Нижний шарнирный узел сейсмоизолирующей опоры в трубобетонном варианте на монолитном фундаменте

Полезная модель относится к области строительства, в частности к кинематическим сейсмоизолирующим устройствам зданий и сооружений, и может быть использована в конструкциях несущего каркаса многоэтажных гражданских зданий.
Известна смонтированная на общем монолитном фундаменте трубобетонная сейсмоизолирующая опора (патент на изобретение RU №2477353, кл. E02D 27/34 (2006.01). Опора состоит из колонны в трубобетонном варианте, шарнирных узлов, составляющих с гасителями колебаний единое целое. Верхний и нижний 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 такой сейсмоизолирующей трубобетонной опоры 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 строительных конструкций построенного здания.
Известна сейсмоизолирующая опора (патент RU №193791 U1, кл. E02D 27/34 (2006.01), выбранная в качестве прототипа. Опора состоит 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. При этом гасители одновременно являются поглотителями энергии и ограничителями горизонтальных и вертикальных перемещений. Нижний шарнирный узел сейсмоизолирующей опоры состоит из цилиндрической стальной закладной детали с радиально размещенными анкерными болтами и проушинами, в отверстиях которых смонтированы анкерные болты с регулировочными гайками с двух сторон проушин. В составе нижнего шарнирного узла также имеется подливка из фибробетона, заполняющая все внутреннее пространство между монолитным фундаментом и закладной деталью, а также огибающая и закрепленная на закладной детали опалубка для подливки в виде отрезка трубы.
Конструкция нижнего шарнирного узла не обеспечивает требуемую надежность его устройства, поскольку в случае конструирования плотного прилегания опалубки к закладной детали затруднена регулировка ее положения на анкерных болтах. В случае не плотно прилегающей опалубки к закладной детали, то нельзя обеспечить герметичность внутреннего пространства образовавшейся формы для подливки из бетонной или клеевой смеси. Кроме того, конструкция нижнего шарнирного узла предполагает бетонирование фундамента вместе с анкерными болтами и монтаж закладной детали вместе с радиально приваренными к ней проушинами. Эти конструктивные элементы практически необходимы только на период до набора прочности подливкой из фибробетона. Далее, перед началом эксплуатации построенного объекта, их необходимо срезать, т.е., анкерные болты, проушины и опалубка в прототипе используются одноразово и требуют обязательных операций по их срезке, например, дисковыми отрезными кругами.
В основу полезной модели поставлена задача обеспечения повышенной технологичности устройства.
Поставленная задача решается тем, что нижний шарнирный узел сейсмоизолирующей опоры в трубобетонном варианте на монолитном фундаменте, состоящий из цилиндрической стальной закладной детали с радиально размещенными анкерными болтами и проушинами, в отверстиях которых смонтированы анкерные болты с регулировочными гайками с двух сторон проушин и подливки из фибробетона, а также огибающей и закрепленной на закладной детали опалубкой для подливки в виде отрезка трубы, цилиндрическая закладная деталь снабжена стяжным хомутом, опалубка для подливки выполнена из эластичного материала, размещенной под стяжным хомутом, а проушины приварены на нем, анкерные болты закреплены, с возможностью снятия, бурением в затвердевший железобетон фундамента.
Устройство обеспечивает путем организации одновременно герметичного и податливого стыка опалубки с закладной деталью и монолитным фундаментом с обеспечением многоразового использования радиально приваренных проушин и анкерных болтов уменьшение расхода материалов, упрощение технологии устройства монолитного фундамента, отпадает необходимость установки и фиксации, а затем ликвидации, как анкерных болтов, так и проушин, радиально приваренных к закладной детали фундамента.
В предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипом, вводится новый элемент - стяжной хомут, размещенный на закладной детали; и новое взаимное расположение, и выполнение элементов: опалубка для подливки выполнена из эластичного материала, например, резины и размещена под стяжным хомутом, а проушины приварены на нем (стяжном хомуте).
Такая совокупность перечисленных отличий, в комплексе, и позволяет решить поставленную задачу с достижением положительного эффекта - повышения надежности устройства шарнирного узла путем организации одновременно герметичного и податливого стыка опалубки с закладной деталью и монолитным фундаментом.
Приваренные на стяжном хомуте проушины, а не на закладной детали, в совокупности с временно закрепленными бурением анкерными болтами в железобетоне фундамента обеспечивают достижение сопутствующего положительного эффекта - многократного использования перечисленных съемных элементов на других сейсмоизолирующих опорах. Такое снятие, как вариант, выполняется развинчиванием регулировочных гаек на анкерных болтах и последующим извлечением их самих из пробуренных скважин в фундаменте.
Сущность полезной модели поясняется графическими изображениями, где на Фиг. 1 показан общий вид, совмещенный с разрезом нижнего шарнирного узла по анкерному креплению к монолитному фундаменту. На Фиг. 2 изображен общий вид сверху нижнего шарнирного узла, совмещенного по оси симметрии с разрезом 2-2 на Фиг. 1.
Нижний шарнирный узел сейсмоизолирующей опоры состоит из монолитного фундамента 1, цилиндрической стальной закладной детали 2 и радиально размещенных анкерных болтов 3 с проушинами 4. Анкерные болты 3 временно закреплены в монолитном фундаменте 1 сверлением и заанкериванием в отверстиях 5. На закладной детали 2 смонтирована огибающая ее съемная опалубка 6 из резины в виде отрезка трубы. Все внутреннее цилиндрическое пространство между закладной деталью 2, фундаментом 1 и опалубкой 6 заполнено подливкой 7, преимущественно из фибробетона. На опалубку 6 и наружную вертикальную поверхность детали 2 одет и зафиксирован стяжной хомут 8 при помощи болтового соединения 9. Таким образом, опалубка 6 из эластичного материала (резины) размещена между закладной деталью 2 и стяжным хомутом 8. Проушины 4 приварены радиально к стяжному хомуту 8 на опалубке 6, а анкерные болты 3 зафиксированы в отверстиях проушин 4 при помощи регулировочных гаек 10 под и над каждой из проушин 4.
Технология устройства нижнего шарнирного узла сейсмоизолирующей трубобетонной опоры на монолитном железобетонном фундаменте 1 заключается в ниже следующем. Сначала производят бетонирование фундамента 1 таким образом, чтобы его верх оказался на несколько сантиметров ниже от проектной установки низа закладной детали 2. Далее производят горизонтальную разметку будущего положения детали 2, например, при помощи шаблона, с одновременным расположением отверстий 5 под анкерные болты 3 на фундаменте 1. Высверливают отверстия 5 в фундаменте 1, куда затем, при помощи пробок, раздвижных анкеров или на клею, фиксируют анкерные болты 3 с нижними регулировочными гайками 10. На наружной вертикальной поверхности цилиндрической закладной детали 2 монтируют съемную опалубку 6. Затем она фиксируется стяжным хомутом 8 при помощи болтового соединения 9. Радиально приваренные на хомуте 8 проушины 4 насаживают на анкерные болты 3 до упора в нижние регулировочные гайки 10 с шайбами. Сверху проушин 4, на анкерные болты 3, также навинчивают регулировочные гайки 10. Вращением этих гаек 10 в двух направлениях приводят верх закладной детали 2 в необходимое проектное положение, контролируемое высокоточными геодезическими приборами. После выверки положения всех, предусмотренных проектом, закладных деталей 2 в пределах захватки, приступают к устройству подливки 7 из фибробетона через верхнее отверстие в закладной детали 2. Вытекание подвижного раствора подливки 7 предотвращается огибающей ее съемной эластичной опалубкой 6 в виде отрезка трубы, соприкасающегося своим нижним торцом с фундаментом 1. После набора прочности подливкой 7, ослабляют болтовое соединение 9 хомута 8 на опалубке 6 из резины. На проушинах 4 хомута 8 закладной детали 2 свинчивают верхние гайки 10 с анкерных болтов 3. Вместе с проушинами 4, хомут 8 снимают с закладной детали 2 и анкерных болтов 3. Выворачивают анкерные болты 3 из отверстий 5 в монолитном фундаменте 1 и снимают опалубку 6 с закладной детали 2.
Теперь опалубку 6, хомут 8 и анкерные болты 3 с регулировочными гайками 10 можно использовать повторно при устройстве следующего узла сталежелезобетонной колонны сейсмозащищенного строительного объекта.
Таким образом, в предложенной конструкции сейсмоизолирующей опоры удается обеспечить повышенную точность из установки, причем не только одной из них, а всего их комплекса на объекте, а опалубку вместе с приваренными к ней проушинами и анкерные болты используются многоразово, следовательно, и достигается решение поставленных задач.