ФУНДАМЕНТ СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства конструкций сейсмостойких зданий, возводимых в районах распространения вечной мерзлоты, а в частности к конструкциям фундаментов.
Известна конструкция сейсмостойкого свайного фундамента, состоящая из ростверка, свай, оболочки, установленной в грунт и выступающей над поверхностью грунта, упругий ограничитель, помещенный в оболочку (SU №702958, E02D 5/22, 01.08.1977). Свая установлена с зазором, на поверхности грунта установлен железобетонный пригруз на песчаной подушке.
Недостатком этой конструкции является низкая сейсмостойкость здания за счет невозможности регулирования сил сухого трения и низкой эффективности демпфирования.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является фундамент сейсмостойкого здания, который включает верхнюю и нижнюю плиты соединенные гибкими вертикальными связями, и массивный блок, размещенный на основании из фрикционного материала, снабжен подпружиненными упорами и установленными на них регулировочными приспособлениями и расклинивающими элементами, причем верхняя и нижняя плиты выполнены с расположенными напротив друг друга прямоугольными углублениями, массивный блок размещен своей нижней частью в углублении нижней плиты и выполнен со скошенными боковыми стенками, расклинивающие элементы размещены между скошенными стенками массивного блока и вертикальными стенками углубления верхней плиты, а подпружиненные упоры установлены между массивным блоком и горизонтальной стенкой углубления верхней плиты (SU №855160, E04H 9/02, E02D 27/34, 15.08.1981).
Недостатком этой конструкции является низкая сейсмостойкость здания из за недостаточной эффективности демпфирования в виду наличия только одной трущейся пары, помимо этого при эксплуатации этой конструкции возникают проблемы по ее обслуживанию и ремонту.
Задача полезной модели - повышение сейсмостойкости здания и повышение эксплуатационных характеристик конструкций фундамента.
Технический результат достигается тем, что в фундаменте сейсмостойкого здания, включающем верхнюю и нижнюю плиты, вертикальные гибкие связи, массивный блок, размещенный на основании из фрикционного материала, установленного в углублении нижней плиты, подпружиненный упор, верхняя плита выполнена с прямоугольным углублением, подпружиненный упор установлен в углублении верхней плиты, нижняя плита выполнена в виде стакана и установлена на слое фрикционного материала, расположенного на грунтовом основании, причем массивный блок выполнен в виде цилиндра со ступенчатым увеличением диаметра в верхней части и с прямоугольным углублением, расположенным симметрично относительно углубления в верхней плите, нижний конец подпружиненного упора установлен в выемке массивного блока, массивный блок соединен с верхней плитой с помощью шарнирных связей, верхняя плита соединена с грунтовым основанием вертикальными гибкими связями.
Конструкция фундамента сейсмостойкого здания представлена на чертеже.
Фундамент сейсмостойкого здания состоит из верхней 1 и нижней 2 плит, вертикальных гибких связей 3, массивного блока 4, размещенного на основании из фрикционного материала 5, установленного в углублении нижней плиты 2, подпружиненного упора 6, верхняя плита 1 выполнена с прямоугольным углублением 7, подпружиненный упор 6 установлен в углублении 7 верхней плиты 1, нижняя плита 2 выполнена в виде стакана и установлена на слое фрикционного материала 8, расположенного на грунтовом основании, причем массивный блок 4 выполнен в виде цилиндра со ступенчатым увеличением диаметра в верхней части и с прямоугольным углублением 10, расположенным симметрично относительно углубления 7 в верхней плите 1, нижний конец подпружиненного упора 6 установлен в выемке 10 массивного блока 4, массивный блок 4 соединен с верхней плитой 1 с помощью шарнирных связей 9, верхняя плита 1 соединена с грунтовым основанием вертикальными гибкими связями 3.
При сейсмическом воздействии, за счет гибкости вертикальных связей 3, происходит перемещение верхней плиты 1, перемещения передаются через шарнирные связи 9 массивному блоку 4. Массивный блок 4 перемещаясь, нижней плоскостью меньшего диаметра, по основанию из фрикционного материала 5, установленного в углублении нижней плиты 2, тем самым создавая трущуюся пару, которая за счет сил сухого трения производит гашение колебаний.
При увеличении амплитуды колебаний верхней плиты 1 и достижения ею определенного значения, массивный блок 4 начинает упираться в стенки нижней плиты 2, выполненной в виде стакана, за счет этого нижняя плита 2 начинает перемещаться по слою фрикционного материала 8, создавая вторую трущуюся пару. Таким образом, повышаются силы трения и, в следствии происходит более эффективное гашение колебаний.
Также, имея несколько трущихся пар с разными характеристиками, система становится нелинейной, что также повышает сопротивление сейсмическим воздействиям.
Регулировка сил сухого трения происходит за счет подбора параметров фрикционного материала, а также с помощью, установленного в углублении 7 в верхней плите 1, подпружиненного упора 6, который прижимает массивный блок 4 к нижней плите 2. Фрикционным материалом может служить гравий, песок различных фракций, полимерные сыпучие материалы и др.
Использование шарнирных связей 9 в качестве крепления массивного блока 4 к верхней плите 1 позволяет беспрепятственно осуществлять ремонт и замену элементов конструкции фундамента. Таким образом, повышается срок эксплуатации фундамента.
Простота исполнения и минимизация мокрых процессов позволяет использовать фундамент сейсмостойкого здания в районах с суровым климатом и трудными условиями строительства, например в районах распространения вечной мерзлоты. Помимо этого, пространство между верхней плитой 1 и грунтовым основанием может играть роль вентилируемого этажа и позволит сохранить основание в мерзлом состоянии.