Трубобетонная сейсмоизолирующая опора на монолитном железобетонном фундаменте

Полезная модель относится к области строительства, в частности к сейсмоизолирующим устройствам зданий и сооружений, и может быть использована в конструкциях несущего каркаса многоэтажных гражданских зданий.
Известны сейсмоизолирующие демпфирующие опоры защиты технических устройств на неподвижном монолитном фундаменте, например, демпфирующее основание, по полезной модели RU №160023, МПК F16F 15/04 (2006.01), содержащим подвижную и неподвижную части, между которыми размещены демпфирующие упругие элементы, устройства компенсации горизонтальных перемещений в виде узлов качения и устройства защиты от опрокидывания в виде зацепа с анкерами на неподвижном основании. Такая опора предназначена для защиты радиоэлектронной аппаратуры небольших размеров от виброударных и сейсмических воздействий, а поэтому практически не применима для сейсмозащиты многоэтажных гражданских зданий, где таких опор должно быть много, и они должны иметь внушительные габаритные размеры.
В качестве прототипа выбрана трубобетонная сейсмоизолирующая опора (патент на изобретение RU №2477353, кл. E02D 27/34 (2006.01), как имеющую наибольшее количество общих существенных признаков с предлагаемым техническим решением. Согласно прототипу, каждая трубобетонная сейсмоизолирующая опора, смонтированная на общем монолитном фундаменте, состоит из колонны в трубобетонном варианте с шарнирными узлами, составляющие с гасителями колебаний единое целое. Шарнирные узлы с гасителями колебаний выполнены из стальных листов из прокатной стали и размещены в верхней и нижней части колонны. При этом гасители колебаний одновременно являются поглотителями энергии и ограничителями горизонтальных и вертикальных перемещений.
Принцип работы сейсмоизолирующей трубобетонной опоры по прототипу состоит в ее наклоне от вертикали под горизонтальным сейсмоимпульсом с возвратом в исходное положение при его обратном действии за счет силы тяжести от собственного веса и вышележащих конструкций здания. Заявленный положительный эффект будет достигнут только в том случае, если несколько опор будут установлены строго вертикально, без малейших отклонений от проектного положения. В противном случае, даже при небольшом наклоне соседних опор в противоположные стороны, практически всегда характерном для строительной точности производства монтажных работ, возможно, наоборот, разрушение отдельных конструкций построенного здания. А это влечет за собой прогрессирующее обрушение всего железобетонного каркаса объекта строительства.
Задачей технического решения является повышение надежности работы системы из сейсмоизолирующих трубобетонных опор за счет достижения требуемой повышенной, машиностроительной точности их устройства.
Поставленная задача повышения надежности устройства трубобетонной сейсмоизолирующей опоры на монолитном железобетонном фундаменте решается тем, что опора, состоящая из колонны в трубобетонном варианте и шарнирных узлов, составляющих с гасителями колебаний единое целое, выполненное из стальных листов из прокатной стали, размещенных в нижней и верхней части колонны, причем гасители одновременно являются поглотителями энергии и ограничителями горизонтальных и вертикальных перемещений, дополнительно снабжена закладной деталью фундамента с радиально приваренными проушинами, в отверстиях которых смонтированы анкерные болты с регулировочными гайками с двух сторон проушин, а между закладными деталями и фундаментом устроен слой подливки из фибробетона, нижняя закладная деталь снабжена огибающей ее съемной опалубкой для подливочного слоя из фибробетона.
Представленная совокупность существенных признаков позволяет регулировать и точно смонтировать конструкцию сейсмоизолирующей опоры, причем не только каждой в отдельности, а и в комплексе всех запроектированных в пределах единой конструктивной системы каркаса, обеспечивая таким образом надежность будущей работы этой системы под сейсмической и другими видами нагрузки.
Наличие подливки из фибробетона, как более прочного и безусадочного материала, также необходимо для долговечной и надежной работы системы «монолитный фундамент - монолитная подливка из фибробетона - трубобетонная сейсмоизолирующая опора - монолитный каркас здания» обеспечивает повышение прочностных и деформативных свойств системы за счет исключения усадочных явлений при твердении подливки. А чтобы исключить вытекание раствора подливки из-под закладной детали во время формования, нижняя закладная деталь снабжена огибающей ее съемной опалубкой.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами.
На Фиг. 1 показан общий вид опоры, совмещенный с ее разрезом по анкерному креплению к монолитному фундаменту.
На Фиг. 2 - разрез 2-2 на Фиг. 1.
Устройство содержит (фиг. 1) трубобетонную опору 1 на железобетонном монолитном фундаменте 2. Трубобетонная опора 1 состоит из собственно стальной трубы колонны 3, заполненной монолитным железобетоном 4, а также верхнего 5 и нижнего 6 шарнирных узлов с верхним 7 и нижним 8 гасителями колебаний. Внутри нижнего гасителя колебаний 8 размешена закладная деталь 9. Она имеет цилиндрическую пустотелую конструкцию и снабжена радиально приваренными проушинами 10, (фиг. 2). В отверстиях 11 проушин 10 смонтированы анкерные болты 12 фундамента 2 с регулировочными гайками 13, соединенными с анкерными болтами 12 с двух сторон проушин 10. Между закладными деталями 9 и фундаментом 2 устроен слой подливки 14 из фибробетона. Закладная деталь 9 фундамента 2 снабжена огибающей ее съемной опалубкой 15 для подливочного слоя 14 из фибробетона.
Технология устройства сейсмоизолирующей трубобетонной опоры 1 заключается в ниже следующем. Изготовление собственно стальных труб колонны 3 осуществляется заблаговременно в заводских условиях с повышенной машиностроительной точностью. До их монтажа производится бетонирование фундамента 2 с анкерными болтами 12 таким образом, что верх фундамента 2 получают ниже на несколько сантиметров от проектной установки низа закладной детали 9 фундамента 2. На анкерные болты 12 одевают проушины 10 закладной детали 9 с навинченными с двух сторон гайками 13. Вращением этих гаек 13 в двух направлениях приводят верх закладной детали 9 в необходимое проектное положение, контролируемое высокоточными геодезическими приборами. После выверки положения всех, предусмотренных проектом, закладных деталей 9 приступают к устройству подливки 14 из фибробетона через верхнее отверстие в закладной детали 9. Вытекание подвижного раствора подливки 14 предотвращается огибающей ее съемной опалубкой 15. Необходимость применения подливочного слоя 14 из фибробетона объясняется требованиями повышенной прочности и исключения усадки после твердения. Затем снимают (срезают) проушины 10 с отверстиями 11, в которых расположены анкерные болты 12 и опалубку 15. На закладную деталь 9 монтируют стальную трубу 3 с гасителями 7 и 8 шарнирных узлов 5 и 6. После чего внутреннюю полость трубы 3 заполняют монолитным железобетоном 4, а на ней бетонируют конструкции сейсмозащищенного строительного объекта.
Таким образом, в предложенной конструкции сейсмоизолирующей опоры удается обеспечить повышенную точность установки, причем не только одной из них, а всего их комплекса на объекте, а следовательно, обеспечивается требуемая надежность работы системы из таких опор, чем и достигается решение поставленной задачи.