ФУНДАМЕНТ МОНОЛИТНЫЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ

Область техники
Полезная модель относится к строительству воздушных линий электропередачи (ЛЭП) и может быть применена при сооружении фундаментов под металлические опоры, устанавливаемые на лавиноопасных участках ЛЭП.
Уровень техники
Известен фундамент, включающий заглубленную в грунт бетонную пластину с плоским основанием, на которой размещена стойка для крепления башенной опоры ветряного генератора [CN 201377090]. Бетонная пластина имеет квадратную форму в плане. Стойка установлена по центру бетонной пластины.
Недостатком устройства является повышенный расход материала, сниженные устойчивость и надежность при известном направлении приложения горизонтальных усилий.
Наиболее близким техническим решением (прототипом заявляемой полезной модели) является «Эксцентричный фундамент опоры ЛЭП» [CN 202117071], содержащий заглубленную в грунт железобетонную опорную пластину с плоским основанием и смещенную относительно центра опорной пластины стойку, предназначенную для установки башенной опоры. В прототипе опорная пластина имеет квадратную форму в плане, а стойка смещена от центра опорной квадратной пластины).
Недостаток прототипа - низкая устойчивость к наиболее опасным горизонтальным воздействиям определенного направления, например, известного направления схода снежной лавины.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели - увеличение сопротивления наиболее опасному горизонтальному воздействию, опрокидывающему опору, установленную на заявляемый железобетонный фундамент. Этот результат достигается путем оптимального перераспределения массы фундамента (без увеличения его бетоно- и металлоемкости) и массы засыпного грунта.
Предметом полезной модели является фундамент монолитный железобетонный, содержащий заглубленную в грунт опорную пластину с плоским основанием и смещенной относительно центра пластины стойкой, предназначенной для установки башенной опоры, отличающийся тем, что опорная пластина выполнена прямоугольной в плане, стойка расположена симметрично относительно продольной оси опорной пластины и смещена вдоль указанной оси в направлении наиболее опасного горизонтального воздействия на опору.
Согласно развитиям полезной модели, относящимся к частным случаям ее осуществления:
- толщина опорной пластины уменьшается от стойки к коротким сторонам прямоугольной опорной пластины с образованием наклонных поверхностей;
- параллельно наклонным поверхностям расположены армирующие стержни;
- фундамент содержит на верхнем торце опорной стойки фланец для закрепления башенной металлической опоры линии электропередач.
Осуществление полезной модели с учетом ее развитей
Конструкцию фундамента иллюстрируют фигуры: фиг. 1 (вид сверху), фиг. 2 (вид сбоку), фиг. 3 (схема армирования опорной пластины, вид сбоку).
На фигурах обозначено:
1 - прямоугольная опорная пластина;
2 - продольная ось пластины 1;
3 - опорная стойка;
4 - направление схода лавины;
5 - грунт;
6 - длинные стороны пластины 1;
7 - плоское основание пластины 1 (фиг. 2);
8 - короткие стороны пластины 1;
9 - наклонные поверхности пластины 1, выполненной с уменьшением толщины от стойки 3 к сторонам 8;
10 - армирующие стержни, параллельные наклонным поверхностям 9 опорной пластины 1;
11 - фланец.
Прямоугольная опорная пластина 1 с плоским основанием 7 заглублена в грунт 5. Стойка 3, предназначенная для установки башенной опоры на фундамент, расположена симметрично относительно продольной оси 2 пластины 1 и смещена вдоль оси 2 от центра пластины 1 в направлении 4 наиболее опасного горизонтального воздействия на опору, например, в направлении возможного схода снежной лавины.
Прямоугольная пластина 1 имеет длинные стороны 6 и короткие стороны 8. Толщина пластины 1 уменьшается от стойки к коротким сторонам 8 пластины 1. При этом образуются наклонные поверхности 9 (фиг. 2), параллельно которым располагаются армирующие стержни 10 (фиг. 3).
На верхнем торце стойки 3 имеется фланец 11 для соединения с башенной опорой, устанавливаемой на стойку 3.
При горизонтальном воздействии на опору, установленную на фундамент, (например, при сходе снежной лавины) на левую по фиг. 1 часть опорной пластины, расположенную за стойкой 3 в направлении 4 схода лавины, действует сила, прижимающая к земле, а на часть опорной пластины 1, расположенную перед стойкой 3, действует отрывающая от земли сила, направленная вверх на опрокидывание опоры. Прижимающая сила, направленная вниз, встречает сопротивление грунта, которое достаточно велико благодаря практически несжимаемому грунту. Отрывающей силе, опрокидывающей опору, противостоит (помимо веса опоры, грунта и снега над ней) вес большей части пластины 1 (поскольку стойка смещена в направлении 4).
Смещение стойки 3 вдоль продольной оси 2 прямоугольной пластины 1 в направлении 4 способствует увеличению плеча сил, противодействующих опрокидыванию опоры, и, тем самым, приводит к повышению устойчивости опоры, установленной на фундамент, по отношению к наиболее опасным (опрокидывающим опору) горизонтальным воздействиям в направлении 4.
Как показали проведенные расчеты и компьютерное моделирование, прямоугольная форма пластины 1 и смещение стойки 3 вдоль продольной оси 2 позволяют более эффективно повысить устойчивость к опрокидыванию опоры снежной лавиной, чем смещение стойки по диагонали квадратной (равносторонней) опорной пластины, предлагаемое прототипом (при одинаковой массе железобетонного фундамента).
Этот результат достигается в заявляемой конструкции фундамента без увеличения бетоно- и металлоемкости, а за счет оптимального перераспределения массы фундамента и массы удерживающего фундамент засыпного грунта.
Уменьшение толщины прямоугольной пластины 1 к ее коротким сторонам 8 с образованием наклонных поверхностей 9 позволяет дополнительно оптимизировать затраты железобетона за счет более эффективного использования веса засыпного грунта 5.
Расположение армирующих стержней 10 параллельно наклонным поверхностям 9 повышает прочность пластины 1 по отношению к вертикальной составляющей опрокидывающей силы.