СЕЙСМОСТОЙКОЕ МАЛОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ

Полезная модель относится к строительству, а именно, к конструкциям малоэтажных зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах при сложных грунтовых условиях.
Известна конструкция фундамента сейсмостойкого здания сооружения (см. патент на изобретение №1774976, E 02 D 27/34, БИ 3 41, 1992 г., с.223), включающая плиту, размещенную с частично заполненным сыпучим материалом зазором относительно поверхности грунта, опоры с криволинейной поверхностью, верхняя и нижняя части которых расположены соответственно в выемках плиты и уплотненном грунте, и упругие прокладки между плитой и опорами, при этом фундамент снабжен дополнительными опорами с криволинейной поверхностью, размещенными на поверхности грунта между основными опорами. Плита выполнена из двух слоев, нижний из которых имеет меньшую прочность, чем верхний и выполнен из бетона класса В 3,5-ВЮ, выемки в плите расположены в пределах нижнего слоя, причем глубина размещения опор в грунте и степень уплотнения грунта под опорами равны соответственно заглублению опор и достигаемой при этом степени уплотнения грунта от осадки здания, сооружения при размещении его опор на неуплотненном грунте, а максимальный диаметр d по вертикали дополнительных опор определен из соотношения:
3
oc
d=D-(h+f),
где: D - максимальный диаметр по вертикали основных опор;
3
h - глубина заделки основных опор в фундаментной плите;
ос
f - расчетная осадка здания, сооружения.
Этот фундамент имеет следующие недостатки:
- фундамент не закреплен с верхним строением - зданием с самонесущими кирпичными стенами и не образует замкнутую пространственную систему, что позволяет зданию хорошо работать при сейсмическом воздействии;
- используются в качестве опор природные валуны разной формы, которые не обеспечивают смещение фундамента и тем самым не снижают воздействие горизонтальных сейсмических сил;
- конструкция фундамента не обеспечивает гашения горизонтальных сейсмических сил;
Известна конструкция сейсмостойкого фундамента здания с кирпичными стенами (см. статью Ю.А.Шишкова «Сейсмостойкие фундаменты для Кот-Агача», журнал «Проектирование и строительство в Сибири» №3, 2004 г.).
Наружные стены (из любых материалов, предпочтительнее из деревянных брусьев) опирающихся на обвязочный пояс по периметру здания с использованием металла. Пояс совместно с металлическими балками и деревянными или сборно-металлическими плитами перекрытия образуют жесткий диск на уровне пола первого этажа. При использовании кирпичных стен обвязочный пояс выполняется из монолитного железобетона с усиленным продольным армированием и поперечной арматурой из хомутов, работающих на кручение. Стойки фундамента предусмотрены из стальных труб высотой 1,2-1,4 м и диаметром около порядка 30 см. В свою очередь стойки опираются на фундамент балочного типа по наружному контуру и на столбчатые (трубобетонные) фундаменты под внутренние опоры. Башмаки фундаментов опираются на искусственное основание - сейсмоизолирующую
подушку толщиной порядка 20-40 см из гравелистого песка (или крупного или средней крупности песка) с включением мелких валунов скатанной формы размером ориентировочно от 10 (15) до 20 (30) см. Поверх сейсмоизолирующей подушки укладывается насухо два слоя полимерной пленки ЗАЩ «Техполимер» толщиной 1-2 мм, которая предохраняет от проникновения цементного молока в песок и обеспечивает снижение силы трения при скольжении башмаков в случае сейсмических воздействий. Такая конструкция фундамента обеспечивает снижение сейсмических воздействий ориентировочно на 2 балла.
К недостаткам такого фундамента относится:
- заглубленная подземная часть здания и верхнее строение соединены между собой лишь в отдельных точках, используя для этого колонны, что способствует увеличению горизонтальных сейсмических воздействий на здание, тем самым снижается его сейсмоустойчивость;
- отсутствие жесткого неизменяемого в горизонтальной плоскости фундаментного контура из фундаментных лент, распорок и башмаков для внутренних колонн, тем самым снижается сейсмоустойчивость здания;
- конструкция фундамента сложна в изготовлении, трудозатратна. Задача, решаемая полезной моделью - повышение сейсмостойкости возводимых зданий, сооружений, упрощение конструкции фундамента, снижение трудозатрат при его изготовлении.
Поставленная задача достигается тем, что сейсмостойкое малоэтажное здание, сооружение, включающее верхнее строение из наружных и внутренних продольных и поперечных несущих стен, покрытие, фундамент и подземную часть, у которого верхнее строение и фундамент соединены прочно конструктивными связями в цельную замкнутую пространственную систему типа коробки или пространственного каркаса, при этом фундамент выполнен в виде незаглубленной в грунт сплошной фундаментной
пространственной платформы, состоящей из верхней и нижней плиты, скрепленных между собой перекрестными балками, между которыми имеются пустоты, при этом верхние плиты совмещены с полом первого этажа здания, а пространство между ними заполнено утеплителем, например керамзитом, кроме того, между пространственной платформой и выровненным основанием расположен скользящий слой, выполненный например, из нескольких слоев полимерной пленки, например, полиэтилена, с просыпкой инертным материалом, под фундаментной платформой или вблизи ее расположены автономно в грунте подвал и подземные проходные и полу проходные каналы для прокладки коммуникаций, в фундаментной платформе размещены люки с крышками для спуска в подземную часть здания, причем подвал, подземные проходные и полупроходные каналы для прокладки коммуникаций не имеют прочностных связей с пространственной платформой, имеют собственные фундаменты, стены и перекрытия, стыки между трубами в каналах и вводах в дом предусмотрены с гибкими вставками, не препятствующими возможным малым взаимным смещениям, подземная часть имеет собственные фундаменты, стены и перекрытия.
Отличительными от прототипами признаками являются:
- верхнее строение и фундамент соединены прочно конструктивными связями в виде жестко закрепленных колонн внутреннего корпуса здания в узлах пересечения внутренних ребер платформы;
- благодаря снижению горизонтальных сейсмических воздействий минимум на 2-3 балла уменьшаются сечения металлического каркаса верхнего строения, чем достигается экономия металла, увеличивается безопасность;
- фундамент выполнен в виде незаглубленной сплошной фундаментной платформы, состоящей из верхней, совмещенной с полом первого этажа здания, и нижней железобетонных плит, скрепленных между собой системой перекрестных балок;
- пространство между плитами и балками заполнено уплотнителем, например, керамзитом, шлаком;
- между пространственной платформой и выровненным основанием расположен скользящий слой, выполненный из нескольких слоев полимерной пленки, например, полиэтилена с просыпкой инертным материалом, например, песком;
- в фундаментной платформе размещены люки с крышками для спуска в подземную часть здания;
- пространственная фундаментная платформа сохраняет природные условия, не создавая искусственных подземных включений, создающих концентрированный экран (препятствие) для прохождения сейсмических волн;
- пространственная фундаментная платформа под замкнутым зданием приемлема для сейсмических районов со сложными грунтовыми условиями, в том числе на вечномерзлых грунтах (проветриваемое подполье), имеющих место, например в сейсмоактивных районах Горного Алтая, т.е. сейсмика сочетается с вечномерзлым грунтом;
- под фундаментной платформой заглублены в грунте подземные проходные и полупроходные каналы для прокладки коммуникаций, которые не имеют прочностных связей с платформой;
- в стыке между трубами коммуникаций и вводами в здание, сооружение введены гибкие вставки;
- подземная часть имеет собственные фундаменты, стены и перекрытия.
Пространственная многосвязность верхнего строения в виде малоэтажного здания с фундаментной платформой обеспечивает прочностные качества при вертикальных сейсмических толчках. Повышенная изгибная жесткость фундаментной платформы, работающей совместно с верхним строением, препятствует аварийным ситуациям из-за
просадок, выпучивания и других неравномерных смещений основания в сейсмических районах при сложных грунтовых условиях.
Заполнение межфундаментного пространства утеплителем, например, керамзитом, шлаком существенно сокращает теплопотери здания через фундамент и предохраняет грунт основания от морозного пучения. Скользящий слой в виде нескольких слоев полимерной пленки между фундаментной платформой и выровненным основанием снижает трение между ними, при этом скользящий слой уменьшает воздействие горизонтальных сейсмических сил любого направления (продольных, поперечных, крутящих) на платформу и на все здание, сооружение.
Устройств с заявляемой совокупностью отличительных признаков в патентной и научно-технической литературе не обнаружено.
Устройство поясняется фигурами, где на фиг.1 представлен поперечный разрез здания.
Сейсмостойкое малоэтажное здание, сооружение 1 включает верхнее строение 2 из наружных 3 и внутренних 4 продольных и поперечных несущих стен, покрытия 5, фундамента 6, выполненного в виде пространственной фундаментной платформы, и подземную часть 7.
Верхнее строение сейсмостойкого малоэтажного здания 1 и фундамент 6 соединены прочно конструктивными связями 8 в цельную замкнутую пространственную систему типа коробки или пространственного каркаса. Фундамент 6 выполнен в виде незаглубленной в грунт сплошной фундаментной платформы, состоящей из верхней 9, совмещенной с полом первого этажа здания 1 и нижней железобетонных плит 10, скрепленных между собой перекрестными балками 11, между которыми имеются пустоты. Верхние плиты 9 совмещены с полом первого этажа здания, а пространство между ними заполнено утеплителем, например, керамзитом.
Между фундаментом в виде пространственной платформы 6 и выровненным основанием 12 расположен скользящий слой 13.
Скользящий слой 13 выполнен, например, из нескольких слоев полимерной пленки, например, полиэтилена, с просыпкой инертным материалом.
В фундаментной платформе 9 размещены люки 14 с крышками для спуска в подземную часть здания 1.
Под фундаментной платформой 9 или вблизи ее расположены автономно в грунте подземные проходные и полупроходные каналы 15 для прокладки коммуникаций, которые не имеют прочностных связей с фундаментом 6, выполненным в виде пространственной фундаментной платформы, и подвал 16. Проходные и полупроходные каналы 15 и подвал 16 имеют собственные фундаменты, стены и перекрытия, стыке между трубами в каналах и вводах в дом предусмотрены с гибкими вставками, не препятствующими возможными малым взаимным смещениям.
Устройство сооружается следующим образом:
В грунте предварительно заглубляют подземную часть 7, выполненную из подвала 16 и подземные проходные или полупроходные каналы 15 для прокладки коммуникаций. Затем оформляется скользящий слой 13, который выполнен из нескольких слоев полимерной пленки, например, полиэтилена, с просыпкой инертным материалом, например, песком.
На скользящий слой 13 устанавливается фундамент 6, выполненный в виде незаглубленной сплошной фундаментной платформы, состоящей из верхней 9, совмещенной с полом первого этажа здания 1 и нижней железобетонных плит 10, скрепленных между собой системой перекрестных балок 11, пространство между которыми заполнено утеплителем.
На фундамент устанавливается малоэтажное здание 1, которое соединено прочно конструктивными связями 8 в цельную замкнутую коробку.
Фундаментная платформа оборудована люками 14 с крышками для спуска в подземную часть здания 1.
Предложенная полезная модель обладает повышенной сейсмостойкостью, упрощенной конструкцией фундамента и позволяет снизить трудозатраты при его изготовлении.