КОНСОЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ОПИРАНИЯ КОЛОННЫ НА СУЩЕСТВУЮЩИЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» относится к области строительства, а именно к конструкциям опорных узлов сопряжения новых колонн, предназначенных для усиления зданий с существующими фундаментами для несущих стеновых панелей, и может быть использована при реконструкции и капитальном ремонте зданий.
Известны и, как правило, применяются для установки новых колонн вблизи от существующих стен в реконструируемых зданиях решения, в которых предусматривается устройство новых фундаментов снаружи здания, вблизи существующих фундаментов. [2], [3].
Следует отметить, что наиболее остро стоит проблема обеспечения безопасности эксплуатации крупнопанельных жилых домов серии 1-335 с неполным каркасом. Эта проблема существует долгое время и в настоящее время еще более обостряется.
Жилые дома указанной серии построены во многих городах Российской Федерации, общая площадь жилого фонда таких домов составляет 28,2 млн. кв. метров, в том числе в г.Омске - 0,57 млн. кв. метров [5], [6].
Анализ применяемых проектных решений повышения надежности зданий показывает, что в этих целях предусматривалось подведение различных конструкций (металлических, железобетонных) изнутри здания, где требуется выполнить работы внутри заселенных квартир (без отселения жильцов) по частичной разборке перегородок в местах примыкания к наружным стенам для установки колонн с последующей заделкой разобранных перегородок [7]. При этом значительные затруднения для жильцов вызывают работы, необходимые для разборки и последующей заделки колонн.
При установке колонн снаружи здания [8] передача нагрузок с опорных узлов прогонов осуществляется через металлические тяжи на новые колонны, устанавливаемые на новые фундаменты. Объемы работ внутри квартир резко сокращаются, но увеличивается ориентировочно в 2,5 раза расход металла на устройство наружных колонн. Общие затраты еще более увеличиваются в связи с устройством фундаментов для установки колонн. Кроме того необходима откопка котлована для возведения нового фундамента под новую колонну.
Недостатком этих решений, как правило, является то, что вышеуказанные конструктивные решения намечались к реализации без отселения жильцов и поэтому не получили массового практического применения. Это объясняется высокой трудоемкостью работ в стесненных условиях и большими неудобствами для жильцов, кроме того, при реализации указанных решений возникают трудности в связи с необходимостью возведения фундаментов и установкой на них несущих конструкций (колонн) высотой, равной высоте здания, чем обосновывается их значительная масса и стоимость.
В качестве ближайшего аналога выбрана Конструкция опирания колонны на новый фундамент [8]. Она является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент».
Ближайший аналог представляет собой монолитную армированную конструкцию 1, которая возводится на строительной площадке и предназначена для восприятия вертикальной нагрузки от колонны 2, которая крепится анкерами 3. Между монолитной армированной конструкцией 1 и колонной 2 предусмотрен цементно-песчаный раствор 4, обеспечивающий равномерность передачи нагрузки.
Изготовление такой конструкции сопряжено с применением ручного труда в стесненных условиях котлована, величина которого должна быть минимальной с целью причинения минимальных неудобств жильцам дома, работы на котором производятся без отселения жильцов.
К причинам, мешающим получению технического результата, который обеспечивается предлагаемой полезной моделью «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» можно отнести недостаточную надежность работы конструкции в связи с ее вынужденной несимметричностью формы, трудоемкостью работ и материалоемкостью изготовления.
Предлагаемой полезной моделью «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» решается задача повышения надежности системы конструкций усиления, а именно непосредственной передачи нагрузки от колонны на существующий фундамент без участия третьего элемента - монолитной армированной конструкции несимметричной формы, исключения затрат на производство земляных работ и устройство собственной монолитной армированной конструкции.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является:
- улучшение работы системы конструкций: «колонна-существующий фундамент» за счет симметричности конструкции существующего фундамента;
- сокращение трудоемкости, материалоемкости и сроков работ;
- сохранение эксплуатационных характеристик здания.
Для решения поставленной задачи «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» содержит стальную консольную конструкцию 1, соединенную воедино и состоящую из ствола колонны 2, консольной балки 3, опорного листа 4, вертикальных ребер жесткости 5, шпилек 6, гаек, шайб 7.
Для достижения технического результата «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» содержит новые существенные признаки:
- ствол колонны - нижнюю ее часть,
- консольную балку,
- опорный лист,
- вертикальные ребра жесткости,
- шпильки,
- гайки, шайбы.
Совокупность перечисленных новых существенных признаков вместе с известными признаками: стволом колонны, элементами для крепления прогона, позволяет получить требуемый технический результат:
- улучшение работы системы конструкций: «колонна-существующий фундамент» за счет симметричности конструкции существующего фундамента;
- сокращение трудоемкости, материалоемкости и сроков работ;
- сохранение эксплуатационных характеристик здания.
За счет имеющихся в комплекте шпилек с гайками и шайбами ствол колонны жестко соединен с телом цокольной панели, опираясь при этом опорным листом консольной конструкции на фундаментный блок существующего фундамента. Дня качественной передачи усилия с опорного листа колонны на фундамент, между ними предусмотрена прослойка из цементно-песчаного раствора.
«Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» представлена чертежами и схемой.
Фиг.1 - Конструкция опирания колонн на новый фундамент (ближайший аналог).
Фиг.2-3 - Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент.
Позиции на фиг.2-3 обозначают:
1 - Стальная консольная конструкция:
2 - ствол колонны (нижняя ее часть),
3 - консольная балка,
4 - опорный лист,
5 - вертикальные ребра жесткости,
6 - шпильки,
7 - гайки и шайбы.
8 - Углубление в существующем фундаменте,
9 - Существующий фундамент.
«Консольную конструкцию опирания колонны на существующий фундамент» осуществляют следующим образом. Консольную конструкцию опирания колонны на существующий фундамент 1, состоящую из жестко соединенных: ствола колонны 2, консольной балки 3, опорного листа 4 и вертикальных ребер жесткости 5, устанавливают на слой цементно-песчаного раствора в углубление 8, специально выполненное в теле существующего фундамента 9 и закрепляют шпильками 6, гайками и шайбами 7, после чего углубление тщательно заделывают быстротвердеющим бетоном на расширяющемся цементе.
При осуществлении заявляемой полезной модели был достигнут требуемый технический результат, выражающийся в улучшении, по сравнению с ближайшим аналогом, работы системы конструкций: «колонна-существующий фундамент» за счет симметричности конструкции существующего фундамента; сокращении трудоемкости, материалоемкости и сроков работ; сохранении эксплуатационных характеристик здания, что в целом позволит продлить срок безопасной эксплуатации жилых домов данного типа.
«Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» соответствует условию «промышленная применимость», т.к. относится к широко используемым в строительстве устройствам для реконструкции, ремонта и модернизации зданий, а именно к конструкциям опорных узлов сопряжения колонн для усиления зданий.
Источники информации:
1. Реконструкция и модернизация пятиэтажных жилых зданий первых массовых серий типовых проектов. // Методические рекомендации. ЦНИИЭП жилища, М.: 1988. С.51
2. Нелепов А.Р. Методология обследований, оценки состояния, надежности и реконструкции зданий. // Монография. Омск, Издательство Наследие, 2002. С 803
3. Мосенкис Ю.М., Нелепов А.Р. // Сводный технический отчет по предварительным (визуальным) обследованиям жилых домов серии 1-335 в административных округах г.Омска в 2006 г., №6490, Омск. 2006. С.80
4. Мосенкис Ю.М. Обосновывающие материалы на выделение инвестиций по обеспечению безопасной эксплуатации жилых домов серии 1-335 с неполным каркасом. Технический отчет, 2006 г..
5. Афанасьев А.А., Матвеев Е.П. Реконструкция жилых зданий, М., 2008 г., 234 с.
6. Исходные данные для технико-экономического обоснования мероприятий реконструкции жилых домов первых массовых серий в составе подпрограммы «Модернизация объектов коммунальной инфраструктуры» федеральной целевой программы «Жилище» на 2002-2010 годы. ГОУ СИБАДИ, технический отчет, Омск, 2007 г., с.77.
7. Индустриальные изделия серии 1-335. Типовой проект. Ленинград. 1959.
8. Проектно-изыскательские работы (обследование на жилых домах первых массовых серий 1-335 ПК, ремонтно-восстановительные работы на жилом доме по адресу: ул. Нефтезаводская, 8, №6490/9.1-АС), ПИИ «Омскжелдорпроект» - филиал ОАО «Росжелдорпроект».