Сейсмостійкий фундамент

Реферат: UA 82494 U UA 82494 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва, зокрема до конструкцій фундаментів будинків, споруд та інших об'єктів, які будують в умовах сейсмічного впливу. Існують різні конструкції сейсмостійких фундаментів. Відомий фундамент сейсмостійкого будинку, споруди (патент RU № 21 87 598 МПК Е 02 D 27/34, Е 04 Н 9/02, 2000 p.), що включає верхні й нижню опорні частини, у яких утворені кухлі з увігнутими днищами й розміщений між ними проміжний елемент у вигляді кулі, при цьому проміжний елемент розміщений із зазором щодо днища кухля верхньої опорної частини. Внутрішня порожнина між днищами кухлів має форму еліпса, а верхні опорні частини зв'язані між собою залізобетонним поясом, на який опирається наземна частина будинку, споруди. Відомий фундамент має істотний недолік, тому що не забезпечує захист від вертикальної складової сейсмічного впливу. Відомий фундамент сейсмостійкого будинку, споруди (патент RU № 2 165 496 МПК Е 02 D 27/34, 1999 p.). Фундамент сейсмостійкого будинку, споруди включає нижню опорну частину й верхню опорну частину із профільованою виїмкою, що контактує з розміщеним під нею елементом рухливого зв'язку круглого перерізу з віссю його обертання; між елементом рухливого зв'язку й нижньою опорною частиною встановлена плоска хитка плита, виконана у вигляді важеля. Плита пов'язана з одного боку кінематично з нижньою опорною частиною, а з іншого боку вільно опирається на цю опорну частину через установлений на неї проміжний пружний елемент. Крім того, на верхній поверхні плоскої хиткої плити попередньо виконана профільована виїмка під елемент рухливого зв'язку. Однак, розглянутий відомий фундамент не забезпечує захисту будинку, споруди від горизонтальних сейсмічних поштовхів. Відомий сейсмостійкий фундамент (патент UA № 17711 МПК Е 02 D 27/34, 1995 p.), що включає вертикальну палю, верхнім кінцем з'єднану з вищележачими несучими конструкціями будинку. Крім того, фундамент містить витрамбуваний котлован з розширенням з утрамбованого твердого матеріалу в нижній частині й заповнення з пористого матеріалу. Вертикальна паля розміщена в центрі витрамбуваного котловану. Верхній кінець вертикальної палі з'єднаний з вищележачими несучими конструкціями закладенням, а її нижній кінець обпертий на розширення з утрамбованого твердого матеріалу. Заповнення з пористого матеріалу розміщено в просторі між бічними поверхнями витрамбуваного котловану й вертикальної палі. Недоліком відомого фундаменту є те, що його виготовлення вимагає надзвичайно високої точності при виконанні робіт. Відомий амортизуючий пристрій для захисту об'єктів від сейсмічних впливів (патент RU № 2072 406 МПК Е 02 D 27/34, Е 04 Н 9/02, 1997 p.). Пристрій дозволяє забезпечити ефективний захист об'єкта в горизонтальному напрямку шляхом зниження сили сухого тертя між фундаментною й опорною плитами за рахунок того, що їхні суміжні поверхні мають форму, при якій на деяких ділянках плити стикаються, а на інших виконані із зазором у вигляді порожнин, заповнених рідиною, наприклад водою, що перебуває під надлишковим гідростатичним тиском, що втримує з'єднуючі плити компенсатором допускаючим їх відносні горизонтальні переміщення. У вертикальному напрямку захист об'єкта забезпечується шляхом збільшення періоду власних коливань перебуваючої на плитах опорної конструкції об'єкта, що амортизується, виконаної у вигляді частково плаваючого в рідині кесона, який частково опирається на шар стисненого повітря. Кесон складається не менше, ніж із двох концентрично розташованих кухлів, у яких кільцевий зазор між зовнішнім і найближчим до нього внутрішнім кухлями перекритий знизу водонепроникним днищем. Крім того, днище по периметру з'єднано з опорною плитою компенсатором, що допускає їх відносні вертикальні переміщення й утримує в кесонній порожнині тиск стисненого повітря. Заповнені рідиною порожнина між плитами й нижньою частиною кесонної порожнини з'єднані трубопроводами з резервними ємностями, розташованими вище відповідних порожнин. Однак і розглянутий відомий амортизуючий пристрій має складні форми поверхонь суміжних плит, необхідно забезпечити високу точність поверхонь, що сполучаються, що включають кесон стисненого повітря, а також порожнину з водою й резервними ємностями. Найближчим за сукупністю істотних ознак до заявленої корисної моделі й прийнятим за прототип є сейсмостійкий фундамент (патент України № 20582 МПК E02D 27/34; Е04 Н 9/02, 2007 р. Основним амортизаційним елементом, що забезпечує сейсмостійкість відомого фундаменту служать пневматичні опори, заповнені стисненим повітрям, що містять еластичні елементи, стягнуті кільцями, нижню й верхні основи пневматичної опори, приєднані до джерела стисненого повітря, ніпель і клапан запірні. Пневматичні опори, заповнені стисненим повітрям установлюють між верхньою й нижньою плитами фундаменту. Нижня плита фундаменту має окремо встановлені технологічні опори у вигляді вертикальних виступів, на які може опиратися 1 UA 82494 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 верхня плита фундаменту до монтажу пневматичних опор. Аналіз технічних характеристик прототипу показав, що поряд з перевагами є недоліки: наявність роздільно встановлених опор зменшує корисну площу сейсмостійкого фундаменту, що обмежує вагу об'єкта, що споруджується на ньому; роздільно встановлені опори ускладнюють конструкцію сейсмостійкого фундаменту, що приводить до збільшення строку його виготовлення й підвищує втрати на його виготовлення. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення сейсмостійкого фундаменту, у якому шляхом введення нових конструктивних елементів забезпечується необхідне гасіння сейсмічних навантажень при збільшенні ваги об'єкта будівництва, що споруджується, спростити конструкцію сейсмостійкого фундаменту з одночасним зменшенням витрат на його виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що сейсмостійкий фундамент містить нижню плиту фундаменту з амортизаційними елементами, розміщеними на ній, на якій установлена верхня плита фундаменту з розташованим на ній споруджуваним об'єктом, елементом амортизації служить комбінована опора, що містить пневматичну опору, заповнену стисненим повітрям і складається з еластичних елементів, стягнутих кільцями, нижню й верхню основи пневматичної опори. Пневматична опора приєднана до джерела стисненого повітря через ніпель і клапан запірний. Усередині пневматичної опори встановлена стаціонарна опора. Крім того, пневматична опора містить обмежувальний пристрій, що являє собою талреп, що забезпечує задану відстань (робочий зазор) між стаціонарною опорою й верхньою основою пневматичної плити, стяжні шпильки для транспортування опори й рим - болти для монтажу й вантажнорозвантажувальних робіт. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено: на фіг. 1 - сейсмостійкий фундамент, переріз А-А фігури 2; на фіг. 2. - сейсмостійкий фундамент, вигляд зверху; на фіг. 3 - пневматична опора в період монтажу будівельного об'єкта на фіг. 4 - пневматична опора в період експлуатації побудованого об'єкта на фіг. 5 - пневматична опора в зборі вигляд зверху на фіг. 6 - стаціонарна опора розріз В-В фігури 4 Як показано на фіг. 1, 2, 3, 4, 5 сейсмостійкий фундамент містить нижню плиту фундаменту 1, верхню плиту фундаменту 2, комбіновану пневматичну опору в зборі 3, стаціонарну опору 4 із прокладкою 5, верхню основу пневматичної опори 6, нижню основу пневматичної опори 7, еластичний елемент пневматичної опори 8, зовнішні стягуючі кільця 9, внутрішні стягуючі кільця 10, кріплення для складання пневматичних опор 11, обмежувальні пристрої 12, що забезпечують регулювання робочого зазору, ніпель 13 для приєднання пневматичної опори до джерела стисненого повітря, клапан запірний 14, шпилька стяжна 15, рим-болт 16. Заявлений пристрій працює в такий спосіб. Основним елементом, що амортизує, що забезпечує сейсмостійкість заявленого фундаменту слугують комбіновані пневматичні опори в зборі 3 установлені між нижньою 1 і верхньою 2 плитами фундаменту. Стаціонарна опора 4 приймає на себе навантаження від верхньої плити 2 зі споруджуваним на ній об'єктом у період будівництва цього об'єкта. Комбінована пневматична опора в зборі містить обмежувальний пристрій 12, що забезпечує задану (150,00 мм.) відстань (робочий зазор) між стаціонарною опорою й верхньою основою пневматичної опори. Після завершення будівництва об'єкта через ніпель 13 і клапан запірний 14 у внутрішні порожнини комбінованих пневматичних опор у зборі подають стиснене повітря до одержання робочого зазору (150,00 мм.) потім клапан запірний 14 закривають і пневматичні опори приведені в робочий стан. При незначних коливаннях ґрунту наявність зазору між плитою 1 і плитою 2 забезпечує вільний хід тільки нижньої плити 1. Верхня плита 2 зі спорудженням на ній зберігає етап спокою. При значних коливаннях ґрунту внаслідок інерції верхньої плити 2, у нижній плиті 1 виникають горизонтальні й вертикальні зусилля. Гасіння горизонтальних і вертикальних сил відбувається в результаті стиску й деформації з підвищенням тиску усередині пневматичних опор 3. У результаті чого відбувається поступове зменшення й гасіння амплітуди коливань верхньої плити фундаменту 2 зі спорудженням на ній. Розміри пневматичних опор, їхня кількість, а також кількість еластичних елементів в опорі й величина тиску повітря встановлюється розрахунковим шляхом залежно від ваги й габаритів спорудження. Зазор між нижньою й верхньою плитою призначається залежно від амплітуди переміщення нижньої плити щодо верхньої, що допускається. Комбінована пневматична опора поставляється у зборі на об'єкт, що будується. У результаті здійснення заявленої корисної моделі одержуємо сейсмостійкий фундамент, що забезпечує захист будинків і споруд від вертикальних і горизонтальних сейсмічних 2 UA 82494 U навантажень із плавним гасінням амплітуди виниклих коливань. Виготовлення, профілактичне обслуговування й ремонт заявленого сейсмостійкого фундаменту досить просте й зручне. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Сейсмостійкий фундамент, що містить нижню плиту фундаменту з амортизаційними елементами, розміщеними на ній, на яких установлена верхня плита фундаменту з розташованим на ній споруджуваним об'єктом, де елементом амортизації служить пневматична опора, заповнена стисненим повітрям, яка містить еластичні елементи, стягнуті кільцями, нижню й верхні основи пневматичної опори, а також приєднані до джерела стисненого повітря ніпель і клапан запірні, який відрізняється тим, що елементом амортизації служить комбінована опора, що містить пневматичну опору, усередині якої встановлена стаціонарна (технологічна) опора, обмежувальний пристрій на пневматичній опорі із пристосуванням для регулювання робочого зазору між стаціонарною (технологічною опорою) і верхньою основою пневматичної опори. 3 UA 82494 U 4 UA 82494 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5