний, недостаточность вариантов адаптации здания при землетрясении, малая жесткость подпорных стенок.

Технической задачей является использование подземного пространства под зданием, уменьшение диаметра и длины используемых труб при исключении соударения их о сваи, гашение колебаний, увеличение вариантов адаптации здания при землетрясении, уменьшение интенсивности сейсмического воздействия на здание.

Поставленная задача решается тем, что сейсмоизолирующая система «свая в трубе в опускном колодце» состоит из здания на свайном фундаменте с высоким ростверком, окруженного подпорной стенкой, деформационного сейсмошва между зданием и подпорной стенкой, железобетонных свай, расположенных внутри труб, в верхней части жестко соединенных с ростверком, нижней частью заглубленных в несущие грунты 1-й или 2-й категорий по сейсмическим свойствам, выключающихся связей между сваями и верхней частью труб, верх которых между отметками подошвы подпорной стенки и низа ростверка, а верх труб находится на дне опускного колодца, между верхним ростверком и дном колодца соединенные со сваями-колоннами промежуточные ростверки, образующие один или более подземные этажи, в уровне каждого ростверка установлены выключающиеся и/или включающиеся связи между ростверками и колодцем, к верхнему ростверку и дну колодца присоединен демпфер сухого трения, между дном и стенками опускного колодца находится антисейсмический шов, деформационный сейсмошов расположен между зданием и верхом опускного колодца.

Между смежными ростверками, сваями-колоннами могут быть размещены включающиеся и/или выключающиеся связи, диафрагмы жесткости в разных комбинациях:

- включающиеся и/или выключающиеся связи размещены между смежными ростверками;

- между ростверками установлены диафрагмы жесткости;

- между ростверками установлены диафрагмы жесткости и включающиеся или выключающиеся связи;

- между сваями-колоннами установлены диафрагмы жесткости;

- между сваями-колоннами установлены диафрагмы жесткости и включающиеся или выключающиеся связи;

- между сваями-колоннами и ростверками установлены диафрагмы жесткости;

- между сваями-колоннами и ростверками установлены диафрагмы жесткости и включающиеся или выключающиеся связи.

Опускной колодец позволит использовать подземное пространство. Интенсивность сейсмического воздействия уменьшается с увеличением глубины. Опускной колодец цилиндрической формы будет способствовать отражению сейсмических волн. Сечения свай с наибольшими амплитудами колебаний будут удалены от верха труб, что позволит уменьшить их диаметр и длину труб.

Демпфер сухого трения позволит увеличить логарифмический декремент - увеличить гашение колебаний.

Включающиеся и выключающиеся связи позволят не возникать в здании резонансным явлениям.

Сочетание включающихся и выключающихся связей, диафрагм жесткости позволят придать необходимую жесткость и несущую способность подземной части здания.

На фиг. 1 представлена схема сейсмоизолирующей системы «свая в трубе в опускном колодце».

Сейсмоизолирующая система «свая в трубе в опускном колодце» состоит из железобетонных свай-колонн (1), расположенных внутри труб (2), в верхней части жестко соединенных с ростверком (3), нижней частью заглубленных в несущие грунты 1-й или 2-й категорий по сейсмическим свойствам, выключающихся связей (4) между сваями и верхней частью труб, верх труб находится на дне (5) опускного колодца (6), между верхним ростверком (3) и дном колодца соединенные со сваями-колоннами промежуточные ростверки (7), образующие один или более подземные этажи, в уровне каждого ростверка установлены выключающиеся и/или включающиеся связи (8) между ростверками и колодцем, к верхнему ростверку и дну колодца присоединен демпфер сухого трения (9), между дном и стенками опускного колодца находится антисейсмический шов (10), деформационный сейсмошов (11) расположен между зданием и верхом опускного колодца.

1. Сейсмоизолирующая система «свая в трубе в опускном колодце», состоящая из здания на свайном фундаменте с высоким ростверком, окруженного подпорной стенкой, деформационного сейсмошва между зданием и подпорной стенкой, железобетонных свай, расположенных внутри труб, в верхней части жестко соединенных с ростверком, нижней частью заглубленных в несущие грунты 1-й или 2-й категорий по сейсмическим свойствам, выключающихся связей между сваями и верхней частью труб, верх которых между отметками подошвы подпорной стенки и низа ростверка, отличающаяся тем, что верх труб находится на дне опускного колодца, между верхним ростверком и дном колодца соединенные со сваями-колоннами промежуточные ростверки, образующие один или более подземные этажи, в уровне каждого ростверка установлены выключающиеся и/или включающиеся связи между ростверками и колодцем, к верхнему ростверку и дну колодца присоединен демпфер сухого трения, между дном и стенками опускного колодца находится антисейсмический шов, деформационный сейсмошов расположен между зданием и верхом опускного колодца.

2. Сейсмоизолирующая система по п. 1, отличающаяся тем, что включающиеся и/или выключающиеся связи размещены между смежными ростверками.

3. Сейсмоизолирующая система по п. 1, отличающаяся тем, что между ростверками установлены диафрагмы жесткости.

4. Сейсмоизолирующая система по п. 1, отличающаяся тем, что между ростверками установлены диафрагмы жесткости и включающиеся или выключающиеся связи.

5. Сейсмоизолирующая система по п. 1, отличающаяся тем, что между сваями-колоннами установлены диафрагмы жесткости.

6. Сейсмоизолирующая система по п. 1, отличающаяся тем, что между сваями-колоннами установлены диафрагмы жесткости и включающиеся или выключающиеся связи.

7. Сейсмоизолирующая система по п. 1, отличающаяся тем, что между сваями-колоннами и ростверками установлены диафрагмы жесткости.

8. Сейсмоизолирующая система по п. 1, отличающаяся тем, что между сваями-колоннами и ростверками установлены диафрагмы жесткости и включающиеся или выключающиеся связи.

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению зданий и сооружений в сейсмических районах. Сейсмостойкое промышленное здание включает каркас, фундамент и промежуточные элементы.

Виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах // 2565303

Плоскостной подшипник качения и способ его применения в сейсмических фундаментах для защиты зданий и сооружений от горизонтальных колебаний земной коры при землетрясениях // 2545569

Изобретение относится к строительству в сейсмически опасных районах, а именно к устройствам, снижающим воздействие горизонтальных колебаний земной коры на здания и сооружения, и способам защиты и сохранения несущих конструкций зданий при землетрясениях.

Фундамент для просадочных оснований // 2541962

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению фундаментов на просадочных основаниях. Фундамент для просадочных оснований, включающий наружную коническую или пирамидальную оболочку с уширением в нижней части.

Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте // 2541692

Изобретение относится к строительству фундаментов мелкого заложения на вечномерзлых грунтах. Плитный фундамент в вечномерзлом грунте, усиленный заглубленной обоймой, расположенной вне фундамента по его периметру на некотором расстоянии от края плиты.

Сейсмоизолирующая опора // 2539475

Изобретение относится к области строительства, в частности к опорам сейсмостойких сооружений (зданий). Сейсмоизолирующая опора включает несущий элемент колонны, которая через верхнюю опорную плиту опирается на резинометаллическую опору (РМО), а нижняя опорная пластина РМО при помощи анкерных болтов соединена с фундаментом, РМО выполнена из поочередно уложенных друг на друга упругих резиновых листов (прокладок) и металлических листов, а в средней части устроено центральное ядро.

Сейсмостойкое здание // 2535567

Изобретение относится к области строительства, в частности к защите строительных конструкций от сейсмического воздействия и снижению сейсмической нагрузки на здание.

Фундамент с индикатором сверхнормативных деформаций, просадок, провалов в основании // 2523240

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для мониторинга основания фундаментов в проблемных грунтовых условиях. Фундамент с индикатором сверхнормативных деформаций, просадок, провалов в основании представляет собой монолитную железобетонную плиту, ленту либо сборный блок, в которых выполнены на всю толщину вертикальные технологические каналы (штрабы).

Система сейсмозащиты каркасных зданий // 2513605

Изобретение относится к области сейсмостойкого строительства и может быть использовано при строительстве каркасных зданий с отдельными фундаментами. Система сейсмозащиты каркасных зданий характеризуется наличием элементов скольжения.

Способ возведения свайно-плитного фундамента в сейсмических районах // 2513050

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых с перекрестно-стеновой конструктивной схемой сооружений, которые устраиваются на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью.

Виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах // 2617737

Изобретение относится к средствам защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки. Виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах, содержит корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом, корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины, ось которой перпендикулярна основанию. Пружина взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю, охватывающую пружину крышку, которая жестко соединена с осесимметричной пружине резьбовой втулкой, а на крышке закреплен верхний ограничитель хода пружины, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку. Верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера, а в резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом. Корпус в верхней части соединен с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта, выполненный из эластомера, а в крышке перпендикулярно ее оси выполнено отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола, а в осевом цилиндроконическом отверстии нижнего цилиндрического упругодемпфирующего элемента из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндроконической втулки, выполнен из полиуретана, а другой, расположенный внутри первого и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом. Внутри пружины, коаксиально ей размещен цилиндрический демпфер из эластомера, например полиуретана, при этом на его цилиндрической поверхности выполнена винтовая канавка, эквидистантная винтовой поверхности пружины, а между соприкасающимися винтовыми поверхностями демпфера и пружины расположен слой смазки, например, из солидола. Витки пружины покрыты слоем вибродемпфирующего материала, например полиуретана, а цилиндрический демпфер из эластомера выполнен полым, в виде цилиндрической втулки, при этом жесткость цилиндрического демпфера меньше жесткости пружины. Технический результат состоит в повышении эффективности виброизоляции за счет увеличения демпфирования колебаний на низких частотах при сохранении габаритов виброизолятора. 1 ил.

Способ ведения буровзрывных работ с экранированием // 2630004

Изобретение относится к горному делу, в частности к области буровзрывных работ. Способ ведения буровзрывных работ с экранированием включает предварительное создание сейсмоэкранирующей щели путем взрывания зарядов взрывчатых веществ, установленных в скважинах. Предварительно, до начала ведения буровзрывных работ на карьере, создают не менее двух непересекающихся, непараллельных сейсмоэкранирующих щелей, которые располагают за пределами карьерного поля между карьерным полем и охраняемым объектом. Одну из сейсмоэкранирующих щелей располагают перпендикулярно линии, соединяющей центры охраняемого объекта и карьерного поля. Длины сейсмоэкранирующих щелей выбирают так, чтобы все сейсмоэкранирующие щели перекрывали охраняемый объект при наблюдении охраняемого объекта из любой точки карьерного поля. Скважины, образующие сейсмоэкранирующие щели, бурят вертикально. Изобретение позволяет снизить объемы работ по созданию сейсмоэкранирующих щелей, повысить продолжительность пребывания в рабочем состоянии сейсмоэкранирующих щелей и повысить безопасность ведения буровзрывных работ с экранированием. 2 ил.

Сейсмостойкий свайный фундамент // 2630326

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении сейсмостойких свайных фундаментов зданий и сооружений в сейсмических районах. Сейсмостойкий свайный фундамент включает группу свай, железобетонный ростверк, жестко соединенный со сваями. На железобетонный ростверк установлен железобетонный фундаментный блок, который жестко соединен с железобетонным ростверком с помощью арматурных выпусков, выполненных в центральной части ростверка, и с конструкциями здания в местах сопряжения. При этом за пределами жесткого соединения между железобетонным ростверком и железобетонным фундаментным блоком установлен водостойкий материал. Технический результат состоит в повышении сейсмостойкости здания за счет исключения передачи на сваи выдергивающих усилий, исключения возможности сдвига и опрокидывания здания при сейсмическом воздействии. 5 ил.

Способ возведения высотного здания на естественном основании // 2634762

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве высотных зданий на естественном основании, в том числе и в сейсмических районах, неравномерные осадки которых близки или превышают предельно допустимые. Способ возведения высотного здания на естественном основании включает расчет напряженно-деформированного состояния «основание-фундамент-сооружение», устройство плитного фундамента и возведение высотного здания с перераспределением элементов жесткости в соответствии с условием равномерности осадок фундамента. Сначала устраивают плитный фундамент под высотную часть здания и возводят здание на расчетную высоту, рассчитанную из условия предотвращения опрокидывания здания при сейсмическом и/или ветровом воздействии. Затем устраивают плитный фундамент под стилобатную часть здания и возводят оставшуюся часть высотного здания и стилобата одновременно, при обеспечении равномерной осадки фундамента. Технический результат состоит в снижении неравномерности деформаций основания и уменьшении усилий в конструкциях сооружения за счет временного разделения осадок высотной и стилобатной частей, а также возможности строительства высотного здания в районах с сейсмичностью до 9 баллов на естественном основании. 2 ил.

Виброизолированный фундамент производственного здания // 2643225

Изобретение относится к фундаментам зданий и сооружений в сейсмоопасных регионах. Виброизолированный фундамент производственного здания содержит каркас здания с основанием, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием. Базовые несущие плиты перекрытия снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки. Пол в помещениях выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения. Полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером. Упругое основание пола выполнено из жесткого пористого вибропоглощающего материала, например эластомера или полиуретана, со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%, или из иглопробивных матов типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, или из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластиката, или из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3. Потолок выполнен акустическим подвесным, состоящим из жесткого каркаса, подвешиваемого к потолку производственного здания с расположенным внутри каркаса звукопоглощающим материалом, обернутым акустически прозрачным материалом, а к каркасу прикреплен перфорированный лист, причем каркас выполнен по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами сторон в плане В×С, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин B:С=1:1…2:1, причем также должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: D - от точки подвеса каркаса до любой из его сторон и E - толщины слоя звукопоглощающего материала, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: E:D=0,1…0,5, а в каркасе установлены светильники. Перфорированный лист подвесного потолка имеет следующие параметры перфорации: диаметр перфорации - 3…7 мм, процент перфорации 10%…15%. Основание каркаса здания выполнено с виброизоляцией железобетонной плиты, состоящей из связанных между собой железобетонных балок в основании здания, которая включает в себя по крайней мере четыре виброизолятора, устанавливаемых между металлической плитой и железобетонной балкой, расположенной в основании здания, выполненного за одно целое с по крайней мере восемью ленточными фундаментными блоками, являющимися своеобразными "ловушками". Каждая из металлических плит установлена на по крайней мере трех железобетонных столбах-упорах, а между каждыми ленточными фундаментными блоками и каждой из железобетонных балок устанавливаются песчаные подушки, а под виброизоляторами закреплены тензорезисторные датчики, контролирующие осадку виброизоляторов. Песчаные подушки установлены в металлических разъемных обоймах. Каждый из виброизоляторов состоит из жестко связанных между собой резиновых плит: верхней и нижней, в которых выполнены сквозные отверстия, расположенные по поверхности виброизолятора в шахматном порядке, а по форме виброизоляторы выполнены квадратными или прямоугольными, а их боковые грани выполнены в виде криволинейных поверхностей n-го порядка, обеспечивающих равночастотность системы виброизоляции в целом, при этом отверстия имеют в сечении форму, обеспечивающую равночастотность виброизолятора. Каждый из виброизоляторов состоит из основания, упругого сетчатого элемента и шайб, взаимодействующих со втулками, при этом основание выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями, а сетчатый упругий элемент своей нижней частью опирается на основание и фиксируется нижней шайбой, жестко соединенной с основанием, а верхней частью фиксируется верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием. Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см3 ÷ 2,0 г/см3. Материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм ÷ 0,15 мм. Технический результат состоит в повышении сейсмостойкости производственного здания. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.