СЕЙСМОУСТОЙЧИВЫЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к строительству, а именно, к фундаментам, возводимым в сейсмических районах.
Известен сейсмоустойчивый фундамент, содержащий снабженные упругими элементами верхние опоры и нижнюю плиту, между которыми расположены катковые элементы (см. патент SU 1794999, кл. E02D 27/34, опубл. 15.02.1993). Недостатками известного фундамента являются сложность и недостаточная надежность конструкции.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении мобильности фундамента. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что сейсмоустойчивый фундамент содержит снабженные упругими элементами верхние опоры и нижнюю плиту, между которыми расположены катковые элементы, верхние опоры выполнены в виде колонн с круглым поперечным сечением, каждая из которых размещена внутри кольцевого ограничителя, зафиксированного на нижней плите и заполненного катковыми элементами в виде стальных шаров, причем между каждой колонной и соответствующим ограничителем равномерно по окружности расположено, по меньшей мере, три упругих элемента. Нижнюю поверхность верхних опор и верхнюю поверхность нижней плиты внутри ограничителей целесообразно снабдить стальными пластинами. Диаметр стальных шаров предпочтительно составляет 2-3 мм.
На фиг.1 представлен элемента предлагаемого фундамента, вид сбоку;
На фиг.2 - вид сверху.
Сейсмоустойчивый фундамент содержит нижнюю плиту 1 и расположенные на ней верхние опоры в виде колонн 2 с круглым поперечным сечением, на которых устанавливается здание. На нижней плите зафиксированы кольцевые ограничители 3, внутри которых на стальной пластине 4 расположены стальные шары 5 диаметром 2-3 мм таким образом, чтобы обеспечить их беспрепятственное качение внутри ограничителя 3. Колонны 2, нижняя часть которых также снабжена стальной пластиной 6, расположены в центре пространства внутри ограничителей 3 и имеют возможность перемещаться внутри них, перекатываясь по шарам 5. Между каждой колонной 2 и соответствующим ограничителем равномерно по окружности расположено, по меньшей мере, три упругих элемента 7, например, пружины.
Круглая форма колонн 2 и ограничителей 3 позволяет обеспечить необходимый зазор для перемещения, одинаковый во всех направлениях, что исключает возможность возникновения ударных воздействий на угловые элементы (как в прототипе). Возврат колонн 2 в исходное положение может быть обеспечен тремя упругими элементами, однако возможна установка и большего их числа (на фиг.2 изображен вариант с установкой четырех элементов 7). Стальные пластины и шары имеют высокую прочность, что обеспечивает минимизацию коэффициента трения качения при невысокой стоимости. Диаметра шаров в 2-3 мм достаточно для установки на фундаменте среднестатистического жилого здания.
При возникновении сейсмической активности колонны 2 перекатываются в ограничителях 3, снижая механическое нагрузки на здание. Поскольку каждая колонна независимо перемещается в собственном ограничителе, вся конструкция легче откликается на внешнее воздействие и легче занимает исходное положение. При этом могут быть использованы менее мощные упругие элементы (пружины). Кроме того, разрушение одной пары элементов 2-3 не влияет на функционирование всей конструкции.
Если нагрузка на колонну 2 составляет 1000 тонн (современные здания и сооружения весят десятки тысяч тонн), то из-за низкого коэффициента трения, чтобы вернуть колонну в центр при сдвиге, необходимо усилие всего в 1 тонну. Предлагаемый фундамент позволяет защитить как жилые дома, так и мосты, стадионы, атомные станции и т.д. от землетрясений силой до 9-10 баллов по шкале Рихтера.