СЕЙСМОИЗОЛИРУЮЩИЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при строительстве высотных зданий в районах повышенной сейсмичной опасности.
В современных конструктивных решениях нельзя повысить сейсмостойкость, только повысив величины сечений, прочность, вес. Требуются новые эффективные методы сейсмозащиты. Во время землетрясений конструкции фундаментов повреждаются редко. Несмотря на это, значение фундаментов в обеспечении сейсмостойкости зданий велико. Фундаменты первыми воспринимают сейсмические толчки и передают их в верхние части здания. Система «грунт-фундамент» воздействует на изменение динамических свойств здания, что соответственно изменяет величину действующих на него сейсмических нагрузок. Особенно остро проблемы, связанные с надежностью домов, возникают при строительстве в районах с повышенной сейсмической активностью. Для России это Дальний Восток и Северный Кавказ.
Известен универсальный сейсмоизолирующий фундамент, который состоит из нижней и верхней частей и промежуточного элемента в виде камеры, заполненной шариками в вязкой масляной среде (см. патент РФ №2406804, МПК Е02D 27/34, приоритет 24.08.2009). Недостатком данного технического решения является необходимость герметичности камеры во избежание утечки смазки.
В качестве ближайшего аналога принят сейсмостойкий фундамент, включающий нижнюю плиту, на которую через антифрикционное покрытие свободно оперта опорная пята надфундаментной конструкции, причем опорная пята окружена бортиком, жестко скрепленным с нижней плитой (см. патент РФ №2132919, МПК Е04Н 9/02, приоритет 05.08.1997). В качестве недостатков этой конструкции можно указать использование в антифрикционном покрытии материалов, теряющих упруго-деформационные свойства под действием значительных статических нагрузок и не позволяющих перемещаться надфундаментной конструкции в горизонтальной плоскости.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании фундаментной конструкции, позволяющей снизить расход материала и вести строительство высотных зданий в районах повышенной сейсмичной опасности.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в значительном снижении внутренних усилий в элементах каркаса здания, как следствие снижение расхода материала.
Поставленная задача решается тем, что сейсмоизолирующий фундамент, включающий нижнюю плиту, на которую через антифрикционное покрытие свободно оперта опорная пята надфундаментной конструкции, причем опорная пята окружена бортиком, жестко скрепленным с нижней плитой, отличается тем, что антифрикционное покрытие выполнено в виде тел качения, при этом опорной пяте и бортику придана прямоугольная форма, кроме того, на каждой стороне опорной пяты и на каждой стороне бортика жестко закреплены электромагниты с возможностью взаимодействия их магнитных полей, причем электромагниты обращены друг к другу разноименными полюсами. Кроме того, по периметру опорной пяты и на внутренней стороне бортиков на одном уровне расположены демпфирующие прокладки, выполненные, например из резины.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
На фиг.1 изображен общий вид сейсмоизолирующего фундамента.
Сейсмоизолирующий фундамент включает нижнюю плиту 1, на которую через антифрикционное покрытие 2, выполненное в виде тел качения, свободно оперта прямоугольная опорная пята 3 надфундаментной конструкции 4, причем опорная пята 3 окружена бортиком 5 прямоугольной формы, жестко скрепленным с нижней плитой 1, кроме того, на каждой стороне опорной пяты 3 и на каждой стороне бортика 5 жестко закреплены электромагниты 6 с возможностью взаимодействия их магнитных полей, причем электромагниты 6 обращены друг к другу разноименными полюсами. Кроме того, по периметру опорной пяты 3 и на внутренней стороне бортиков 5 на одном уровне расположены демпфирующие прокладки 7, выполненные, например из резины.
Устройство работает следующим образом.
В случае, когда ускорение основания превышает критическое значение, надфундаментная конструкция 4 может свободно перемещаться в горизонтальной плоскости благодаря антифрикционному покрытию 2. Однако после включения в работу электромагнитов 6 надфундаментная конструкция 4 предохранена от чрезмерного смещения, поскольку магнитные силы плавно возрастают по мере сокращения расстояния между бортиком 5 и опорной пятой 3, в результате чего обеспечивается плавное торможение надфундаментной конструкции 4. В случае возникновения чрезмерных горизонтальных сил и сталкивания опорной пяты 3 о бортики 5 гашение удара происходит за счет резиновых демпфирующих прокладок 7.
Надфундаментная конструкция может представлять собой колонну, диафрагму, стену, выполненную из железобетона, металла, камня или композитных материалов. В качестве антифрикционного покрытия можно использовать стальные подшипники, смазанные веществом, снижающим трение, например, техническим вазелином. Также пространство между нижней плитой и опорной пятой можно ограничить с помощью резинометаллических бортиков.