Сейсмостойкий структурный элемент жилой застройки микрорайона
EARTHQUAKE-RESISTANT STRUCTURAL ELEMENT OF RESIDENTIAL DEVELOPMENT OF THE MICRODISTRICT

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при жилой застройке городской территории в регионах с повышенной сейсмической активностью.
Известен микрорайон как структурный элемент жилой застройки, включающий жилые здания, общественные здания повседневного обслуживания населения, инженерные коммуникации (см. СП 476.1325800.2020, Территории городских и сельских поселений. Правила планировки, застройки и благоустройства жилых микрорайонов.).
Однако использование микрорайона даже на территориях, не отнесённых к сейсмическим в соответствии с нормативами сейсмического районирования и, следовательно, не требующих сейсмозащиты зданий и сооружений, может вызвать деформации, разрушения компонентов микрорайона: зданий, инженерных коммуникаций, вследствие того, что реальные сейсмические проявления зачастую превышают нормативные, расчётные значения, установленные для не сейсмических территорий.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является микрорайон, включающий здания и инженерные коммуникации, предназначенный для строительства в сейсмических районах с соответствующими нормативными антисейсмическими мероприятиями, (см. СП 14.13330.2018. Строительство в сейсмических районах, п.4. Основные положения).
Недостатками прототипа являются ограниченная сейсмостойкость, вследствие того, что антисейсмические мероприятия в зданиях выполнены для конкретной нормативной сейсмичности района строительства и при значительных сейсмических воздействиях, превышающих нормативные значения, антисейсмические мероприятия дают отказ в работе и происходит деформация зданий, их разрушение, а также не обеспечена безопасность инженерных коммуникаций.
Техническим результатом предлагаемого решения является полная изоляция жилой застройки микрорайона от значительных, наиболее разрушительных горизонтальных сейсмических колебаний, обеспечение долговременной безотказной и безопасной эксплуатации зданий и инженерных коммуникаций, а главное, обеспечение безопасности его жителей.
Технический результат достигается тем, что сейсмостойкий структурный элемент жилой застройки микрорайона, включающий здания и инженерные коммуникации, согласно изобретению, дополнительно снабжен каналом и расположенным внутри него коробом с инженерными коммуникациями, при этом канал и короб выполнены из железобетонных плит днища, стенок и покрытия, а между плитами днища короба и днища канала образован горизонтальный конструктивный зазор с одинаковыми индивидуальными металлическими чашеобразными углублениями, которые соосно закреплены к смежным плитам, а внутри чашеобразных углублений размещены металлические шары со свободой перемещения в любом направлении горизонтальной плоскости, причем между стенками канала и короба образованы вертикальные конструктивные зазоры, величиной не менее диаметра металлического чашеобразного углубления, а фундамент каждого здания, расположенный ниже уровня земли, выполнен в виде платформы, состоящей из двух горизонтальных верхней и нижней плит, между которыми образован горизонтальный конструктивный зазор с размещенными в нем металлическими шарами, аналогичный зазору между плитами днища короба и днища канала, причем между верхней плитой платформы фундамента подземной части здания и окружающим грунтом, укрепленным бетонной стенкой, образованы вертикальные конструктивные зазоры, величиной не менее диаметра металлического чашеобразного углубления, при этом вертикальный зазор между верхней плитой платформы с подземной частью здания и бетонной стенкой окружающего грунта перекрыт сверху по периметру здания защитной скользящей отмосткой.
Данное конструктивное решение позволит полностью изолировать здания и инженерные коммуникации сейсмостойкого структурного элемента жилой застройки микрорайона от значительных, наиболее разрушительных горизонтальных сейсмических колебаний, обеспечить долговременную безотказность и безопасность при эксплуатации, а также обеспечить безопасность его жителей.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре изображен фрагмент разреза сейсмостойкого структурного элемента жилой застройки микрорайона.
Сейсмостойкий структурный элемент жилой застройки микрорайона содержит здания 1 и инженерные коммуникации 2, фундамент всех зданий в виде платформы 3, расположенной ниже уровня земли, состоит из горизонтальных нижней 4 и верхней 5 плит. Инженерные коммуникации 2 размещены в коробе 6 из железобетонных плит днища 7, стенок 8 и покрытия 9, который расположен в канале 10 из железобетонных плит: днища 11, стенок 12 и покрытия 13. Между нижней плитой 4 и верхней плитой 5 фундаментной платформы 3 образован горизонтальный конструктивный зазор 14. Аналогичный горизонтальный зазор 15 образован между плитой днища 7 короба 6 и плитой днища 11 канала 10. В конструктивных зазорах 14, 15 расположены металлические шары 16 со свободным прокатыванием в любом направлении горизонтальной плоскости в одинаковых индивидуальных металлических чашеобразных углублениях 17, соосно закрепленных к смежным плитам 4, 5 и к плитам 7, 11. Образованы также  вертикальные конструктивные зазоры 18 между верхней плитой 5 платформы 3 с подземной частью здания и окружающим грунтом, укрепленным бетонной стенкой 19. Аналогично образованы вертикальные зазоры 20 между стенками 8 короба 6 и стенками 12 канала 10. Величина вертикальных конструктивных зазоров 18, 20 не менее  диаметра металлических чашеобразных углублений 17 для свободного перемещения нижней плиты 4 платформы 3 относительно верхней плиты 5, а также днища 11 канала 10 относительно днища 7 короба 6, при этом вертикальный зазор 18 перекрыт сверху защитной скользящей отмосткой 21 по периметру здания для сохранения целостности вертикального зазора 18.
Сейсмостойкий структурный элемент жилой застройки микрорайона работает следующим образом.
При сейсмических проявлениях любой интенсивности на территории жилой застройки микрорайона нижняя плита 4 фундаментной платформы 3 здания 1 и плита днища 11 канала 10, установленные ниже уровня земли, воспринимают горизонтальные сейсмические колебания и перемещаются в любом направлении горизонтальной плоскости. При этом точечные подвижные опоры - металлические шары 16 свободно прокатываются в горизонтальной плоскости соответственно сейсмическим колебаниям, вследствие чего, массы, опирающиеся на шары, то есть плита 5 здания 1 и днище 7 короба 6 с инженерными коммуникациями 2 сохраняют состояние покоя при значительных горизонтальных колебаниях. Этот эффект имеет место при колебаниях земли любой интенсивности.
Использование предлагаемого сейсмостойкого структурного элемента жилой застройки микрорайона по сравнению с прототипом позволит полностью изолировать микрорайон от наиболее разрушительных горизонтальных сейсмических колебаний, что обеспечит долговременную безотказность и безопасность эксплуатации зданий и инженерных коммуникаций жилой застройки микрорайона, а главное, обеспечит безопасность его жителей.