Фундамент для сейсмически активных районов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ФУНДАМЕНТ ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ РАЙОНОВ(71) Заявитель Хасеневич Леонид Сулейманович(72) Автор Хасеневич Леонид Сулейманович(73) Патентообладатель Хасеневич Леонид Сулейманович(57) Фундамент сооружения для сейсмически активного района с грунтом, имеющим модуль деформации меньше 10 МПа, содержащий основание в виде жестко соединенных круга, ребер жесткости и наружного кольца, опирающееся на щебеночную подготовку,заключенную внутри двух гибких непроницаемых оболочек, верхняя из которых изолирует основание фундамента, а нижняя гибкая непроницаемая оболочка охватывает щебеночную подготовку и верхнюю гибкую непроницаемую оболочку, при этом свободное пространство между двумя гибкими непроницаемыми оболочками заполнено водой, причем нижняя гибкая непроницаемая оболочка по наружному кольцу снабжена гибкими камерами, заполненными водой под давлением, а гибкие камеры и свободное пространство между двумя гибкими непроницаемыми оболочками имеют свободное сообщение с атмосферой. 12810 1 2010.02.28 Изобретение относится к сооружениям типа дымовых труб, башен, элеваторов, располагающихся на грунтах с модулем деформации, меньшим 10 МПа. Фундамент в предлагаемых условиях необходимо устанавливать на уплотненный грунт в пределах площади, достаточной для исключения отрыва его плоскости опирания в любой крайней точке при максимальной ветровой нагрузке. Это обеспечивается расчетом такой площади давления. Но воздействие сейсмических волн на распластанный фундамент увеличивает нагрузку на него не совсем прогнозированно и достаточно зависимо от направления движения волн от их частотных характеристик, от их длин 1. Такое разнохарактерное воздействие может послужить причиной разрушений отдельных элементов фундамента или полного поворота всего сооружения, что исключает дальнейшую его эксплуатацию. Известен фундамент под колонну сейсмостойкого здания, содержащий верхний и нижний опорные блоки и размещенные между блоками стойку, пружину и коническую мембрану. Стойка выполнена по высоте составной из двух частей, между которыми размещено демпфирующее устройство. Цилиндрическая пружина, коническая пружина и коническая мембрана этого устройства установлены последовательно вокруг стойки 2(прототип). Для гр унтов с модулем деформации меньшим 10 МПа при глубине заложения более 4 метров дымовая труба высотой 150 м потребует выполнения фундамента с опорной площадью диаметром не менее 40 м. По этой причине только по внешнему периметру такого фундамента придется установить до 60 известных демпфирующих устройств, не говоря о необходимости их установки и внутри площади фундамента. Для обслуживания и регулировки известных демпфирующих устройств необходимо выполнение полостей в фундаменте, что увеличивает объемы железобетона и сложность выполнения работ. Такие полости необходимо либо поднимать над уровнем земли, либо надежно защищать от проникновения грунтовых вод. Кроме того, жесткое тело ствола не может быть деформировано, а потому необходимо обеспечить полную автономность работы каждого из демпфирующих устройств. Целью изобретения является уменьшение материалоемкости, упрощение производства работ и автоматизация процесса гашения сейсмического волнового воздействия. Цель достигается выполнением фундамента из жестко соединенных круга, ребер жесткости и наружного кольца, опирающимся на щебеночную подготовку внутри двух гибких непроницаемых оболочек, верхняя из которых изолирует участки фундамента, нижняя охватывает подготовку и верхнюю оболочку, а свободное пространство между оболочками заполнено водой, причем нижняя оболочка по наружному кольцу снабжена гибкими камерами, заполненными водой под давлением, а камеры и пространство между оболочками имеют свободное сообщение с атмосферой. Критерию отличительных особенностей отвечает выполнение фундамента из жестко соединенных круга, ребер жесткости и наружного кольца, опирающимся на щебеночную подготовку внутри двух гибких непроницаемых оболочек, верхняя из которых изолирует участки фундамента, нижняя охватывает подготовку и верхнюю оболочку, а свободное пространство между оболочками заполнено водой, причем нижняя оболочка по наружному кольцу снабжена гибкими камерами, заполненными водой под давлением, а камеры и пространство между оболочками имеют свободное сообщение с атмосферой. На фиг. 1 изображен разрез дымовой трубы в вертикальной плоскости, где фундамент состоит из жестко состыкованных круга 1 а, ребер жесткости 1 б, образующих по высоте дополнительную опору скольжения для ствола 2, и наружного кольца 1 в. На фиг. 2 показано поперечное сечение 1-1 по стволу 2 с видом сверху на фундамент,включающий круг 1 а, соединенный с наружным кольцом 1 в двенадцатью лучами ребер жесткости 1 б, образующих в грунте 9 в горизонтальной плоскости пространственную решетку. 2 12810 1 2010.02.28 На фиг. 3 изображено сечение 2-2 по наиболее нагруженному элементу фундамента наружному кольцу 1 в, которое опирается на щебеночную подготовку 7, заключенную между верхней оболочкой 3, изолирующей фундамент, и оболочкой 4, снабженной гибкой камерой объема 5, связанной с источником давления воды трубопроводами 6. Пространство между оболочками 3 и 4 заполнено водой до отметки 8 с давлением до низа опорной грани фундамента 1, а давление в гибкой камере объема 5 до низа опорной грани фундамента превышают 1. Эти объемы и источники давления сообщаются с атмосферой. На фиг. 4 изображено сечение 3-3 по ребру жесткости 1 б фундамента, где погруженное в грунт 9 основание ребра жесткости 1 б и круга 1 а опирается на щебеночную подготовку 7, заключенную между оболочками 3 и 4 и залитую водой до отметки 8. При воздействии на фундамент снизу вверх давления сейсмической волны оно, в первую очередь, должно преодолеть сопротивление воды в объемах 5 гибких камер, открытых в атмосферу, выдавливая воду через трубопроводы 6 в источник давления. Затем,следующим этапом, приходится преодолевать отпор воды в пространствах между оболочками 3 и 4, что создает в жестко связанных элементах фундамента 1 а, 1 б и 1 в движение,запаздывающее по фазе с движением сейсмической волны. Таким образом значительно уменьшается наклон всей конструкции из элементов 1 в, 1 б и 1 а, а вместе с ними и ствола 2 по отношению к вертикали. Расположенные по периметру фундамента зазоры между ребрами жесткости 16, кругом 1 а и опорным кольцом 1 в позволяют гораздо быстрее, чем при сплошном основании,реагировать на частоту сейсмических толчков, сбрасывая и восстанавливая давление воды в пространствах между оболочками 3 и 4 при знакопеременных нагрузках. Источники информации 1. Справочник по динамике сооружений / Под ред. проф. Б.Г. Коренева и проф. И.М. Рабиновича. Раздел 14. Гасители колебаний. - . 443-444. 2. А.с. СССР 1747607, 1992 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4