МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к свайным фундаментам и может быть использована для передачи нагрузки от установленного на нее изделия грунту.
Известен металлический свайный ростверк, содержащий две основные балки, расположенные перекрестие, которые объединяют по две сваи, объединяемые каждой балкой сваи расположены диаметрально противоположно друг относительно друга. Перекрестное положение основных балок достигается за счет расположения их на разных уровнях - верхнем и нижнем, при этом основная балка верхнего уровня опирается на основную балку нижнего уровня, а на основной балке верхнего уровня формируется опорный узел надфундаментной конструкции, включающий в себя опорную плиту надфундаментной конструкции, стянутую с основными балками верхнего и нижнего уровней. Опорная плита надфундаментной конструкции и балки верхнего и нижнего уровней стягиваются между собой посредством длинных болтов (шпилек). Балка нижнего уровня расположена по отношению к балке верхнего уровня в перевернутом на 180° положении. (Патент РФ №54969, МПК E02D 27/12, E02D 27/14, опубл. 27.06.2012 г. - аналог).
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является сборный металлический ростверк многосвайного фундамента башенной опоры, содержащий центральный элемент и два периферийных элемента. Центральный элемент выполнен сварным из двух параллельных балок, на которых закреплена пластина с отверстиями под фланцевое соединение с основанием башенной опоры, и двух приваренных к балкам поперечин, скрепляющих концы параллельных балок. Каждый периферийный элемент выполнен в виде балки с отверстиями для закрепления ростверка на хвостах свай, к которой приварены две консоли, а концы консолей периферийного элемента и концы поперечин центрального элемента снабжены фланцами для болтового соединения друг с другом. Часть сварных соединений выполнена с использованием накладных листов металла. Фланцы на концах консолей и поперечин укреплены ребрами. (Патент РФ №107191, МПК E02D 27/42, опубл. 10.08.2011 г. - прототип)
Недостатком известных конструкций является возможность передачи только статически приложенной нагрузки от выше лежащих конструкций грунту. При ударе динамических масс (таранном ударе) приходящемся в изделия, установленные на известные конструкции фундаментов, происходят не контролируемые деформации, приводящие к разрушению конструкции в целом, что требует полной замены фундамента.
Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании высокопрочной конструкции свайного фундамента, обеспечивающего гашение импульса удара динамических масс, то есть обеспечивающего возможность преобразования полученной ею энергии от ударной (динамической) нагрузки в деформацию и разрушение материала демпферов, а также передачи части ударной (динамической) нагрузки посредством свай на грунт.
Поставленная техническая задача решается тем, что в металлическом свайном фундаменте, включающем сваи и ростверк, согласно предложенной полезной модели, сваи выполнены в виде вертикально расположенных труб, по меньшей мере, две из которых жестко связаны между собой, по меньшей мере, двумя соединяющими балками, каждая из не связанных между собой труб в верхней части снабжена средством для опоры ростверка, ростверк выполнен в виде системы Г-образных балок, каждая из которых снабжена, по меньшей мере, одним жестко соединенным с концом балки демпфером, посредством которого она опирается на средство для опоры.
Заявляемая полезная модель характеризуется следующими дополнительными существенными признаками:
- система Г-образных балок состоит из основной балки, опирающейся одним концом на нижнюю балку, соединяющую две связанные вертикальные свайные трубы, и двух примыкающих перпендикулярно к ней балок, опирающихся демпферами на средства для опоры, которыми снабжены не связанные между собой свайные трубы;
- по меньше мере, одна Г-образная балка выполнена из двух элементов, соединенных между собой фланцевым соединением, обеспечивающим жесткое сопряжение элементов;
- демпферы Г-образных балок выполнены в виде отрезка трубы и образуют шарнирное соединение со средствами для опоры;
- средство для опоры, которым снабжены не связанные между собой свайные трубы, выполнено в виде в виде опорной площадки, снабженной ребром жесткости.
Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией заявляемой совокупности существенных признаков, состоит снижении усилия и напряжения в элементах конструкции, что обеспечивает гашение импульса удара динамических масс во время таранного удара.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунком, где на фиг.1 представлен общий вид заявляемой конструкция.
Металлический свайный фундамент представляет собой металлическую конструкцию, передающую внешнюю нагрузку на грунт основания от установленного на нее изделия
Металлический свайный фундамент (фиг.1), включает сваи и ростверк. Сваи выполнены в виде вертикально расположенных труб 1. По меньшей мере, две трубы 2 и 3 жестко связаны между собой, по меньшей мере, двумя соединяющими балками 4. Каждая из не связанных между собой труб в верхней части снабжена средством 5 для опоры ростверка.
Средство 5 для опоры, которым снабжены не связанные между собой свайные трубы, выполнено в виде опорной площадки, снабженной ребром жесткости.
Ростверк выполнен в виде системы Г-образных балок 6, 7, 8, каждая из которых снабжена, по меньшей мере, одним жестко соединенным с концом балки демпфером 9, посредством которого она опирается на средство 5 для опоры.
Система Г-образных балок состоит из основной балки 6, опирающейся одним концом на нижнюю балку, соединяющую две связанные вертикальные свайные трубы 2 и 3, и двух примыкающих перпендикулярно к ней балок 7 и 8, опирающихся демпферами 9 на средства 5 для опоры, которыми снабжены не связанные между собой свайные трубы.
По меньше мере, одна Г-образная балка выполнена из двух элементов, соединенных между собой фланцевым соединением 10, обеспечивающим жесткое сопряжение элементов.
Демпферы 9 Г-образных балок выполнены в виде отрезка трубы и образуют шарнирное соединение со средствами 5 для опоры.
Принцип работы предложенной полезной модели основан на преобразовании полученной ею энергии от ударной (динамической) нагрузки в деформацию и разрушение материала.
Во время удара динамических масс («таранного удара») основная балка 6 раскладывает изгибающий момент, передающийся от объекта, установленного на нее, на пару сил. Одна сила посредством демпфера на конце основной балки и опорные площадки вдавливает не связанные сваи. Эти сваи работают на сжатие. Другая сила свободным концом основной балки посредством верхней объединяющей балки вырывает связанные сваи 2 и 3. Эти сваи работают на растяжение.
Во время таранного удара, кроме изгибающего момента, возникает поперечная сила, которая посредством демпфера на конце основной балки 6, лежащего на опорных площадках, изгибает не связанные сваи. В это время свободный конец основной балки проскальзывает между объединяющими балками связанных свай.
Сваи и демпферы на концах основной балки 6 и примыкающих к ней балок 7 и 8 во время таранного удара деформируются первыми, так как имеют наименьшую жесткость в системе, тем самым, обеспечивая упругую податливость опор.
Примыкающие балки 7 и 8 обеспечивают общую устойчивость основной балки 6 из плоскости действия динамической нагрузки.
Предложенная конструкция фундамента позволяет снизить усилия и напряжения в элементах конструкции, что снижает ее металлоемкость. Кроме того, преимуществом заявляемой полезной модели является возможность отказаться от бетона и работ, связанных с его доставкой на объект строительства, устройством опалубки и укладкой. При монтаже фундамента отпадает необходимость в рытье котлована, складировании вынутого грунта, его вывозе, обратной засыпке пазух. Уменьшается объем земляных работ, что приводит к снижению трудоемкости и стоимости строительства.