Соединение колонны с фундаментным стаканом

(19) И 1) 1) Е 021) 27/34; Е ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нной и упорами установлены роклацки, прикрепленные к е упоров, при этом слои про тороны упоров выполнены со стороны колснны - из упного материала, причем упо ы в прокладки на глубину яемую из соотношения жцу слоистые плонне ниж ацок со с гибкими,ругоплас тич павле 8опрепел- 33. К(4+ о)Ь(54) (5 С ФУ 2,ю щностьсоо твкон так мую ма конец к олон лич обесп стабил при лин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(53) 624,159,11 (088,8) (56) 1, Авторское свицетельство СССР257722 кл. Е 04 В 1/36, 1971.2. Авторское свидетельство СССР696115, кл. Е 04 В 1/36, 1979,.3. Авторское свипетельство СССР827713, кл. Е 04 В 1/36, 1981.4. Авторское свидетельство АЗССР654758, кл. Е 02 О 27/34 1979 (прототип). 7) 1. СОЕДИНЕНИЕ КОЛОННЫ ДАМЕНТНЫМ СТАКАНОМ, вклю размещенную в стакане уцаляессу, на которую оперт нижний, олонны, и упоры, удерживающие в фунпаментном стакане, о тю щ е е с я тем, что, с целью ения плотности соединения и изированного давления в упорах ейном перемещении колонны,гце- толщина слоя прокладки изупругопластичного материала;1( - коэффициент допускаемых отклонений линейных размеров;,0 - максимальные отклонения раз. меров колонны от ее номиналыной цилиндрической поверхности соответственно в сторону увеличения и уменьшения.Соединениепо п.1, о т л и ч а - е е с я тем, что между поверхю кажцого упора и гибким слоем етствующей прокладки расположентный антифрикционный слой.3. Соединение по п. 1, о т. л и ч аю щ е е с я тем, что поверхности упоров в месте контакта с прокладками," имеют фаску в верхней части.Изобретение относится к строитель ству и предназначено пля корректировки положении зпаний, возвопимых на неравномерно пеформируюшихся основаниях, например на попрабатываемых территориях.Известны горизонтальные опорные соединения строительных элементов, обеспечивающие защиту зпаний от нерав,номерных горизонтальных пеформаций . 1 О основания по принципу податливости за счет взаимного проскальзывания по антифрикционным прокладкам и соответству ющего гашения попойнительных усилий в конструкциях 1 .15Хотя указанные соепинения обеспечивают сохранение уровня напряжений в антифрикционных проклапках при возникновении пополнительных усилий от неравномерных деформаций основания, но они невыгопны пля восприятия преобладающих моментных нагрузок, при которых площапь антифрикционных проклапок необхопимо,.значительно увеличива ть. Причем пля скольжения строительных эле25 ментов в горизонтальной плоскости указанные соединения требуют применения фрезерованных стальных листов по плошапи антифрикционных прокладок, Примене- ние таких соепинений пля скольжения колонн в фунпаментных стаканах неизбежно обуславливает расположение всех антифрикционных прокладок на опной цилинпрической поверхности.Известны скользящие опоры пля стро ительных элементов, отличающиеся от З 5 указанных соепинений наличием прослоек из упругого материала межпу стальными листами и строительными элементами, Такие скользящие опоры проявляют частичные упругие пеформации в направле 4 О нии смешений, что позволяет существенно уменвшить остаточные перемещения зданий при сейсмических возпействиях 2,Опнако указанные опоры пля применю ния в соепинениях колонн с фунпамент 45 ными стаканами имеют существенные непостатки. Так наличие упругих проклапок, с опной стороны обеспечивает плотность соединений и исключает необхопимость фрезеровки стальных листов, а с 50 другой стороны обуславливает упругое раскачивание колонн в фунпаменчных стаканах, которое пля нормальной эксплуатации явно непопустимо по условиям прочности и по санитарным нормам. 55 Если же пля уменьшения упругих раскачиваний колонн жесткость упругих проклапок повысить, то при этом уменьшит. ся положительный эффект указанныхскользящих опор, т,е. уменьшатся частичные упругие пеформации. Далееупругие прокладки воспринимают опновременно нормальные и касательныеусилия, причем при линейном скольжении колонн касательные усилия не меняют направления, поэтому от сложенияусилий неизбежны перенапряжения,и повышенные пеформации упругих проклапок, также вепушие к необхопимоети повышать их жесткость и прочность.Известны попобные скользящие опоры строительных конструкций, включакшие жесткие пластины из антифрикционных материалов типа фторпласта, заключенные в пыленепроницаемые тканвые футляры. Преимущества опор за- .ключаются в повышенной несущей способности и полговечности 3,Опнако применение у.казанных опорв соепинениях колонн с фунцаментнымистаканами затруднено. Скользящие опоры мало пригопны пля больших горизонтальных перемещений строительных конс трукций, взаимопействуюших плоскимиповерхностями, так как при этом тканевые футляры в направлении спвижениясильно пеформируются, Чтобы не былоразрушения. герметичных тканевых футляров, их плошадь в плане полжна намного превосхопить площапь жестких,антифрикционных пластин, что по конструктивным особенностям узлов невсегпа возможно.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является соепинение колонны с фунпаментным стаканом,включающее размещенную в стаканеупаляемую массу, на которую опертнижний конец колонны, и упоры, уперживаюшие колонну в фунпаментном стакане 4.Непостаток, известного с тыковогосоепииения заключается в том, что поверхнос ть колонны отличается неравномерной макрофактурой и искривлениемплоскостей сторон, это приводит к ее,заклиниванию или свобопному колебаниюв непопвижных упораз при осевом -перемещении. Цель изобретения - обеспечение плотности соепинения и стабилизированного давления в упорах при линейном перемещении колонны.Указанная цель постигается тем, что в соепинении колонны с фунпаменюным стаканом, включающем размещен10812844 11с(,+о,15 гце 1 т - толщина слоя прокладки иэупругопластичного материала;- коэффициент допускаемых отклонений линейных размеров;3,0 - максимальные отклонения раз меров колонны от ее номинальной цилин: прической поверхности соответственно в сторону увеличения или уменьшения.Кроме того, между поверхностью квжцого упора и гибким слоем соответ. 25 ствуюшей проклацки может быть расположен контактный антифрикционный слой,Причем поверхности упоров в месте контакта с прокладками могут иметь фаску в верхней части. 30На фиг. 1 изображено предлагаемое соецинение колонны с фунцаментным стаканом, общий виц в разрезе.Соепинение содержит фунцаментный стакан 1 и размещенную в нем удаля мую массу 2, которая сообщается черезотверстия 3 с замкнутой полостью 4. На удаляемую массу 2 оперт нижний конец колонны 5, которая уцерживается в фунцаментном стакане 1 с помощью 40 упоров 6. Между упорами 6 и колонной 5 установлены разнородные прокладки: со стороны упоров 6 - гибкие прокладки 7, со стороны колонны 5 - прокладки 8 иэ упругопластичного материала, Про- . клацки 7 и прокладки 8 прикреплены к колонне 5 ниже упоров 6 посредством шпилек 9 и гаек 10. Упоры 6 своими поверхностями 11 вдавлены в прокладки 7 и 8 при помощи натяжных элементов 12 враспор со стенками 13 фунцаментъного стакана 1 и замоноличены бетонной смесью 14. В верхней части упоров 6 на поверхностях 11 образованы фаски 15, На поверхностях 11 упоров 6 и. взаимодействующих с ними поверхностях гибких проклвцок 7 нанесен контактный антифрикционный слой 16. Прокладки 7 ную в стакане удаляемую .массу, на кокоторую оперт нижний конец колонны,и упоры, уцерживвюшие колонну в фундаментном стакане, между колонной иупорами установлены слоистые прокладки, прикрепленные к колонне ниже упоров, при этом слои прокладок со стороны упоров выполнены гибкими, а со стороны колонны - из упругопластичногоматериала, причем упоры вдавлены впроклацки на глубину о, опрецеляемуюиз соотношения и 8 и упоры 6 выше верхнего обрезастенок 13 фундаментного стакана 1 закрыты защитным кожухом 17,В зависимости от типа зданий и цей 5 ствующих нагрузок 8, Ц и М элементы соединения колонны с фунцвментнымстаканом могут отличаться по конструктивному исполнению материалами,пропорциями, размерами, формой, количеством частей и их расположением всоецинении. Например, упоры 6 и гибкие прокладки 7.могут быть изготовльны из черных и цветных металлов и неметаллических материалов (стали, медных и алюминиевых сплавов, стеклопластиков), удовлетворяющих по расчетутребованиям прочности. Для проклацок 8могут быть использованы такие упругопластичные материалы, как поливинидхлорицные пластикать 1, полиэтилены, полипропилены, полииэобутилены, т.е. материалы, имеющие хорошо выраженный низкий предел текучести при температурах,близких к условиям эксплуатации соединений колонн 5 с фунцаментными стаканами 1. Упоры 6 могут быть установлены в оцном или в нескольких уровняхпо высоте колонны 5. Шпильки 9 могутбыть изготовлены в вице эакдапныж деталей или анкеров, замоноличенных в колонне 5, иди изготовлены в вице отпетьных сборных элементов, пропущенных .через отверстия колонны 5. Натяжныеэлементы 12 могут быть выполненысъемными или стационарно замонодичениными и могут включать клиновые идивинтовые пары и расширяющийся цемент.Бетонная смесь 14 может быть приготовлена на обычном, безусвцочвом илирасширяющемся цементе. фаски 15 наповерхностях 11 могут быть образованыпрямолинейными или ломаными отрезками,или плавными криволинейными профилями,включающими всю поверхность 11. Контактный антифрвсционный слой 16 можетбыть выполнен в вице поверхностныхсмаэок (с применением масел, эмульсий,графитовых порошков и воды), прослоекс компонентами цветных металлов, нанесенных химическим или электролитическим способом; наклеенных полимерныхпленок и тканей, тверцых смазок из внтяфрикционных наполнителей, внедренныхв жесткую основу гибких прокладок 7 иобразующих с ними композиционный материал. Контактный антифрикционныйслой 16 может быть нанесен только наповерхности 11 или только на вэаимоцей 1081284ствуюшие с ними поверхности гибких-.проклацок 7, или на оба типа поверхностей оцновременно, В случае необхоцимости антифрикционный слой 16 может выполнять функцию противокорроэионной защиты.1 О 40 Соецинение колонны с фунцаментным стаканом осуществляется слецующим образом.Перед монтажом на гранях колонны 5 устанавливаются проклацки 8 иэ упругопластичного материала и сверху проклацки 7 и прикрепляются к колонне 5 посрецством шпилек 9 и гаек 10 в нижней части, Для удержания раэнороцных проклацок 7 и 8 вблизи поверхности колонны 5 все проклацки по верхней чаоти обматываются вокруг колонны непрочной проволокой или веревкой, которая впослецствии уцаляется. На наружную поверхность гибких прокланок 7 наносится контактный антифрикционный слой 16, если заранее не был нанесен на проклацки 7. Затем колонна 5 опускается в фун цаментный стакан 1, опирается нижним концом на уцаляемую массу 2, вывоцится по рискам в проектное положение с по мощью упоров 6 (на поверхности 11 ко-. торых также при необхоцимости прецваЗО рительно наносится контактный антифрик-. ционный слой 16) и уцерживается в стакане 1 также упорами 6. Для перемещения и закрепления упоров 6 используются натяжные элементы 12. Послецние упираются в отяки 13 фунцаментного стакана 1 и работают враспор с колонной 5. При этом натяжными элементами 12 развиваются усилия, которые на взаимоцействующих поверхностях 11 упоров 6 образуют сжимающие напряжения, превосхоцящие прецел текучес ти упругопластичного материала проклацок 8. При перемещении упоров 6 происхоцит вдавливание прокдацок 7 и 8 на глуби,4, ну О, Причем гибкие проклацки 7 изгибаются по профилю упоров 6, а проклацки 8 иэ упругопластичного материала пластически цеформируются за счет изменения исхоцной структуры и положения макромолекул. При остановке процесса вдавливания, т.е. при непоцвижных упорах 6, в упругопластичном ма териале проклацок 8 протекает быстрая и полная релаксация напряжений, т,е. вынуждено вызванные натяжными элемента:.ми 12 сжимающие напряжения практически падают цо нуля. После этого упоры 6 замонодичиваются бетонной смесью 14, а на верхний обрез фунцаментногостакана 1 устанавливается защитныйкожух 17,Соецинение колонны с фунцаментньщстаканом работает слецуюшим образом.В обычный периоц эксплуамции, т.е.когца положение зданий не корректируется, кажцая колонна 5 покоится на уцаляемой массе 2 и непоцвижна относительно фунцаментного стакана 1. При этомколонна 5 воспринимает цействующиеэксплуатационные внешние нагрузки ицеформационные возцействия основания,в ней возникают усилия Й, Я и М,которые она перецает на фунцаментныйстакан 1 следующим путем. Усилиеперецается на цнище стакана 1 непосрецственно через удаляемую массу 2,которая в эют момент нахоцится в тверцом состоянии и полностью воспринимаетцействуюшую на нее нагрузку, Усилияи М перецаются на стенки 13 фун.цаментного стакана 1 через разнороцныепроклацки 7 и 8 и через упоры 6 преимущественно в вице нормальных сил,вызывающих в упорах 6 и проклацках 7и 8 только напряжения сжатия. По максимальным расчетным значениям этихнормальных сжимающих усилий размерыповерхностей 11 на упорах 6 поцобранытакими, что в разнороцных проклацках 7и 8 в местах взаимоцействия с упорами6 напряжения сжатия цостаточно малыи настолько ниже прецела текучестиматериала упругопластичных проклацок8, что их сббственные деформации чрезвычайно малы и с течением времени ненарастают, т.е. реологические процессыне проявляются, а упругопластичный материал работает в упругой области.На момент корректировки положенияэцаний занимающий лишь малую частьвремени от эксплуатационного периоца,из-поц конца кажцой поцлежащей опусканию колонны 5 убирается любым известным способом в эацанном обьеме уцаляьмая масса 2 через отверстия 3 в замкнутую полость 4. При этом усилия О иМ, как и раньше, передаются на стенки13 фунцаментного стакана 1 через упоры 6 и разнороцные прокладки 7 и 8.Усилие 1 на цнище стакана 1 непосрецственно не перецается, так как уцаляемая масса 2 нахоцится в полутверцомиди жицком состоянии и выцавливаетсяпоц усилием (или вытекает самостоятельно) в замкнутую полость 4. Колонна5 при этом совместно с прикрепленнымик ней прокладками 7 и 8 приобретаетвозможность перемещения в фунцаментном стакане 1 относительно удерживающих упоров 6, выполняющих в этот момент функцию направляющих. Посколькуупоры 6 были предварительно вдавленыв прокладки 7 и 8, то суммарный размер колонны 5 с прокладками 7 и 8 вуровне упоров 6 меньше этого размераво всех уровнях выше упоров 6 и, следовательно, поп действием усилия 8 цвижение колонны 5 становится возможнымтолько после преоцоления расклинивающего действия упругопластичных проклацок 8, сопровождающегося быстро возрос тающими горизонтальными распорными усилиями в упорах 6. Как только этираспорные усилия через поверхности 11упоров 6 созцают в прокладках 8 сжимающие напряжения, превышающие предел текучести упругопластичного материала, происхоцит линейное движениеколонны в фунцаментном стакане с возникновением касательных усилий в р.зультате полусухого трения по контактному антифрикционному слою 16 поверх 1 О го 25 ностей 11 упоров 6 и взаимоцействуюшихнаружных поверхностей гибких. прокладок 7. Касательные усилия надежно воспринимаются гибкими проклацками 7 из прочного материала, причем поц действием касательных усилий часть гибких проклапок 7 ниже упоров 6 растянута. Участки же прокладок 7 и 8 выше упо 30 ров 6 вообще не напряжены. Напряжения 35 в прокладках 7 и 8 развиваются по мерепоступления их в зсну взаимодействия супорами 6 при линейном движении колонны 5, При этом упругопластичный материал прокладок 8 пластически цеформируО ется за счет изменения исходной структуры.и положения макромолекул поц дей ствием только сжимающих напряженийкак бы "плавится" в поле механических 45 50 сжимающих напряжений, и завальцовывается между упорами 6, обеспечивая постоянную плотность соединения. Гибкие,прокладки 7 скользят по контактномуантифрикционному слою 16 и протягиваются по упорам 6, полностью повторяя профиль поверхностей 11 благодаря своейгибкости, которая может быть при необходимости увеличена за счет изготовления прокладок 7 многослойными, Наличие фасок 15 на поверхностях 11 в 55верхней части, упоров 6 снимает концент.рацию напряжений в прокладках 7 и 8в момент их соприкосновения с упорами 6 и гарантирует плавное затягивание(завальцовывание) и прохождение прокладок 7 и 8 между упорами 6, Упоры.6, являясь направляющими, калибруютразмер колонны 5 с проклапками 7 и 8,образуя с трого номинальную цилинцрическую поверхность скольжения. Причем приотклонении размеров колонны 5 от номинала проклацки 8 при завальцовке изменяются по толщине межцу упорами 6от предварительно установленных значений й - 8 по уменьшенных величинЙ - О - Я (когда максимальные отклонения размеров колонны увеличиваютсяна 3 ) или цо увеличенных величини - 3 + о (когда максимальные отклонения размеров колонны уменьшаю 1 ся нац ). Линейное перемещение колонны 5в фунцаментном стакане 1 продолжаетсяцо тех пор, пока конец колонны 5 неупрется в затвердевшую уцаляемую массу 2, которая снова в состоянии будетвоспринимать усилие 8 и перепаватьего на цнище стакана 1,Во время пвижения колонны 5 прилюбых величинах пластических цеформаций упругоплас тичного ма териала прокладок 8 предельные сжимающие напряжениясохраняются постоянными, стабилизированными и не превосходят прецела текучести упругопластичного материала. Таким образом, на стенки 13 фунцаяентного стакана 1 также передается стабилизированное давление, позволяющее выпопнить по нему точный расчет верхнейчасти стакана 1 по прочности и деформативности с допускаемой шириной раскрытия трещин и тем самым обеспечитьсоецинению колонны с фунпаментнымстаканом напекную и цлительную эксплуакацию. После остановки колонны 5 вфунцаментном стакане 1 распорные усилия, а слецовательно, сжимающие напражения снижаются практически цо нуля,так как в упругопластичном материалев короткое время протекает быстрая иполная релаксация напряжений, а в содинении, как и прежпе, действуют усилия1,4 иМ. Процесс корректировки положения зданий может быть в любых соотношениях между каждым соединением колонны 5 с фундаментным стаканом 1 многократно повторен до полного выбирания,из-поц конца кажцой колонны 5 всей удаляемой массы 2, Высота массы 2 не ограничивается, мало влияет на прочность фунцаментного стакана 1 и назначается из1081284 писно аз 1480/26 Тираж фпатент", г,ужгород, ул.Проектная,условий полной компенсации прогнозируемых или ожицаемых неравномерных цеформаций оснований,Прецлагаемое соецинение колонны сфунцаментным стаканом обеспечиваетплотность всей конструкции как в обычныйпериод эксплуатации, так и на моменткорректировки положения зцаний, а такжеобеспечивает стабилизированное павле Оние в упорах при линейном перемещенииколонны в фунцаментном стакане. Кромеэтого, соецинение отличается четкос тьюи рациональностью передачи усилий меж-. цу элементами, нацежностью И цолговечностью в эусплуатации, Конкретноэто дает возможность произвоцить застройку площацок с резко выраженнымисвойс твами неравномерных цеформацийоснований, которые в настоящее времясчитаются в строительном отнощении непригодными, Причем зас тройку плошацокможно произвоцить зцаниями, запроектированными из типовых элементов безцополнительного усиления и тем самымполучать снижение сметной стоимостистроительно-монтажных работ в срецнемна 3-12%