Устройство для крепления деревянной колонны к фундаменту в сейсмически активных районах

Полезная модель относится к строительной индустрии, а более конкретно - к средствам соединения строительных конструкций, и может быть использована для закрепления деревянных колонн и стоек на фундамент при строительстве различных инженерных сооружений промышленного и гражданского назначений, преимущественно в зонах, опасных по землетрясениям.
Известно устройство крепления деревянной колонны к фундаменту с помощью металлического «башмака» (Г.Ф. Кузнецов, В.Г. Писчиков, Г.Г. Карлсен, В.М. Коченов «Справочник проектировщика промышленных сооружений. Деревянные конструкции. Главная редакция строительной литературы 1937, стр. 635 Фиг. 8.) Это устройство содержит металлический «башмак», выполненный из листовой стали, который крепится к бетонному фундаменту с помощью анкерных болтов. Недостатком данной конструкции является то, что колонна крепится к фундаменту посредством анкерных болтов, что увеличивает трудозатраты при возведении здания. А также имеет малую устойчивость при землетрясениях.
Известно устройство для крепления деревянной стойки к фундаменту с помощью анкерных прокладок. (А.Б. Шмидт, П.А. Дмитриев «Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры». Издательство Ассоциации строительных вузов. 2002, шифр схемы 11224, лист 81), которое принято за прототип заявляемому устройству. Устройство крепления стойки (колонны) к фундаменту состоит из стальных анкерных прокладок в виде пластин, установленных в продольных центральных прорезях колонны. Пластины закреплены в теле фундамента и имеют отверстия для стяжных болтов на квадратных шайбах, которые вместе с анкерными прокладками обеспечивают крепление колонны к фундаменту. Недостатком указанного устройства крепления колонны является низкая устойчивость к землетрясениям.
Заявляемая полезная модель направлена на решение технической проблемы, заключающейся в повышении жесткости крепления деревянной колонны с фундаментом и одновременно с этим в снижении риска повреждения опорного узла промышленного и гражданского зданий при сейсмических воздействиях.
Технический результат заключается в повышении устойчивости путем повышения жесткости узла крепления и степени свободы к изгибу.
Для решения технической проблемы и достижения технического результата заявляемое устройство для крепления деревянной колонны к фундаменту, как и прототип, содержит стяжные крепежные элементы и металлическую пластину, установленную в центральной продольной прорези деревянной колонны. Металлическая пластина закреплена на фундаменте и выполнена с отверстиями под стяжные крепежные элементы.
В отличие от прототипа устройство, согласно полезной модели, дополнительно содержит закладную металлическую пластину, установленную горизонтально в фундаменте и приваренную к стальной арматуре фундамента, и демпфирующую прокладку из технической резины, уложенную на закладной металлической пластине под основанием колонны. Отличием является также то, что с двух противоположных сторон колонны установлены прижимные пластины. Прижимные пластины продольными боковыми ребрами приварены к выступающим из продольной прорези деревянной колонны частям металлической пластины, а нижними ребрами прижимные пластины приварены к закладной металлической пластине. Диаметр отверстий металлической пластины, установленной в прорези колонны, больше диаметра стержня стяжных крепежных элементов, а сама металлическая пластина нижним концом приварена к закладной металлической пластине.
Поскольку металлическая пластина, установленная в продольной прорези, жестко соединена с прижимными пластинами и с арматурой фундамента через закладную металлическую пластину, обеспечивается жесткость конструкции, в которую помещена деревянная колонна. Но одновременно с жесткостью конструкции наличие отверстий в металлической пластине под стержни стяжных крепежных элементов большего диаметра, чем диаметр этих проходящих стержней, а также тот факт, что прижимные пластины непосредственно не закреплены на колонне, обеспечивается некоторая степень свободы конструкции в отношении изгибающих моментов и перемещений, возникающих при динамических воздействиях. Наличие демпфирующей прокладки из технической резины под основанием колонны частично гасит колебания, вызванные землетрясением. Все это приводит к повышению устойчивости зданий при землетрясениях.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 - опорный узел крепления деревянной колонны здания, на фиг. 2 - разрез Б-Б фиг. 1, на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 1.
Устройство для крепления деревянной колонны к фундаменту в сейсмически активных районах содержит закладную металлическую пластину 1, установленную горизонтально в фундаменте и приваренную к стальной арматуре фундамента, демпфирующую прокладку 2, выполненную из технической резины. Демпфирующая прокладка 2 уложена на закладной металлической пластине 1. Устройство содержит также металлическую пластину 3 с отверстиями под стяжные крепежные элементы 5, установленную в центральной продольной прорези деревянной колонны и нижним концом приваренную к закладной металлической пластине 1. Диаметр отверстий металлической пластины 3 больше диаметра стержней стяжных крепежных элементов 5. С двух противоположных сторон колонны 6 установлены прижимные пластины 4. Продольные боковые ребра пластин 4 приварены к выступающим частям металлической пластины 3, а нижние ребра пластин 4 приварены к закладной металлической пластине 1.
Полезная модель является новой, поскольку в известных источниках информации не обнаружено устройств, предназначенных для крепления деревянной колонны к фундаменту, с той же совокупностью существенных признаков, как у заявляемого устройства.
Заявляемое устройство для крепления деревянной колонны к фундаменту состоит из несколько элементов, которые соединены между собой сборочными операциями и находятся в функционально-конструктивном единстве. Изготавливают устройство непосредственно на строительной площадке следующим образом. Сначала устанавливается закладная металлическая пластина 1 в фундаменте, которая прикрепляется к стальной арматуре фундамента. Затем к закладной пластине 1 приваривается металлическая пластина 3, и укладывается демпфирующая прокладка 2, выполненная из технической резины. Затем на металлическую пластину 3 сверху устанавливается деревянная колонна здания 6 и с помощью металлических шпилек 5 стягивается с металлической пластиной 3. Для повышения жесткости узла крепления колонны с двух сторон устанавливаются прижимные пластины 4, которые боковыми ребрами привариваются к выступающим из продольной прорези деревянной колонны частям металлической пластины 3, а нижними ребрами - к закладной металлической пластине 1.