Сейсмостойкий свайный фундамент

Авторы патента:

Носов Николай Евгеньевич (RU)

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

Владельцы патента RU 2630326:

Носов Николай Евгеньевич (RU)

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.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении сейсмостойких свайных фундаментов зданий и сооружений в сейсмических районах с интенсивностью землетрясений 7-9 баллов в любых грунтовых условиях.

Известна конструкция свайного фундамента, состоящая из свай с железобетонными оголовками, промежуточной подушки из сыпучих материалов (щебня, гравия, песка крупного и средней крупности) толщиной 40...60 см, расположенной выше железобетонных оголовков, железобетонного фундаментного блока, расположенного на промежуточной подушке (Руководство по проектированию свайных фундаментов / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1980. С.92; Рекомендации по проектированию свайных фундаментов с промежуточной подушкой для зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах. Издательство ЦК КП Молдавии, Кишинев, 1974). Недостатком данной конструкции является невозможность применения при определенных грунтовых условиях (СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 / Минрегион России. - М.: Минрегион России, 2011. С.62). При сейсмических воздействиях возможны сдвиг или опрокидывание здания.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой конструкции фундамента является выбранный в качестве прототипа свайный фундамент, состоящий из группы свай, железобетонного ростверка, жестко соединенного с головами свай снизу и сверху с конструкциями здания во всех местах сопряжения (Руководство по проектированию свайных фундаментов / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1980. С.56). Ограничения по грунтовым условиям у данной конструкции отсутствуют. Такая конструкция фундамента имеет следующий недостаток. При сейсмических колебаниях здания на свайный фундамент передаются знакопеременные вертикальные нагрузки, которые могут превосходить несущую способность сваи на выдергивающую нагрузку, что значительно снижает сейсмостойкость здания в целом.

Технический результат изобретения заключается в повышении сейсмостойкости здания за счет исключения передачи на сваи выдергивающих усилий, исключения возможности сдвига и опрокидывания здания при сейсмическом воздействии.

Технический результат обеспечивается за счет того, что сейсмостойкий свайный фундамент, включающий группу свай, железобетонный ростверк, жестко соединенный со сваями, дополнительно снабжен железобетонным фундаментным блоком, жестко соединенным с железобетонным ростверком с помощью арматурных выпусков, выполненных в центральной части ростверка, и с конструкциями здания во всех местах сопряжения, при этом за пределами жесткого соединения между железобетонным ростверком и железобетонным фундаментным блоком установлен водостойкий материал.

При свободном опирании железобетонного фундаментного блока на железобетонный ростверк возникает реакция опоры на сжатие, при действии нагрузки противоположного направления реакция опоры на растяжение не возникает, так как на этом участке нет связей, воспринимающих растяжение между железобетонным ростверком и железобетонным фундаментным блоком. В центральной части фундамента, как правило, действуют только сжимающие усилия. В отдельных случаях согласно расчету, при наличии выдергивающих сил в сваях центральной части фундамента, необходимо предусмотреть соответствующие объемно-планировочные или конструктивные мероприятия для смещения растягивающей силы за пределы центральной части фундамента в места свободного опирания железобетонного фундаментного блока. Таким образом, на железобетонный ростверк со сваями при сейсмическом воздействии передаются только сжимающие нагрузки, поэтому выдергивающие усилия в сваях не возникают. Жесткое сопряжение железобетонного фундаментного блока с железобетонным ростверком в центральной части через арматурные выпуски не позволит зданию сдвинуться или опрокинутся при землетрясении, так как все действующие усилия будут восприниматься арматурными выпусками и железобетонным ростверком при их конструировании в соответствии с расчетом.

На фиг. 1 изображен железобетонный ростверк со сваями; на фиг. 2 изображена схема укладки водостойкого материала на железобетонный ростверк; на фиг. 3 изображен железобетонный ростверк с железобетонным фундаментным блоком; на фиг. 4 изображено сечение 1-1; на фиг. 5 изображено сечение 2-2.

Сейсмостойкий свайный фундамент (фиг.1-5) состоит из свай 1, головы которых жестко сопряжены с железобетонным ростверком 2. На железобетонном ростверке 2 расположен железобетонный фундаментный блок 3, который может иметь любую конфигурацию – ленточный, столбчатый (с обвязочными балками) и т.п. В центральной части железобетонный фундаментный блок 3 жестко связан с железобетонным ростверком 2 через арматурные выпуски 4. За пределами центральной части железобетонный фундаментный блок 3 свободно (без арматурных выпусков 4) опирается на железобетонный ростверк 2, где между ними установлен водостойкий материал 5 (рубероид, полиэтилен и пр.). Конструкции здания жестко соединяются с железобетонным фундаментным блоком 3 во всех местах сопряжения.

При сейсмическом воздействии интенсивностью 7-9 баллов под подошвой железобетонного фундаментного блока 3 действуют знакопеременные вертикальные усилия, направленные вниз и вверх, вызывающие соответственно сжатие и отрыв подошвы железобетонного фундаментного блока 3. Усилия, направленные вниз, передаются на железобетонный ростверк 2 со сваями 1, а усилия, направленные вверх, не передаются, так как они действуют в местах свободного опирания железобетонного фундаментного блока 3 и для их передачи отсутствуют связи, воспринимающие растяжение. Расчеты пространственных моделей зданий показывают, что центральная часть фундамента является полностью сжатой даже при сейсмическом воздействии в 9 баллов, что позволяет разместить в этом месте связи, передающие растяжение – арматурные выпуски 4. В отдельных случаях при наличии по расчету растягивающих сил в центральной части фундамента необходимо предусмотреть соответствующие объемно-планировочные или конструктивные мероприятия (увеличение ширины, длинны здания; устройство контрфорсов) для смещения растягивающих сил в места свободного опирания железобетонного фундаментного блока 3. В центральной части железобетонный ростверк 2 жестко связан с железобетонным фундаментным блоком 3 через арматурные выпуски 4, что обеспечивает полную устойчивость здания на сдвиг и опрокидывание от действия сейсмических нагрузок, при конструировании в соответствии с расчетом и действующими нормами. За счет жесткого сопряжения в центральной части железобетонного фундаментного блока 3 с железобетонным ростверком 2 величины деформаций во всех местах опирания будут не значительными. В местах свободного опирания железобетонного фундаментного блока 3 на железобетонный ростверк 2 устанавливается водостойкий материал 5 (рубероид, полиэтилен и пр.) для предотвращения возможного отслоения защитных слоев бетона при сейсмическом воздействии вследствие изменения направления действия усилий.

Сейсмостойкий свайный фундамент, включающий группу свай, железобетонный ростверк, жестко соединенный со сваями, отличающийся тем, что 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.

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.

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.

Сейсмоизолирующая система "свая в трубе в опускном колодце" // 2603317

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.

Сейсмостойкое промышленное здание // 2589244

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.

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.