RU2084588C1

RU2084588C1 - Foundation for support

Info

Publication number: RU2084588C1
Application number: RU93005460A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Иванова; А.Г. Трущев; Г.П. Иванов
Original assignee: Уральский архитектурно-художественный институт; Иванова Наталья Геннадьевна
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: this relates to designs of foundations in the form of hyperbolic shells. Enhanced baring capacity of foundation is achieved due to better conditions of static work under vertical load with large eccentricities. Manufacture and erection of such foundations are simplified. Foundation for support has sectional supporting members made up of shells with their surfaces representing single-leaf hyperbolic paraboloids (gypares) with straightline horizontal edges which form supporting contour of foundation, and incline edges connected to each other from supporting contour to peak of foundation. Sectional supporting members are made in the form of two gypares located symmetrically in plan. Two lower horizontal edges of each of them form together endless rectangular or rhombic supporting contour of foundation. EFFECT: high efficiency. 4 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к области фундаментостроения, в частности, к конструкциям в форме гиперболических оболочек /гипаров/. The invention relates to the field of foundation engineering, in particular, to structures in the form of hyperbolic shells / hypars /.

Известен фундамент под опору, включающий составные элементы из оболочек в форме гиперболического параболоида [1]
Недостатком известной конструкции является невысокие несущая способность и устойчивость его при использовании под распорные конструкции.A well-known foundation for support, including the constituent elements of the shells in the form of a hyperbolic paraboloid [1]
A disadvantage of the known design is its low bearing capacity and its stability when used under spacer structures.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является фундамент под опору, включающий сопряженные между собой оболочки в виде однолепестных гипаров с двумя наклонными и двумя опорными горизонтальными кромками [2]
Недостатком известного фундамента является невысокие несущая способность и устойчивость при нагрузке с большими эксцентриситетами и распорными силами, а также сложность его изготовления и монтажа из-за большого количества оболочек.The closest in technical essence to the proposed one is the foundation under the support, including mating shells in the form of single-lobed hypars with two inclined and two horizontal supporting edges [2]
A disadvantage of the known foundation is the low bearing capacity and stability under load with large eccentricities and spacer forces, as well as the complexity of its manufacture and installation due to the large number of shells.

Целью изобретения является повышение несущей способности фундамента за счет улучшения условий статической работы при нагрузке с большими эксцентриситетами, повышение устойчивости при использовании под распорную конструкцию, а также упрощение его изготовления и монтажа. The aim of the invention is to increase the bearing capacity of the foundation by improving the conditions of static work under load with large eccentricities, increasing stability when used under a spacer structure, as well as simplifying its manufacture and installation.

Цель достигается тем, что в фундаменте под опору, содержащем сопряженные между собой оболочки в виде однолепестковых гипаров с двумя наклонными и двумя опорными горизонтальными кромками, использовано две оболочки, либо сопряженные друг с другом по двум наклонным кромкам с образованием в плане горизонтальными кромками прямоугольного или ромбического контура, либо по одной наклонной кромке сопряженные друг с другом с образованием в плане горизонтальными кромками опорного контура, разомкнутого в сторону действия на фундамент изгибающего момента, а по другой наклонной кромке сопряженные с наклонными кромками дополнительного элемента, опорный контур которого замыкает разомкнутый опорный контур оболочек. Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый фундамент под опору отличается тем, что основные опорные элементы составлены из двух гипаров вместо четырех. Таким образом, заявляемый фундамент соответствует критерию изобретения "новизна". The goal is achieved by the fact that in the foundation under the support, containing mating shells in the form of single-leaf hypars with two inclined and two supporting horizontal edges, two shells are used, or mating with each other along two inclined edges with the formation in the plan of the horizontal edges of a rectangular or rhombic contour, or along one inclined edge, conjugated with each other with the formation in plan of the horizontal edges of the support contour, open to the side of action on the foundation bending about the moment, and along the other inclined edge, conjugated with the inclined edges of the additional element, the support contour of which closes the open support contour of the shells. A comparative analysis with the prototype shows that the claimed foundation under the support is characterized in that the main supporting elements are composed of two hypars instead of four. Thus, the claimed foundation meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническим решениями [1] в данной области техники, не позволили выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение о прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions [1] in the art, did not allow them to identify signs that distinguish the claimed decision on the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлен фундамент под опору, выполненный из двух оболочек-гипаров, аксонометрия; на фиг.2 план фундамента из двух гипаров, горизонтальные кромки которых образуют прямоугольный опорный контур; на фиг. 3 то же, когда горизонтальные кромки гипаров образуют ромбический опорный контур; на фиг.4 разрез по А-А на фиг. 2; на фиг.5 разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.6 фундамент под опору с дополнительным элементом в виде плоской треугольной плиты, аксонометрия; на фиг. 7 план фундамента под опору с дополнительным элементом в виде плоской треугольной плиты; на фиг.8 разрез по В-В ан фиг.7; на фиг.9 разрез по Г-Г на фиг.7, когда дополнительный плоский элемент установлен вертикально; на фиг. 10 разрез по Г-Г на фиг.7, когда дополнительный плоский элемент наклонен вовнутрь; на фиг.11 разрез по Г-Г на фиг.7, когда дополнительный плоский элемент наклонен наружу; на фиг. 12 фундамент под опору, когда дополнительный элемент выполнен в виде однолепесткового гипара с двумя опорными горизонтальными кромками, размещенными внутри; на фиг.13 то же, когда опорные горизонтальные кромки размещены снаружи; на фиг.14 разрез по Д-Д на фиг.12. In FIG. 1 shows a foundation under a support made of two shells-hypars, axonometry; figure 2 is a plan of the foundation of two hypars, the horizontal edges of which form a rectangular support contour; in FIG. 3 the same when the horizontal edges of the hypars form a rhombic support contour; Fig. 4 is a section along aa in fig. 2; figure 5 section along BB in figure 2; Fig.6 foundation under the support with an additional element in the form of a flat triangular plate, a perspective view; in FIG. 7 plan of the foundation under the support with an additional element in the form of a flat triangular plate; on Fig section along BB In Fig.7; in Fig.9 section along G-G in Fig.7, when the additional flat element is installed vertically; in FIG. 10 is a section along G-D in FIG. 7, when an additional flat element is inclined inward; in Fig.11 section along G-G in Fig.7, when the additional flat element is inclined outward; in FIG. 12 foundation under the support, when the additional element is made in the form of a single-leaf hypar with two supporting horizontal edges placed inside; Fig.13 is the same when the supporting horizontal edges are placed outside; on Fig section along DD in Fig.12.

Фундамент под опору включают сопряженные между собой опорные элементы 1 и 2 из двух оболочек-гипаров с двумя опорными горизонтальными кромками 3 и 4 и двумя наклонными кромками 5 и 6, которые сходятся к вершине 7 фундамента. Наклонные кромки 6 могут сопрягаться с дополнительным элементом 8 по его наклонным кромкам 9, при этом опорные горизонтальные кромки 10 дополнительного элемента 8 вместе с опорными горизонтальными кромками 3 и 4 оболочек 1 и 2 образуют замкнутый опорный контур фундамента. Опора сооружения или распорной конструкции устанавливается в стакане 11, размещенном либо в вершине 7 фундамента /фиг. 1 5/, либо на наклонных кромках 5 оболочек /фиг. 6 14/, или другим образом, например, с помощью анкерных болтов /на чертежах такая конструкция условно не показана/. The foundation under the support includes conjugated support elements 1 and 2 of two shells-hypars with two supporting horizontal edges 3 and 4 and two inclined edges 5 and 6, which converge to the top 7 of the foundation. The inclined edges 6 can mate with the additional element 8 along its inclined edges 9, while the supporting horizontal edges 10 of the additional element 8, together with the supporting horizontal edges 3 and 4 of the shells 1 and 2, form a closed support base contour. The support of the structure or the spacer structure is installed in the glass 11, placed either at the top 7 of the foundation / Fig. 1 5 /, or on the inclined edges of 5 shells / Fig. 6 14 /, or in another way, for example, using anchor bolts / in the drawings, such a design is not conventionally shown /.

Фундамент под опору из двух оболочек-гипаров может быть выполнен из армированного бетона класса B25-B50 на мелкозернистом щебне (фракции 15 25 мм). Конструкция может быть монолитной или сборной. Стенки оболочек рекомендуется армировать одинарной арматурой диаметром 8 12 мм, располагаемой по центру поперечного сечения стенок. Толщина оболочек при размерах фундамента в плане до 5 м не более 15 см, стрела подъема оболочек 0,8 1,5 м. Количество арматурных стержней по краям оболочек должно быть больше, чем в пролетах. Гипары можно формовать в опалубке или непосредственно по грунту с помощью прямой виброрейки, перемещаемой по прямым направляющим, совпадающим с контурными кромками. Точное формование грунтового холма в соответствии с формой нижней поверхности оболочек фундамента позволяет в 3 4 раза сократить время и трудоемкость изготовления монолитного фундамента. The foundation under the support of two shells-hypars can be made of reinforced concrete of class B25-B50 on fine-grained crushed stone (fractions 15 25 mm). The design can be monolithic or precast. The walls of the shells are recommended to be reinforced with a single reinforcement with a diameter of 8 12 mm, located in the center of the cross section of the walls. The thickness of the shells with the dimensions of the foundation up to 5 m is no more than 15 cm, the boom of lifting the shells is 0.8 1.5 m. The number of reinforcing bars along the edges of the shells should be greater than in the spans. Guipars can be molded in the formwork or directly on the ground with the help of a direct vibrorail, moved along straight guides that coincide with the contour edges. Accurate molding of the soil hill in accordance with the shape of the bottom surface of the foundation shells can reduce the time and laboriousness of manufacturing a monolithic foundation by 3 to 4 times.

Предложенный фундамент под опору работает следующим образом. Нагрузка от опоры сооружения или распорной конструкции передается на стакан 11 в виде продольной силы N, изгибающего момента M и поперечной /распорной/ силы Q. Эти усилия через наклонные кромки 5 и 6 передаются на оболочки 1 и 2 и горизонтальные кромки 4 и 5 опорного контура фундамента. Благодаря большей площади контакта поверхности опорных элементов-оболочек с грунтом по сравнению с известными фундаментами, имеющими плоские подошвы, а также за счет более рациональной передачи распорных нагрузок через наклонные и вертикальные поверхности опорных элементов на основании несущая способность и устойчивость фундамента существенно повышаются. Выполнение фундамента из двух гипаров или из трех элементов вместо четырех в известных решениях облегчает их изготовление в монолитном исполнении и ускоряет и упрощает монтаж в сборных конструкциях. The proposed foundation under the support works as follows. The load from the support of the structure or the spacer structure is transferred to the cup 11 in the form of a longitudinal force N, a bending moment M and a transverse / spacer / force Q. These forces are transmitted through the inclined edges 5 and 6 to the shells 1 and 2 and the horizontal edges 4 and 5 of the support contour foundation. Due to the larger contact area of the surface of the supporting elements-shells with the soil in comparison with the known foundations having flat soles, as well as due to a more rational transfer of spacer loads through the inclined and vertical surfaces of the supporting elements on the basis of the bearing capacity and stability of the foundation are significantly increased. The implementation of the foundation of two hypars or of three elements instead of four in the known solutions facilitates their manufacture in a monolithic design and speeds up and simplifies installation in prefabricated structures.

Сравнение предложенных фундаментов с обычными столбчатыми монолитными и сборными фундаментами показывает, что экономия от применения новых конструкций составляет: по бетону 65.75% по стали до 25% в трудозатратах на стройплощадке до 75% Особенно экономичны предложенные фундаменты в условиях строительства сооружений на слабых грунтах /с допускаемым давление до 0,15 МПа/. Comparison of the proposed foundations with conventional columnar monolithic and prefabricated foundations shows that the savings from the use of new structures are: for concrete 65.75% for steel up to 25% in labor costs at the construction site up to 75% The proposed foundations are especially economical in conditions of construction of facilities on soft soils / with permissible pressure up to 0.15 MPa /.

Claims

1. The foundation under the support, including mating shells in the form of single-leaf hypars with two inclined and two supporting horizontal edges, characterized in that, in order to increase its bearing capacity by improving the conditions of static work under load with large eccentricities, increasing stability at using under spacer structures, as well as simplifying its manufacture and installation, the foundation is formed of two shells conjugated with each other or along two inclined edges with the formation in lane with horizontal edges of a rectangular or rhombic contour, or along one inclined edge with the formation in plan of the horizontal edges of the support contour open to the side of the bending moment acting on the foundation, and along the other inclined edge of an additional element mating with the inclined edges, the support contour of which closes the open support contour shells.

2. The foundation according to claim 1, characterized in that the inclined edges of the two shells are conjugated to each other in the plane of action on the foundation of the bending moment.

3. The foundation under item 1, characterized in that the additional element is made in the form of a flat triangular plate mounted vertically.

4. The foundation according to claim 1, characterized in that the additional element is made in the form of a flat triangular plate mounted obliquely.

5. The foundation according to claim 1, characterized in that the additional element is made in the form of a single-leaf hypar with two horizontal supporting edges.