ФУНДАМЕНТ ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ МАЛОЙ ЖЕСТКОСТИ

Фундамент здания, сооружения малой жесткости относится к области строительства и предназначен для защиты строительных конструкций жилых и общественных зданий, сооружений от колебаний, возбуждаемых внешними источниками техногенного характера (движением автотранспорта, поездов метро, железнодорожных составов, работой оборудования, расположенного вне здания и т.п.), передающихся через грунт на фундамент и через него - в помещения и на строительные конструкции зданий, сооружений; защиты строительных конструкций и помещений жилых и общественных зданий, расположенных в непосредственной близости к промышленному зданию, в помещениях которого расположено внутреннее виброактивное оборудование, создающее динамическое воздействие и дискомфорт в помещениях окружающей застройки.
Наиболее близким является устройство нагрузочной несущей платформы, упруго прикрепленной на трех группах упругих элементов - пружин /1/. Недостатком устройства является малая несущая способность нагрузочной платформы, воспринимающей небольшие статические нагрузки от промышленного оборудования и не допускающей большие нагрузки от здания, сооружения в качестве фундамента.
Проблема заключается в том, что фундамент на грунте (при традиционном исполнении) при воздействии колебаний, возбуждаемых внешними источниками техногенного характера (движением автотранспорта, поездов метро, железнодорожных составов, работой оборудования, расположенного вне здания и т.п.), из-за большой жесткости, попадает в резонанс при преобладающих частотах воздействия, испытывает резонансные большие колебания и эти колебания передает на вышерасположенные конструкции, что приводит к существенному увеличению передаваемых уровней колебаний от грунта через фундамент в помещения здания, расположенного в зоне влияния техногенных источников.
Проблема решается таким образом, что фундамент здания, сооружения малой жесткости для уменьшения уровней колебаний строительных конструкций жилых и общественных зданий, сооружений от внешних техногенных источников, и зданий, расположенных в непосредственной близости к промышленному зданию, в помещениях которого расположено внутреннее виброактивное оборудование, создающее динамическое воздействие и дискомфорт в помещениях окружающей застройки, согласно полезной модели, разделенный швом по крайней мере на верхнюю и нижнюю силовые плиты и расположенные между ними по результатам расчета сооружения на нормативные нагрузки с некоторым шагом в плане упругие элементы, заполненными между ними материалом малой плотности, слоистые конструкции, расстеленные по всей площади описания плиты, отделяющие друг от друга силовые плиты, вертикальные упругие опоры, установленные над силовой плитой под зданием по ее периметру, горизонтальные упругие опоры, установленные между силовой плитой под зданием и стеной в грунте, несущими ограждающими конструкциями, оборудован демпфирующими конструкциями сухого трения, соединяющие плиты и верхнее строение сооружения, опорными элементами, закрепленными к стене в грунте, несущим ограждающим конструкциям, установленными над силовой плитой под зданием, сооружением, поддерживающими вертикальные упругие опоры, установленные над силовой плитой в рабочем состоянии, обладает малой жесткостью и способностью уменьшения (устранения) колебаний в помещениях здания, сооружения, при техногенных воздействиях.
Предлагаемый фундамент здания, сооружения малой жесткости отличается тем, что разделен швом по крайней мере на две силовые плиты, включающие с некоторым шагом в плане упругие элементы, заполненными между ними материалом малой плотности, слоистые конструкции, отделяющие друг от друга силовые плиты, включает вертикальные упругие опоры, установленные над силовой плитой под зданием по ее периметру, горизонтальные упругие опоры, установленные между силовой плитой под зданием и стеной в грунте, несущими ограждающими конструкциями, оборудован демпфирующими конструкциями сухого трения, соединяющие плиты и верхнее строение сооружения, опорными элементами, закрепленными к стене в грунте, несущим ограждающим конструкциям, установленными над силовой плитой под зданием, сооружением, поддерживающими вертикальные упругие опоры, установленные над силовой плитой в рабочем состоянии.
Предлагаемая конструкция фундамента не имеет конструктивных сложностей при проектировании и строительстве, разделена на несколько несущих частей, силовых плит без потери несущей способности, достаточно эффективная при демпфировании колебаний, универсальна и, поэтому, может быть применена при любых архитектурных решениях зданий, сооружений, простая при реализации и может быть реализована проектировщиком и рабочим персоналом любой квалификации, не требующая сложной настройки колебаний, как в случае установки гасителей колебаний, что требует особой квалификации рабочего персонала и проектировщика, является безопасной при эксплуатации, обладает достаточно малой, уменьшенной жесткостью, что приводит к отстранению фундамента от резонансных режимов колебаний и допускает колебания вне резонанса, позволяет устранить большие недопустимые по нормам колебания в помещениях зданий, сооружений и уменьшить динамические и, как следствие, шумовые нагрузки, воздействующие на людей, при воздействиях техногенных источников колебаний.
На фиг. 1 представлен фундамент здания, сооружения малой жесткости в плане; фиг. 2 - А-А фиг. 1; фиг. 3 - то же, что и на фиг. 1 (вариант фундамента разделенного на три силовые плиты: верхнюю, нижнюю и промежуточную); фиг. 4 - Б-Б фиг. 3; фиг. 5 - то же, что и на фиг. 1 (вариант фундамента, разделенного на две силовые плиты - верхнюю и нижнюю, выполненные в ребристых исполнениях, допускающих установку упругих элементов по ребрам жесткости); фиг. 6 - В-В фиг. 5; фиг. 7 - то же, что и на фиг. 1 (вариант фундамента, разделенного на две силовые плиты - верхнюю и нижнюю; вариант установки упругих опор в защищаемой части силовой плиты фундамента: горизонтальных - между силовой плитой и стеной в грунте; вертикальных - между опорными элементами и защищаемой части силовой плиты фундамента, расположенных по периметру плиты); фиг. 8 - Г-Г фиг. 7.
Фундамент здания, сооружения малой жесткости отличающийся тем, что, с целью повышения демпфирующих свойств и обеспечения надежности и демпфирования колебаний при эксплуатации в течение жизненного цикла здания, включает по крайней мере верхнюю 1 и нижнюю 2 силовые плиты и упругие элементы 4, расположенные между ними некоторым шагом в плане, слоистые конструкции 5, отделяющие силовые плиты, горизонтальные упругие опоры 9, установленные между силовой плитой под зданием и стеной в грунте, несущими ограждающими конструкциями 11, вертикальные упругие опоры 10, установленные над силовой плитой под зданием по ее периметру, снабжен материалом 6 малой плотности, заполняющим объем между упругими элементами 4 и оборудован демпфирующими конструкциями сухого трения 7, соединяющими силовые плиты и верхнее строение сооружения, опорными элементами 8, закрепленными к стене в грунте, несущим ограждающим конструкциям 11, установленными над силовой плитой под зданием, сооружением, поддерживающими вертикальные упругие опоры 10, установленные над силовой плитой по ее периметру в рабочем состоянии. Силовые плиты фундамента могут быть плоскими (вариант на фиг. 2, 4), с ребрами жесткости, (вариант на фиг. 6), монолитными, сборными железобетонными конструкциями. Фундамент между верхним 1 и нижним 2 силовыми плитами может включать несколько промежуточных несущих плит.
Источник информации:
1. В.А. Ивович, д-р техн. наук, проф., М.В. Арутюнян, канд. техн. наук ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.
К расчету виброизолированной системы с малой жесткостью. Строительная механика и расчет сооружений. 2008, №4, стр. 40-43.