RU185738U1

RU185738U1 - Device for leveling the structure

Info

Publication number: RU185738U1
Application number: RU2018131341U
Authority: RU
Inventors: Давид Михайлович Белый; Владимир Викторович Карсункин; Татьяна Евгеньевна Петрова
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2018-12-17

Abstract

Устройство для выравнивания положения сооружения относится к строительству, а именно к конструкциям фундаментов под сооружения, возводимых на просадочных основаниях. Устройство состоит из опирающейся на основание 1 нижней опорной плиты 2, верхней опорной плиты 3 с установленным на ней сооружением 4 и подъемных вставок 5 для возврата сооружения 4 в первоначальное положение. При этом каждая вставка 5 выполнена в виде надетой на нее сжатой цилиндрической пружины 6 и равномерно закрепленных вдоль образующих по внутренней поверхности вставки-втулки пружинных пластинок, выполненных из сплава с термомеханической памятью формы 8 с разными пороговыми значениями температур срабатывания. 3 ил.

A device for aligning the position of a structure relates to construction, namely, to the construction of foundations for structures constructed on subsidence grounds. The device consists of a lower base plate 2 resting on a base 1, an upper base plate 3 with a structure 4 installed on it, and lifting inserts 5 to return the structure 4 to its original position. In this case, each insert 5 is made in the form of a compressed cylindrical spring 6 put on it and spring plates made of an alloy with thermomechanical memory of form 8 with different threshold temperatures of operation that are uniformly fixed along the inner surfaces of the insert-sleeve. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к строительству, а именно к конструкциям фундаментов под сооружения, возводимых на просадочном основании.The utility model relates to construction, namely to the construction of foundations for structures constructed on a subsidence basis.

Известны устройства для выравнивания положения сооружений, содержащие выполненные под подошвой фундамента домкратные ниши с установленной в них системой домкратов, обеспечивающих корректировку положения сооружения, с последующим удалением домкратов и заполнением образовавшихся зазоров распорками, бетоном или цементным раствором /см., например, патент РФ на изобретение №2333322, кл. E02D 35/00, 2006 [1]; патент РФ на изобретение №2211896, кл. E02D 35/00, 2003 [2]/.Known devices for aligning the position of structures containing jack niches made under the sole of the foundation with a jack system installed in them, providing adjustment of the position of the structure, followed by removal of the jacks and filling the formed gaps with spacers, concrete or cement mortar / see, for example, RF patent for an invention No. 2333322, cl. E02D 35/00, 2006 [1]; RF patent for the invention No. 2211896, class. E02D 35/00, 2003 [2] /.

Недостатками известных устройств являются предельная сложность конструкции и реализации процесса выравнивания.The disadvantages of the known devices are the extreme complexity of the design and implementation of the alignment process.

Также известен фундамент под оборудование, возводимый на просадочном основании, включающий размещенную на основании плиту с вертикальными сквозными каналами /см. а.с. СССР №658226, кл. E02D 27/34, 1979 [3]/.Also known is the foundation for equipment built on a subsidence base, including a plate placed on the base with vertical through channels / cm. A.S. USSR No. 658226, cl. E02D 27/34, 1979 [3] /.

Недостатком указанного фундамента является сложность процесса его выравнивания, необходимость забивки в подфундаментное пространство уплотняющей смеси.The disadvantage of this foundation is the complexity of the process of its alignment, the need for driving into the basement space of the sealing mixture.

Известны более простые конструкции устройств, предусматривающие корректировку положения сооружений при неравномерных осадках основания с помощью сыпучего материала, выпускаемого из специальных отверстий в емкости либо под давлением поршня /см. а.с. СССР №628234, кл. E02D 27/34, 1976 [4]; а.с. СССР №697643, кл. E02D 27/34, 1976 [6]/, либо с помощью специального гидравлического механизма открывания перекрывающих наклонные сквозные каналы заслонок /см., например, патент Японии №46-15892, кл. 86А02, опубл. 1971 [6]; а.с. СССР №600253, кл. E02D 27/34, 1975 [7]/.Simpler constructions of devices are known, which provide for the adjustment of the position of structures in case of uneven base sediments using bulk material discharged from special openings in a container or under piston pressure / cm A.S. USSR No. 628234, cl. E02D 27/34, 1976 [4]; A.S. USSR No. 697643, class E02D 27/34, 1976 [6] /, or by means of a special hydraulic opening mechanism for closing shutter sloping through channels / see, for example, Japanese Patent No. 46-15892, class 86A02, publ. 1971 [6]; A.S. USSR No. 600253, class E02D 27/34, 1975 [7] /.

Недостатками всех известных устройств также являются сложность конструкций и реализация процесса корректировки.The disadvantages of all known devices are also the complexity of the structures and the implementation of the adjustment process.

Кроме того, известно устройство для выравнивания положения сооружения, содержащее размещенные между надфундаментной конструкцией и опорной плитой сооружения, подключенные к электрической сети нагреватели и термоплавкую вставку /см. а.с. СССР №632802, кл. E02D 35/00, 1978 [8]/.In addition, it is known a device for aligning the position of the structure, containing placed between the foundation structure and the base plate of the structure, connected to the electric network heaters and a hot-melt insert / cm. A.S. USSR No. 632802, cl. E02D 35/00, 1978 [8] /.

Недостатком известного устройства является невозможность возвратить просевший фундамент в просевшее положение по вертикали.A disadvantage of the known device is the inability to return the sagging foundation to the sagging position vertically.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является устройство для выравнивания положения сооружения на просадочном основании, содержащее размеренные между нижней и верхней опорными плитами термоплавкие вставки для возврата верхней опорной плиты в исходное положение, каждая из которых снабжена вертикально смонтированной в ней сжатой витой цилиндрической пружиной и подключенными к сети электронагревательными элементами /см. а.с. СССР №947289, кл. E02D 27/34, 1981 [9]/, и принятое за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed utility model in terms of essential features is a device for aligning the position of the structure on a subsiding base, containing hot-melt inserts measured between the lower and upper base plates to return the upper base plate to its original position, each of which is equipped with a vertically mounted a compressed twisted coil spring and electric heating elements connected to the network / cm. A.S. USSR No. 947289, class E02D 27/34, 1981 [9] /, and adopted as a prototype.

Недостатками устройства-прототипа являются предельно низкие эксплуатационные характеристики, что объясняется одноразовостью устройства /его разрушением в процессе выравнивания/, неустойчивым равновесным положением сооружения, подвешенным после выравнивания на пружинах из-за возможности самопроизвольного опускания при эксплуатации как пружин, так и термопластичных вставок /см., например, а.с. СССР №657127, кл. E02D 27/32, 1977 [10]/, и, соответственно, низкой точностью и стабильностью. Кроме того, при сравнительно большой массе сооружения его собственная частота при подвешивании на рзжатых пружинах опускается в область низких частот, наиболее опасных для виброзащиты оборудования.The disadvantages of the prototype device are extremely low performance, which is explained by the disposability of the device / its destruction during the alignment /, unstable equilibrium position of the structure, suspended after alignment on the springs due to the possibility of spontaneous lowering during operation of both springs and thermoplastic inserts / cm. e.g. A.S. USSR No. 657127, cl. E02D 27/32, 1977 [10] /, and, accordingly, low accuracy and stability. In addition, with a relatively large mass of the structure, its own frequency, when suspended on open springs, falls to the low frequency region, the most dangerous for vibration protection of equipment.

Сущность полезной модели заключается в создании простого, точного и надежного устройства для подъема сооружения на величину просадки основания с помощью регулируемого разжатия первоначально сжатой витой цилиндрической пружины.The essence of the utility model is to create a simple, accurate and reliable device for lifting the structure by the amount of subsidence of the base by means of the adjustable unloading of the originally compressed twisted coil spring.

Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства, повышение его точности, стабильности и виброударозащиты оборудования.The technical result is the improvement of the operational characteristics of the device, increasing its accuracy, stability and vibration protection of the equipment.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для выравнивания положения сооружения на просадочном основании, включающем размещенные между нижней и верхней опорными плитами подъемные вставки, каждая из которых снабжена вертикально смонтированной в ней сжатой витой цилиндрической пружиной и последовательно подключенными к сети электронагревательными элементами, особенность заключается в том, что подъемная вставка выполнена в виде изоляционной цилиндрической втулки с плотно надетой на нее цилиндрической пружиной, а электронагревательные элементы представляют собой плоские в исходном состоянии пружинные полоски, прикрепленные по концам вдоль образующих к внутренней поверхности втулки, равномерно разнесенные в окружном направлении относительно друг друга и выполненные из сплава с эффектом термомеханической памяти формы, характеризующегося релейным срабатыванием с изгибом полосок внутрь втулки при повышении их температур до заданных пороговых значений, выбранных последовательно нарастающими от полоски к полоске, при этом на внешней стороне каждой полоски на высоте, уменьшающейся с увеличением температурного порога ее срабатывания, закреплен стальной штырь, выступающий в исходном состоянии наружу втулки через сквозное боковое отверстие в ней между витками цилиндрической пружины, и уходящий внутрь втулки при изгибе соответствующей пружинной полоски при ее срабатывании.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in the known device for aligning the position of the structure on a subsiding base, including lifting inserts located between the lower and upper support plates, each of which is equipped with a vertically mounted compressed twisted coil spring and connected in series to the network electric heating elements, the feature is that the lifting insert is made in the form of an insulating cylindrical sleeve with tightly worn on it by a coil spring, and the electric heating elements are spring-loaded flat strips attached at the ends along the bushings forming to the inner surface, uniformly spaced in the circumferential direction relative to each other and made of an alloy with the effect of thermomechanical shape memory, characterized by relay operation with the bends of the strips inside the sleeve with an increase in their temperatures to predetermined threshold values selected sequentially increasing from strips to the strip, while on the outside of each strip at a height that decreases with increasing temperature threshold of its operation, a steel pin is fixed that protrudes in the initial state to the outside of the sleeve through the through lateral hole in it between the coils of the coil spring, and extends into the sleeve when the corresponding spring strip when it is triggered.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично показано устройство на общем виде; на фиг. 2 и фиг. 3 - подъемная вставка с вертикальным диаметральным разрезом, соответственно, в первоначальном положении и после осуществлении процесса выравнивания.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically shows a device in a general view; in FIG. 2 and FIG. 3 - lifting insert with a vertical diametrical section, respectively, in the initial position and after the alignment process.

Устройство состоит из опирающейся на основание 1 нижней опорной плиты 2, верхней опорной плиты 3 с установленном на ней сооружением 4, и размещенных между нижней 2 и верхней 3 опорными плитами подъемных вставок 5 для возврата верхней опорной плиты 3 вместе с сооружением 4 в первоначальное положение, на величину просадки основания 1. При этом каждая подъемная вставка 5 выполнена в виде изоляционной цилиндрической втулки, снабженной плотно надетой на нее сжатой витой цилиндрической пружиной 6, а также последовательно подключенными к сети с помощью гибких проводов 7 электронагревательными элементами 8. Последние представляют собой плоские в исходном состоянии пружинные полоски, прикрепленные винтами 9 по концам вдоль образующих к внутренней поверхности втулки 5 и равномерно разнесенные в окружном направлении относительно друг друга /в предлагаемом устройстве, в частности, выполнены 4-е такие полоски 8 на фиг. 2 и фиг. 3 слева втулки 5, сзади, справа и последнюю спереди не видно на продольных разрезах/. При этом пружинные полоски 8 выполнены из сплава с эффектом термомеханической памяти формы, характеризующегося релейным срабатыванием с изгибом полосок 8 из исходного плоского состояния /см. фиг. 2/ в выпуклое внутрь втулки 5 состояние /см. фиг. 3/ при повышении их температур до заданных пороговых значений. Использование сплавов с эффектом памяти формы широко известно /см., например, К. Уорден. Новые интеллектуальные материалы и конструкции. Техносфера, М., 2006, стр. 102-109 [11]/, особенно сплав NiTi, используемый в качестве силовых приводов с пороговыми значениями температур срабатывания в диапазоне -200°С - +200°С и нагреваемый непосредственно проходящим через элемент электрическим током. В местах крепления полосок 8 винтами 9 в полосках выполнены небольшие эллиптические прорези /на рисунках не показаны/, для обеспечения возможности их изгиба с выпучиванием. При этом пороговые значения температур срабатывания выбраны последовательно нарастающими от полоски к полоске. На внешней стороне каждой полоски 8 на высоте, уменьшающейся с увеличением температурного порога ее срабатывания, закреплен стальной штырь 10, выступающий в исходном состоянии /см. фиг. 2/ наружу втулки 5 через сквозное отверстие 11 сбоку во втулке между витками сжатой цилиндрической пружины 6, и уходящий внутрь втулки 5 при изгибе соответствующей пружинной полоски 8 при ее срабатывании /см. фиг. 3/. Так, например, у левой на фиг. 2 полоски 8 с самым высоким расположением штыря 10 пороговое значение температуры срабатывания выбрано самое низкое t_ср1=100°С, у задней полоски штырь 10 ниже и t_ср2=130°С, у правой полоски 8 штырь 10 еще ниже и t_ср3=160°С, и у передней полоски 8 /не показана/ штырь 10 в самом низу и t_ср4=180°С. Провода 7 введены внутрь втулки 5 через отверстие 12 и последовательно соединяют все полоски 8.The device consists of a lower base plate 2 resting on a base 1, an upper base plate 3 with a structure 4 installed on it, and lifting inserts 5 located between the lower 2 and upper 3 base plates to return the upper base plate 3 together with the structure 4 to its original position, by the amount of subsidence of the base 1. Moreover, each lifting insert 5 is made in the form of an insulating cylindrical sleeve equipped with a tightly wound compressed twisted cylindrical spring 6, as well as connected in series with flexible wires 7 by electric heating elements 8. The latter are spring-loaded flat strips attached by screws 9 at the ends along the bushings 5 forming to the inner surface and uniformly spaced in the circumferential direction relative to each other / in the proposed device, in particular, 4- e such strips 8 in FIG. 2 and FIG. 3 on the left of the sleeve 5, rear, right and the last front is not visible on the longitudinal sections /. In this case, the spring strips 8 are made of an alloy with the effect of thermomechanical shape memory, characterized by relay operation with the bends of the strips 8 from the initial flat state / cm. FIG. 2 / in the convex inward of the sleeve 5 state / see FIG. 3 / with an increase in their temperatures to predetermined threshold values. The use of shape memory alloys is widely known / see, for example, K. Worden. New intelligent materials and designs. Technosfera, Moscow, 2006, pp. 102-109 [11] /, especially NiTi alloy used as power drives with threshold values of operation temperatures in the range -200 ° С - + 200 ° С and heated by an electric current directly passing through the element . In places where the strips are fastened with 8 screws 9, small elliptical slots are made in the strips (not shown in the figures), to enable them to bend with bulging. In this case, the threshold values of the operating temperatures are selected sequentially increasing from strip to strip. On the outside of each strip 8 at a height that decreases with increasing temperature threshold of its operation, a steel pin 10 is fixed, protruding in the initial state / cm. FIG. 2 / outside of the sleeve 5 through the through hole 11 on the side in the sleeve between the turns of the compressed coil spring 6, and going into the sleeve 5 when the corresponding spring strip 8 is bent when it is triggered / cm. FIG. 3 /. So, for example, at the left in FIG. 2 strips 8 with the highest arrangement of pin 10, the threshold value for the temperature of operation is selected as the lowest t _av1 = 100 ° C, at the back strip 10 is lower and t _av2 = 130 ° C, at the right strip 8 pin 10 is even lower and t _av3 = 160 ° C, and at the front strip 8 / not shown / pin 10 at the very bottom and t _avg4 = 180 ° C. The wires 7 are inserted into the sleeve 5 through the hole 12 and sequentially connect all the strips 8.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.The operation of the proposed device is as follows.

В исходном состоянии до просадки основания 1 положение элементов подъемной вставки 5 показано на фиг. 2. Пружина 6 сжата, и удерживается в данном состоянии выступающими наружу втулки 5 сквозными штырями 10, проходящими между витков пружины 6. Возвращение просевшего с сооружением 4 после просадки основания 1 в первоначальное положение производят следующим образом. Включают подачу тока от регулируемого источника в последовательно подключенные пружинные полоски 8, плавно увеличивая величину тока, постепенно нагревают данные полоски. При нагреве полосок 8 до t_cp1=100°С левая на фиг. 2 полоска релейно срабатывает и штырь 10 /см. фиг. 3/ заходит внутрь втулки 5 и освобождает верхнюю часть пружины 6 от сжатия, частично поднимающую верхнюю плиту 3 с сооружением 4. Если такой подъем не достаточен для выравнивания, продолжают увеличением тока увеличивать температуру нагрева полосок 8, и при t=t_cp2=130°C сработает задняя на фиг. 2 полоска 8, освобождая следующий, более низкий по высоте участок пружины 6 от сжатия, и т.д. до полного осуществления процесса выравнивания. На фиг. 3 показано полностью расжатое положение пружины 6 при срабатывании всех пружинных полосок 8. После отключения тока и остывания полосок 8 ниже температур их срабатывания они по очереди скачком возвращаются в исходное состояние, штыри 10, начиная с нижнего, опять входят между витками уже разжатой пружины 6, подпирая ее в этом состоянии в процессе дальнейшей эксплуатации и не давая возможности постепенно деформироваться под действием веса сооружения 4. При сборке устройства исходное сжатие пружины 6 удобнее провести при втянутых внутрь штырях 10, то есть при подачи питания, а уже потом штыри 10 вывести наружу пружины 6, убрав питание. Подбирая необходимое количество полосок 8 и, соответственно, штырей 10, можно осуществить процесс выравнивания положения сооружения с любой, наперед заданной степенью точности.In the initial state, before the subsidence of the base 1, the position of the elements of the lifting insert 5 is shown in FIG. 2. The spring 6 is compressed, and is held in this state by the protruding outward sleeves 5 through the pins 10, passing between the coils of the spring 6. The sagging with the structure 4 is returned after the base 1 has sagged to its original position as follows. Turn on the supply of current from an adjustable source in series-connected spring strips 8, gradually increasing the amount of current, gradually heat these strips. When the strips 8 are heated to t _cp1 = 100 ° С, the left one in FIG. 2 strip relay-triggered and pin 10 / cm. FIG. 3 / goes inside the sleeve 5 and releases the upper part of the spring 6 from compression, partially lifting the upper plate 3 with the structure 4. If such a rise is not sufficient for leveling, continue to increase the heating temperature of the strips 8 with increasing current, and at t = t _cp2 = 130 ° C will trigger back in FIG. 2 strip 8, freeing the next lower section of spring 6 from compression, etc. until the alignment process is complete. In FIG. Figure 3 shows the fully expanded position of the spring 6 when all the spring strips 8 are triggered. After the current is turned off and the strips 8 cool below the temperatures of their operation, they alternately jump back to their initial state, the pins 10, starting from the bottom, again enter between the coils of the already opened spring 6, supporting it in this state during further operation and not allowing it to gradually deform under the influence of the weight of the structure 4. When assembling the device, it is more convenient to carry out the initial compression of the spring 6 with the pins 1 pulled inward 0, that is, when power is supplied, and only then the pins 10 to bring out the spring 6, removing the power. Selecting the required number of strips 8 and, accordingly, pins 10, it is possible to carry out the process of aligning the position of the structure with any previously set degree of accuracy.

Предлагаемое устройство характеризуется простотой конструкции и регулировки, высокой точностью, надежностью и стабильностью в процессе эксплуатации.The proposed device is characterized by simplicity of design and adjustment, high accuracy, reliability and stability during operation.

Claims

A device for aligning the position of the structure on a subsiding base, including lifting inserts located between the lower and upper support plates, each of which is equipped with a vertically mounted compressed twisted coil spring and electric heating elements connected in series to the network, characterized in that the lifting sleeve is made in the form of an insulating a cylindrical sleeve with a cylindrical spring tightly mounted on it, and the electric heating elements are flat in ref in one state, spring strips attached at the ends along the bushings forming to the inner surface of the sleeve, uniformly spaced in the circumferential direction relative to each other and made of an alloy with the effect of thermomechanical shape memory, characterized by relay operation with bending of the strips inside the sleeve when their temperatures increase to predetermined threshold values, selected successively increasing from strip to strip, while on the outer side of each strip at a height that decreases with increasing temperature about the threshold of its operation, a steel pin is fixed, protruding in the initial state out of the sleeve through the through side hole in it between the coils of the coil spring, and going into the sleeve when the corresponding spring strip is bent when it is triggered.