СЕЙСМОСТОЙКИЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к строительству и предназначена для возведения зданий с сейсмоизолирующим скользящим поясом в фундаменте.
Известен фундамент, содержащий верхний и нижний опорные пояса, опорный элемент и ограничители перемещений (а.с. СССР №783413, кл. E02D 27/34,1979 г.).
Недостатком такого фундамента является низкая сейсмостойкость, высокая материалоемкость и трудоемкость изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по сущности является сейсмостойкий фундамент, содержащий верхний и нижний опорные пояса, опорный скользящий элемент и ограничители перемещений. Опорный элемент соединен с верхним опорным поясом, а в нижнем поясе выполнена открытая со стороны верхнего пояса полость, ограниченная боковыми вертикальными стенками и днищем. Днище имеет соосную опорному элементу выемку, выполненную с горизонтальной поверхностью, взаимодействующей с опорным элементом и переходящую в наклонные поверхности с переменным углом наклона, увеличивающимся снизу-вверх. Ограничители перемещений размещены в полости нижнего пояса симметрично относительно опорного элемента, примыкают к боковым вертикальным стенкам и выполнены упругими (а.с. СССР №1021718, кл. E02D 27/34, 1983 г).
Недостатком приведенной конструкции фундамента является его значительная материалоемкость и трудоемкость, низкая надежность и эффективность. Повышенная материалоемкость и трудоемкость заключаются в необходимости устройства дополнительного опорного элемента, выполнении полости и ограничителей перемещения сложной конструкции. Полости должны быть герметично закрыты для предотвращения попадания пыли и грязи на поверхности скольжения. Низкая эффективность известной конструкции заключается в отсутствии возможности регулировать начало взаимного смещения частей фундамента. Например, при размещении на фундаменте здания, предназначенного для восприятия сейсмического воздействия интенсивностью 8 баллов, нет необходимости предусматривать мероприятия, рассчитанные для защиты здания от 7 бального воздействии. Поскольку длина горизонтальной поверхности выемки больше длины опорного элемента, то взаимное смещение опорных поясов происходит только тогда, когда сила сейсмического воздействия превысит силу трения скользящего элемента по горизонтальной поверхности выемки. То есть, взаимное смещение опорных поясов может начаться при интенсивности сейсмического воздействия меньшим, чем необходимо по расчету. Или же, при возрастании интенсивности воздействия, это смещение так же возрастает и становится неоправданно большим. При этом приходится значительно увеличить площадь сечения нижнего опорного пояса фундамента. Подъем опорного элемента на наклонные поверхности может привести к большим контактным напряжениям в его углах и привести к заклиниванию элементов сейсмической защиты.
Технической задачей, решаемой при помощи предложенной полезной модели, содержащей верхний и нижний опорные пояса, является повышение надежности и сейсмостойкости фундамента.
Техническое решение достигают тем, что скользящие элементы размещены друг на друге. Каждый из скользящих элементов содержит горизонтальные антифрикционные пластины, прикрепленные к сопрягаемым поверхностям верхнего и нижнего опорных поясов и прикрепленные к этим пластинам под углом антифрикционные ограничители перемещений, отделяющие засыпку котлована от грунта фундамента.
Полезная модель пояснена чертежами, где на фиг. 1 показан поперечный разрез фундамента и взаимное расположение скользящих элементов до сейсмического воздействия, а на фиг. 2 - то же самое после воздействия сейсмической волны. Фиг. 3, 4 - местный вид.
Сейсмостойкий фундамент, на котором установлено здание 1, содержит нижний 2 и верхний 3 опорные пояса, горизонтальные антифрикционные пластины 4 и 5, прикрепленные к примыкающим друг к другу горизонтальным поверхностям нижнего и верхнего опорных поясов, и присоединенные к горизонтальным пластинам под углом а антифрикционные ограничители перемещений 6 и 7, размещенные на откосах котлована и отделяющие засыпку котлована 8 от грунта 9.
а
Величина угла и место расположения пластин 4 и 5 подбираются исходя из предполагаемого характера и интенсивности сейсмического воздействия, на которое рассчитано здание. Уменьшая угол  и опуская пластины вниз по высоте фундамента, мы увеличиваем объем засыпки котлована 8 и, следовательно, увеличиваем сопротивление взаимному смещению опорных поясов 2 и 3. Взаимное смещение опорных поясов 2 и 3 начинается только при достаточно интенсивном сейсмическом воздействии, превосходящем силы трения между скользящими элементами и силу сопротивления засыпки котлована 8.
Сейсмостойкий фундамент работает следующим образом:
При сейсмическом воздействии на здание 1, интенсивность которого превышает силы трения между скользящими элементами, происходит смещение опорных поясов 2 и 3 друг относительно друга. Здание 1 вместе с опорным поясом 3 в силу инерции остается на месте, а опорный пояс 2 вместе с основанием смещается по скользящим пластинам то в одну, то в другую сторону. За счет этого и происходит снижение сейсмического воздействия на здание. При этом засыпка котлована 8 не препятствует взаимному смещению частей фундамента из-за того, что она отделена от грунта 9 антифрикционными ограничителями перемещения 6 и 7, размещенными наклонно к фундаменту.
а
Предложенная конструкция обустройства фундамента способствует регулировке начала взаимного смещения опорных поясов. Изменяя угол наклона  между горизонтальными антифрикционными пластинами и антифрикционными ограничителями перемещений, а также уровень установки горизонтальных скользящих пластин 4 и 5 по высоте фундамента, можно регулировать начало смещения опорных поясов 2 и 3. К примеру, уменьшение угла наклона а и увеличение глубины залегания горизонтальных пластин 4 и 5 приводит к увеличению объема засыпки 8 и его противодействие взаимному смещению опорных поясов, то есть приводит к их позднему началу взаимных смещений. И наоборот: увеличение угла наклона и неглубокое размещение горизонтальных пластин приводит к уменьшению объема засыпки и раннему началу взаимных смещений опорных поясов. Таким образом, регулируется степень противодействия сейсмическому воздействию и здание предохраняется от разрушения.
Предлагаемое решение менее материалоемкое и трудоемкое, чем в прототипе, поскольку укладка скользящих пластин горизонтально по всему периметру фундамента и наклонно в откосах котлована не требует изменения конфигураций фундамента и устройство дополнительных элементов, а также исключает необходимость введения дорогостоящих резиновых демпферов для ограничения взаимных смещений частей фундамента. Кроме того, в предложенной конструкции отсутствуют открытые части скользящих элементов, требующих дополнительной герметизации. Также исключена возможность заклинивания скользящих пластин на любом этапе их работы.