ФУНДАМЕНТ С КОМБИНИРОВАННОЙ ПОДГОТОВКОЙ
FOUNDATION WITH COMBINED BED

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям фундаментов под колонны промышленных и сельскохозяйственных зданий.
Известна конструкция фундамента под колонны и стены (М.В.Берлинов, Б.А.Ягупов. Примеры расчета оснований и фундаментов. - М.: Стройиздат, 1986, с.39 http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=957125) с плоской подошвой, через которую нагрузка на грунт основания передается в основном в виде нормальных напряжений, эпюра которых при центральной нагрузке имеет вид прямоугольника.
Недостатком является то, что консольная часть имеет большой изгибающий момент и поперечную силу.
Известна и наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению конструкция фундамента для зданий и сооружений (Авторское свидетельство №755952 СССР. Фундамент для зданий и сооружений/ Сорочан Е.А. (СССР). Опубл. 1980. - Бюл. №30. С.172), включающая железобетонный элемент с плоской подошвой и промежуточный слой основания, расположенный между подошвой и грунтом.
Недостатком является то, что не в полном объеме использован резерв снижения расхода материалов (арматуры, бетона) при центральной нагрузке.
Техническим результатом является повышение надежности фундамента при передаче центральной нагрузки и уменьшение деформируемости грунта основания.
Технический результат достигается тем, что фундамент с промежуточной подготовкой, включающий железобетонный элемент с плоской подошвой и комбинированную промежуточную подготовку переменной жесткости, выполнен из двух бетонных плит разных геометрических размеров в плане, в зоне, испытывающей сжатие, таким образом, чтобы их геометрические оси совпадали с вертикальной осью фундаментного блока.
Сущность заявляемого изобретения поясняется следующим чертежом (фиг.1), где изображена конструкция фундамента на комбинированной промежуточной подготовке при центральной нагрузке, которая выполнена из двух бетонных плит с разными геометрическими размерами в плане и рыхлого песка по контуру, таким образом, чтобы оси бетонных плит совпадали с вертикальной осью фундаментного блока, а также показана эпюра контактных напряжений под подошвой.
Фундамент состоит из железобетонного элемента 1 с плоской подошвой 2 и комбинированной промежуточной подготовки переменной жесткости, включающий бетонные плиты 3 и 3' и рыхлый песок 4. Давление фундамента с плоской подошвой на грунт основания при центральной нагрузке имеет вид прямоугольника, а при наличии промежуточной подготовки переменной жесткости, состоящей из одной бетонной плиты и песчаной подготовки, эпюра трансформируется. При использовании для промежуточной подготовки вместо одной двух бетонных плит с разными геометрическими размерами в плане, выполняемых в сжатой зоне, эпюра контактных напряжений больше трансформируется и имеет очертание 5-7.
Наличие комбинированной промежуточной подготовки переменной жесткости приводит к трансформации эпюры контактных напряжений, то есть к увеличению напряжений под центральной частью фундаментного блока и уменьшению их под консолями фундамента.
Согласно предлагаемой конструкции фундамента при использовании для промежуточной подготовки вместо одной двух бетонных плит с разными геометрическими размерами в плане в начальный период загрузки фундамента в работу вступает первая (нижняя) бетонная плита 3', при этом грунт под плитой уплотняется и эпюра имеет вид прямоугольника 5. При дальнейшем увеличении нагрузки в работу вступает вторая (верхняя) плита 3, при этом грунт под плитами продолжает уплотняться, а эпюра контактных напряжений трансформируется и имеет вид 6. Затем при дальнейшем увеличении нагрузки в работу вступает вся площадь подошвы фундамента 2 и эпюра еще более трансформируется 7, при этом напряжения в центральной части увеличиваются, а в консольной части - уменьшаются, что позволяет снизить материалоемкость фундамента, в частности расход арматуры и бетона.
Таким образом, предлагаемая конструкция фундамента создает более благоприятные условия для работы грунта основания в целом, то есть уменьшает величину максимальных контактных напряжений, а следовательно, и деформацию грунта основания.
Величина изгибающего момента пропорциональна значению контактного напряжения на консольных участках фундаментной плиты. Поэтому предлагаемая конструкция фундамента имеет следующие преимущества перед прототипом:
- во-первых, снижаются контактные напряжения в консольных участках, что приводит к снижению изгибающего момента в расчетном сечении фундамента, а следовательно, снижается расход материалов на конструкцию фундамента;
- во-вторых, максимальные контактные напряжения уменьшаются в консольной части фундамента и больше сосредотачиваются в центральной части по сравнению с фундаментом на промежуточной подготовке;
- в-третьих, уменьшается глубина развития зон пластических деформаций у краев фундамента и деформации грунта основания в целом.