SU1081284A1 - Соединение колонны с фундаментным стаканом - Google Patents

Abstract

1. СОЕДИНЕНИЕ КОЛОННЫ С ФУНДАЛ ЕНТНЫМ СТАКАНОМ, вклк чаюшее размешенную в стакане уаал емую массу, на которую оперт нижний . конец колонны, и упоры, удерживающие колонну в фунцаментаом стакане, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  плотности соединени  и стабилизированного цавлшси  в упорах при линейном перемещении колонны. между колонной и упорами установлены слоистые прокладки, прикрепленные к колонне ниже упоров, при этом слои проклааок со стороны упоров выполнены гибкими, а со стороны колонны - из упругопластичного материала, причем упоры вдавлены в прокладки на глубину S , определ емую из соотношени  8.Ki.n), где И - толщина сло  проклаоки из упругопластичного материала; k - коэффиаи«1т допускаемых о-рклонений линейных размеров; Я,и- максималы1ые отклонени  раз- меров колонны от ее номинальна (Л ной цилиндрической поверхности соответственно в сторону ув&личевн  и уменьшени . 2. Соединение по п.1,о т л и ч а - ю щ е е с   тем, что между поверхностью каждого упора и гибким слоем о соответствующей прокладки расположен 30 0 контактный антифрикционный слой. 3. Соединение по п. 1, о т л и ч а- ю щ е е с   т&л, что поверхности упоэо ров в месте контакта с проклаокамИ: 4 имеют фаску в верхней части.

Description

Изобретение относитс  к строительству и предназначено дл  корректировки положени  зданий, возводимых на неравномерно деформирующихс  основани хнапример на подрабатываемых территори х . Известны горизонтальные опорные соединени  строительных элементов, обеспечивающие защиту зданий от нерав .номерных горизонтальных деформаций основани  по принципу податливости за счет взаимного проскальзывани  по антифрикционным прокладкам и соответствующего гашени  дополнительных усилий в конструкци х lJ . Хот  указанные соединени  обеспечивают сохранение уровн  напр жений в антифрикционных прокладках при возникновении дополнительных усилий от неравномерных деформаций основани , но они невыгодны дл  воспри ти  преобладающих моментных нагрузок, при которы площадь антифрикционных прокладок необходимо , .значительно увеличивать. Причем цл  скопьук&т  строительных элементов в горизонтальной плоскости указанные соединени  требуют применени  фрезерованных стальных листов по площа ди антифрикционных прокладок. Применен ние таких соединений дл  скольжени  колонн в фундаментных стаканах, неизбежно обуславливает расположение всех антифрикционных прокладок на одной цилиндрической поверхности. Известны скольз щие опоры дл  стро ительных элементов, отличающиес  от указанных соединений наличием прослоек из упругого материала между стальными листами и строительными элементами. Такие скольз щие опоры про вл ют частичные упругие деформации в направлении смешений, что позвол ет существенно уменьшить остаточные перемещени  зданий при сейсмических воздействи х 2 Однако указанные опоры дл  примени ни  в соединени х колонн с фундаментными стаканами имеют существенные недостатки. Так наличие упругих прокладок , с одной стороны обеспечивает плотность соединений и исключает необходимость фрезеровки стальных листов, ас другой стороны обуславливает упругое раскачивание колонн в фундаментных стаканах, которое дл  нормальной эксплуатации  вно недопустимо по услови м прочности и по санитарным нормам,. Если же дл  уменьшени  упругих раскачиваний колонн жесткость упругих проклааок повысить, то при этом уменьшит с  положительный эффект указанных скольз щих опор, т.е. уменьшатс  частичные упругие деформации. Л алее упругие прокладки воспринимают одновременно нормальные и касательные усили , причем при линейном скольжении колонн касательные усили  не мен ют направлени , поэтому от сложени  усилий неизбежны перенапр жени , и повышенные деформации упругих прокладок , также ведущие к необходимо(э ти повышать их жесткость и прочность. Изьестны подобные скольз щие опоры строительных конструкций, включак щие жесткие пластины из антифрикционных материалов типа фторпласта, заключенные в пыленепроницаемые тканевые футл ры. Преимущества опор за- . ключаютс  в повьпценной несущей способности и долговечности 3. Однако применение указанных опор в соединени х колонн с фундаментными стаканами затруднено. Скольз щие опоры мало пригодны дл  больших горизонтальных перемещений строительных конструкций , взаимодействующих плоскими поверхност ми, так как при этом тканевые футл ры в направлении сдвижени  сильно деформируютс . Чтобы не было разрушени  герметичных тканевых футл ров , их площадь в плане должна на- много превосходить площадь жестких . антифрикционных пластин, что по конструктивным особенност м узлов не всегда возможно. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  соединение колонны с фундаментным стаканом, включающее- разметденную в стакане удал емую массу, на которую оперт нижний конец колонны, и упоры, удерживающие колонну в фундаментном стакане 4. Недостаток, известного стыкового соединени  заключаетс  в том, что поверхность колонны отличаетс  неравномерной макрофактурой и искривлением плоскостей сторон, это приводит к ее . заклиниванию или свободному колебанию в нетюдвижных упорах при осевом перемещении . Цель изобретени  - обеспечение плотности соединени  и стабилизированного давлени  в упорах при линейном перемещении колонны. Указанна  цель достигаетс  тем, что в соединении колонны с фундаментным стаканом, включающем размещенную в стакане удал емую ;массу, на ко которую оперт нижний конец колонны, и упоры, удерживающие колонну в фундаментном стакане, межау колонной и упорами установлены слоистые проклааки , прикрепленные к колонне ниже упоров , при этом слои прокладок со стороны упоров выполнены гибкими, а со сто роны колонны - из упругопластинного материала, причем упоры вдавлены в прокладки на глубину 5 , определ емую из соотношени  %. где h - толщина сло  прокладки из упругопластичного материала; К - коэффициент допускаемых откло нений линейных размеров; 5 U - максимальные отклонени  размеров колонны от ее номинальной цилин дрической поверхности соответственно в сторону увеличени  или уменьшени . Кроме того, между поверхностью каждого упора и гибким слоем соответ ствуюшёй прокладки может быть расположен контактный антифрикционный слой Причем поверхности упоров в месте контакта с прокладками могут иметь фаску в верхней части. На фиг. 1 изображено предлагаемое соединение колонны с фундаментным стаканом, общий вид в разрезе. Соединение содержит фундаментный стакан 1 и размещенную в нем удал вмую массу 2, котора  сообщаетс  через отверсти  3 с замкнутой полостью 4. На удал емую массу 2 оперт нижний конец колонны 5, котора  удерживаетс  в фундаментном стакане 1 с помощью упоров 6. Между упорами 6 и колонной 5 установлены разнородные прокладки: со стороны упоров 6 - гибкие прокладк 7, со стороны колонны 5 - проклаоки 8 из упругопластичного материала. Про- . кладки 7 и прокладки 8 прикреплены к колонне 5 ниже упоров 6 посредством щпилек 9 и гаек Ю. Упоры 6 своими поверхност ми 11 вдавлены в прокладки 7 и 8 при помощи нат жньсс элементов 12 враспор со стенками 13 фундамент ного стакана 1 и замс«оличв1ы бетонно смесью 14. В верхней части упоров 6 на поверхност х 11 образованы фаски 15. На поверхност х 11 утюров 6 и взаимодействующих с ними поверхност х гибких прокладок 7 нанесен контактный антифрикционный слой 16. Прокладки 7 и 8 и упоры б выше верхнего обреза стенок 13 фундаментного стакана 1 закрыты защитным кожухом 17. В зависимости от типа зданий и -действующих нагрузок М , Q и М элементы соединени  колонны с фундаментным стаканом могут отличатьс  по конструктивному исполнению материалами, пропорци ми, размерами, формой, количеством частей и их расположением в соединении. Например, упоры 6 и гибкие прокладки 7.могут быть изготовлены из черных и цветных металлов и неметаллических материалов {стали, меаных и алюминиевых сплавов, стеклопластиков ), удовлетвор к цих по расчету требовани м прочности. Дл  прокладок 8 могут быть использованы такие упругопластичные материалы, как поливинилхлоридные пластика ты, полиэтил ены, полипропилены , полиизобутилены, т.е. материалы , имеющие хорошо выраженный низкий предел текучести при температурах, близких к услови м эксплуатации соеаинений колонн 5 с фундаментными стаканами 1. Упоры 6 могут быть установлены в одном ИЛИ в нескольких уровн х по высоте колонны 5. Шпильки 9 могут быть изготовлены в виде закладных аеталей или анкеров, замонопиченных в ко лонне 5, илк изготовлены в виде отдельных сборных элементов, пропущенных . через отверсти  колонны 5. Нат жные элементы 12 могут быть выполн&1Ы съемными или стационарно замоноличенм ными и могут включать клиновые или винтовые пары и расщир юшийс  цемент. Бетонна  смесь 14 может быть приготовлена на обычном, безусадочном или расшир ющемс  цементе. Фаски 15 на поверхност х 11 могут быть образованы пр молинейными или ломаными отреакамв, или плавными криволинейными профил ми, включающими всю поверхность 11. Кон тактный антифрикционный слой 16 может быть вьшолнен в виде поверхностных смазок (с применением масел, эмульсий, графитовых порошков и воды), прослоек с компонентами цветных металлов, нанесенных химическим или электролитическим способом; накле@1 ых полимерных пленок и тканей, твердых смазок из антифрикционных наполнителей, внедренных в жесткую основу гибких прокладок 7 в образующих с ними композиционный материал . К (Ж тактный антифрикционный слой 16 может быть нанесен только на поверхности 11 или только на взаимодействуюшие с ними поверхности гибких л прокладок 7, или на оба типа поверхноо тей одновременно. В случае необходимости антифрикционный слой 16 может выполн ть функцию противокоррозионной за шиты. Соединение колонны с фундаментным стаканом осуществл етс  следующим образом . Перед монтажом на гран х колонны 5 устанавливаютс  прокладки 8 из упругопластичного материала и сверху прокладки 7 и прикрепл ютс  к колонне 5 посредством щпилек 9 и гаек 10 в нижней части. Дл  удержани  разнородных прокладок 7 и 8 вблизи поверхности колонны 5 все прокладки по верхней части обматываютс  вокруг колонны непрочной проволокой или эеревкой, котора  впоследствии удал етс . На наружную поверхность гибких проклааок 7 наноситс  контактный антифрикционный слой 16, если заранее не был нанесен на прокладки 7. Затем колонна 5 опускаетс  в фундаментный стакан 1, опираетс  нижним концом на удал емую массу 2, выводитс  по рискам в проектное положение с помощью упоров 6 (на поверхности 11 которых также при необходимости предварительно наноситс  контактный антифрик ционный слой 16) и удерживаетс  в стакане 1 также упорами 6, Дл  перемещени  и закреплени  упоров 6 используютс  нат жные элементы 12. Последние упираютс  в стенки 13 фундаментного стакана 1 и работают враспор с колонной 5. При этом нат жными элементами 12 развиваютс  усили , которые на взаимодействующих повержност х 11 упоров 6 образуют сжимающие напр жени , превосход щие предел текучести упругопластичного Материала прокладок 8. При перемещедии упоров 6 происходит вдавливание прокладок 7 и 8 на глyбиrf ну S Причем гибкие прокладки 7 изгибаютс  по профилю упоров 6, а прокладки 8 из упругопластичного материала пластически деформируютс  за счет изменени  исходной структуры и положени  махромолекуп. При остановке процесса вдавливани , т.е. при неподвижных упорах 6, в упругопластичном материале прокладок 8 протекает быстра  и полна  релаксаци  напр жений, т.е. вь нуждено вызванные нат жными элементам ми 12 сжимаюшие напр жени  прЕЖ-гичес ки падают до нул . После этого упоры 6 замоноличиваютс  бетонной смесью 14, а на верхний обрез фундаментного стакана 1 устанавливаетс  защитный кожух 17. Соединение колонны с фундаментным стаканом работает следующим образом. В обычный период эксплуатации, т.е. когда положение зданий не корректируетс , кажда  колонна 5 покоитс  на удал емой массе 2 и неподвижна относительно фундаментного стакана 1. При этом колонна 5 воспринимает действующие эксплуатационные внещние нагрузки и деформационные возд стви  основани , в ней возникают усили  N , Q и М , которые она передает на фундаментный стакан 1 следующим путем. Усилие t{ передаетс  на днище стакана 1 непосредственно через удал емую массу 2, котора  в этот момент находитс  в твердом состо нии и полностью воспринимает действующую на нее нагрузку. Усили  Q и М передаютс  на стенки 13 фун, даментного стакана 1 через разнородные прокладки 7 и 8 и через упоры 6 преимущественно в виде нормальных сил, вызывающих в упорах 6 и прокладках 7 и 8 только напр жени  сжати . По максимальным расчетным значени м этих нормальных сжимающих усилий размеры поверхностей 11 на упорах 6 подобраны такими, что в разнородных прокладках 7 и 8 в местах взаимодействи  с упорами 6 напр жени  сжати  достаточно- малы и настолько ниже предела текучести материала упругопластичных прокладок 8, что их собственные деформации чрезвычайно малы и с течением времени не нарастают, т.е. реологические процессы не про вл ютс , а упругопластичный материал работает в упругой области. На момент корректировки положени  зданий занимак ций лишь малую часть времени от эксплуатационного периода, из-под конца каждой подлежащей опусканию колонны 5 убираетс  любым известным способом в заданном объеме удал ема  масса 2 через отверсти  3 в замкнзи. тую полость 4. При этом усили  Q и М , как и раньше, передаютс  на стенки 13 фундаментного стакана 1 через упоры 6 и разнородные прокладки 7 и 8. Усилие К на днише стакана 1 непосредственно не передаетс , так как удал ема  масса 2 находитс  в полутвердом или жИДком состо нии и выдавливаетс  под усилием (или вытекает самосто тельно ) в замкнутую полость 4. Колонна 5 при этом совместно с прикрепленными К ней прокладками 7 и 8 приобретает возможность перемещени  в фундамент ном стакане 1 отаосительйо удерживаютщих упоров 6, выполн ющих в этхэт момент функцию направл ющих. Поскольку упоры 6 были прецварительно вдавлены в прокладки 7 и 8, то суммарный размер колонны 5 с прокладками 7 и 8 в уровне упоров 6 меньше этого размера во всех уровн х выше упоров б и, следовательно , под действием усили  N дви жение колонны 5 становитс  возможным только после преодолени  расклинивающего действи  упрутопласт чных прокладок 8, сопровождающегос  быстро возрос тающими горизонтальными распорными усили ми в упорах 6. Как только эти распорные усили  через поверхности 11 упоров 6 создают в прокладках 8 сжимающие напр жени , превышающие предел текучести упругопластичного материала , происходит линейное движение колонны в фундаментном стакане с возникновением касательных усилий в результате полусухого трени  по контакт ному антифрикционному слою 16 поверхностей 11 упоров 6 и взаимодействующи наружных поверхностей гибких, прокладок 7. Касательные усили  надежно воспринимаютс  гибкими прокладками 7 из прочного материала, причем под действием касательных усилий часть гибких прюкладок 7 ниже упоров 6 раст нута. Участки же прокладок 7 и 8 выше упоров 6 вообще не напр жены. Напр жени  в прокладках 7 и 8 развиваютс  по мер поступлени  их в зону взаимодействи  с упорами 6 при линейном движении колон ны 5. При этом упругопластичный материал прокладок 8 пластически деформиру етс  за счет изменени  исходной структурыи положени  макромолекул под дей ствием только сжимаюшах напр жений как бы плавитс  в поле механических сжимающих напр жений, и завальцовываетс  между упорами 6, обеспечива  посто нную плотность соединени . Гибкие прокладки 7 скольз т по контактному антифрикционному слою 16 и прот гиваютс  по упорам 6, полностью повтор   профиль поверхностей 11 благодар  сво гибкости, котора  может быть при необходимости увеличена за счет изготовлени  прокладок 7 многослойными. Наличие фасок 15 на поверхност х 11 в верхней части упоров 6 снимает концен рацию напр жений в прокладках 7 и 8 в момент их соприкосновени  с упорами 6 и гарантирует плавное зат гивание (завальцовывание) и прохождш1ие прокладок 7 и 8 между улорами 6. Упоры . 6,  вл  сь направл ющими, калибруют размер колонны 5 с прокладками 7 и i8, образу  строго номинальную цилиндрическую поверхность скольжени . Причем при отклонении размеров колонны 5 от номинала прокладки 8 при завальцовке измен ютс  по толщине между упорами 6 от предварительно установленньхх значений h - S до уменьшенных величин h - S - Я (когда максимальные отклонени  размеров колонны увеличиваютс  на ) или до увеличенных величин h - S + U (когда максимальные отклон&ни  размеров колонны уменьшаютс  на Ц ). Линейное перемещение колонмы 5 в фундаментном стакане 1 продолжаетс  до тех пор, пока конед колонны 5 не упретс  в затвердевшую удал емую массу 2, котора  снова в состо нии буцет воспринимать усилие К и передавать его на днище стакана 1. Во врем  движени  коленны 5 при любых величинах пластических деформаций упругопластичного материала прокладок 8 предельные сжимающие напр жени  сохран ютс  посто нными, стабилизированными и не превосход т предела текучести упругопластичного материала. Таким образом, на стенки 13 фунцаиентного стакана 1 также передаетс  стабилизированное давление, позвол ющее выпо; нить по нему точный расчет верхней части стакана 1 по прочности и деформативности с допускаемой шириной раскрыти  трещин и тем самым обеспечить соединению колонны с фундаментным стаканом нацетсную и длительную эксплуатацию . После остановки колонны 5 в фундамеитес стакане 1 распорные усили , а следовательно, сжимакщиё напр жени  снижаютс  практически ао нул , так как в упругопластичном материале в короткое врем  протекает быстра  и полна  релаксаци  напр жений, а в соединении , как и прежде, действуют усили  N . Q иМ. Процесс корректировки положа1и  зданий может быть в любых соотношени х между каждым соединением колонны 5 с фундаментным стаканом 1 многокрапно повторен до полного выбирани  иэ-noq кошш каждс колонны 5 всей уаал емов массы 2. Высота массы 2 не ограничиваетс , мало вли ет на прочность фундаментного стакана 1 и назначаетс  из

Claims (3)

1. СОЕДИНЕНИЕ КОЛОННЫ С ФУНДАМЕНТНЫМ СТАКАНОМ, включающее размещенную в стакане удаляемую массу, на которую оперт нижний . конец колонны, и упоры, удерживающие колонну в фундаментном стакане, отличающееся тем, что, с целью обеспечения плотности соединения и стабилизированного давления в упорах при линейном перемещении колонны, между колонной и упорами установлены слоистые прокладки, прикрепленные к колонне ниже упоров, при этом спои прокладок со стороны упоров выполнены гибкими, а со стороны колонны - из упругопластичного материала, причем упоры вдавлены в прокладки на глубину

8 , определяемую из соотношения где и - толщина слоя прокладки иэ упругопластичного материала;

к - коэффициент допускаемых отклонений линейных размеров; Я,и- максимальные отклонения размеров колонны от ее номиналы ной цилиндрической поверхности соответственно в сторону увеличения и уменьшения.

2. Соединение по п.1, о т л и чающееся тем, что между поверхностью каждого упора и гибким слоем соответствующей прокладки расположен контактный антифрикционный слой.

3. Соединение по π. 1, о т л и чающее с я тем, что поверхности упоров в месте контакта с прокладками.имеют фаску в верхней части.

и .„.1081284