×
20.01.2018
218.016.1433

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002634762
Дата охранного документа
03.11.2017
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве высотных зданий на естественном основании, в том числе и в сейсмических районах, неравномерные осадки которых близки или превышают предельно допустимые. Способ возведения высотного здания на естественном основании включает расчет напряженно-деформированного состояния «основание-фундамент-сооружение», устройство плитного фундамента и возведение высотного здания с перераспределением элементов жесткости в соответствии с условием равномерности осадок фундамента. Сначала устраивают плитный фундамент под высотную часть здания и возводят здание на расчетную высоту, рассчитанную из условия предотвращения опрокидывания здания при сейсмическом и/или ветровом воздействии. Затем устраивают плитный фундамент под стилобатную часть здания и возводят оставшуюся часть высотного здания и стилобата одновременно, при обеспечении равномерной осадки фундамента. Технический результат состоит в снижении неравномерности деформаций основания и уменьшении усилий в конструкциях сооружения за счет временного разделения осадок высотной и стилобатной частей, а также возможности строительства высотного здания в районах с сейсмичностью до 9 баллов на естественном основании. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве высотных зданий на естественном основании, в том числе и в сейсмических районах, неравномерные осадки которых близки или превышают предельно допустимые.

Известен способ строительства зданий на слабых грунтах, который заключается во введении дополнительных армирующих элементов в стены с целью увеличения их жесткости для уменьшения неравномерных осадок. Недостатком описанного способа является ограниченность его применения только для кирпичных стен небольшой этажности /Б.И. Далматов "Механика грунтов, основания и фундаменты", М., СИ, 1988 г., с. 208-211/.

Известен способ снижения уровня неравномерных осадок при строительстве зданий, заключающийся в одновременном или раздельном воздействии на грунт, фундамент и конструкции здания. Воздействие на грунт для его упрочнения осуществляют путем инъекции упрочняющего раствора или введения в грунт армирующих элементов в пределах центральной части здания, а его разупрочнение осуществляют путем инъектирования разупрочняющего раствора или выполнения узкой прорези, либо выполнения рядов скважин в грунте в пределах периферийной части здания. Процессы упрочнения в центральной зоне и разупрочнения в периферийной производятся одновременно. Воздействие на фундамент осуществляют путем увеличения его изгибной жесткости с максимумом в центральной и минимумом в периферийной зоне фундаментной плиты. Увеличение изгибной жесткости осуществляют путем введения ребер переменной жесткости в направлении от периферии к центру или закладкой арматуры в пределах центральной части фундаментной плиты /Патент РФ №2265107, кл. Е02D 35/00, опубл. 2004 г./.

Недостатком известного способа является то, что при воздействии на грунт инъецированием упрочняющего или разупрочняющего раствора происходит неоднородное изменение напряженно-деформированного состояния, что сложно учесть в расчетах фундамента и приводит к значительному увеличению материалоемкости фундамента. К тому же повышение жесткости фундамента в центральной его части трудоемко и требует длительного времени.

Также известен способ устройства сейсмостойкого высотного бескаркасного здания из объемных блоков для строительства в районах с сейсмичностью до 9 баллов. Способ возведения многоэтажного сейсмостойкого бескаркасного здания заключается в устройстве модульного здания повышенной прочности и жесткости. Повышение прочности и жесткости осуществляется за счет устройства здания из объемных блоков, стыки которых заполняются бетоном, прочность которого на 1/2-1/6 меньше прочности бетона блока. В стыках блоков в трех взаимно перпендикулярных направлениях устанавливаются арматурные стержни внахлест с арматурой блоков. Сейсмостойкость здания обеспечивается арматурой, установленной в предварительно ослабленном сечении в местах стыков блоков /Патент РФ №2121049, кл. Е04Н 9/02, опубл. 1998 г./.

Недостатком известного способа является то, что при возведении такого здания не обеспечивается его жесткость в плане, таким образом, данный способ устройства здания может привести к образованию чрезмерных неравномерных деформаций и невозможности дальнейшей эксплуатации сооружения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ регулирования неравномерных осадок многоэтажного здания с плитным или свайно-плитным фундаментом, заключающийся в перемещении центра масс и жесткости всего здания, с целью более равномерного распределения нагрузки на фундаментную плиту и, как следствие, уменьшения относительной разности осадок фундамента. Реализация данного способа осуществляется путем устройства дополнительных элементов жесткости как после, так и в процессе возведения каркаса здания /Патент РФ №2520751, кл. E02D 35/00, опубл. 2014 г./.

Недостатком этого способа является то, что при устройстве высотного здания с использованием данного способа невозможно обеспечить его работу при сильном сейсмическом воздействии. Таким образом, область применения данного способа устройства сооружения ограничена территорией с балльностью до 6 баллов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение себестоимости строительства за счет обеспечения возможности уменьшения неравномерных осадок и усилий в конструкциях многоэтажного здания при экономичном решении по основаниям и фундаментам, сокращение времени и трудоемкости строительства. Кроме этого технической задачей является возможность устройства высотного здания на естественном основании в районах с сейсмичностью до 9 баллов.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе возведения высотного здания на естественном основании, включающем расчет напряженно-деформированного состояния «основание-фундамент-сооружение», устройство плитного фундамента и возведение высотного здания с перераспределением элементов жесткости в соответствии с условием равномерности осадок фундамента, согласно изобретению, сначала устраивают плитный фундамент под высотную часть здания и возводят здание на расчетную высоту, рассчитанную из условия предотвращения опрокидывания здания при сейсмическом и/или ветровом воздействии, после этого устраивают плитный фундамент под стилобатную часть здания и возводят оставшуюся часть высотного здания и стилобата одновременно, при обеспечении равномерной осадки фундамента.

Предлагаемый способ возведения высотного здания отличается тем, что сначала устраивают плитный фундамент под высотную часть здания и возводят здание на расчетную высоту, рассчитанную из условия предотвращения опрокидывания здания при сейсмическом и/или ветровом воздействии, после этого устраивают плитный фундамент под стилобатную часть здания и возводят оставшуюся часть высотного здания и стилобата одновременно, при обеспечении равномерной осадки фундамента.

Перераспределение элементов жесткости системы "фундамент-здание" производят путем разделения времени устройства высотной и стилобатной части сооружения. Сейсмическая устойчивость здания от опрокидывания при этом обеспечивается достаточностью опорной части сооружения.

Перед началом строительства проводят расчеты напряженно-деформированного состояния системы "основание-фундамент-сооружение", в том числе и на сейсмические воздействия с определением минимальной высоты здания и площади опорной части, при которых не происходит опрокидывания сооружения в результате ветровых и сейсмических воздействий. После этого определяют жесткость опорной части высотного здания, так чтобы осадки при первом этапе строительства - возведении высотной части - были равномерными. Далее производится строительство с контролем напряженно-деформированного состояния конструкций с помощью мониторинга.

Реализация технической задачи осуществляется путем разделения возведения высотного сооружения на несколько этапов. На первом возводится высотная часть с жестким основанием, подобранным таким образом, чтобы не происходило опрокидывания здания, а также осадки сооружения были равномерными. На следующем этапе производится одновременное возведение стилобатной и высотной части до проектной отметки. Вес оставшейся высотной и стилобатной частей должен быть близким для того, чтобы осадка сооружения оставалась равномерной.

Технический результат заключается в снижении неравномерности деформаций основания и уменьшении усилий в конструкциях сооружения за счет временного разделения осадок высотной и стилобатной частей, а также возможности строительства высотного здания в районах с сейсмичностью до 9 баллов на естественном основании.

Изобретение позволяет предотвратить возникновение предельных неравномерных осадок фундамента как во время возведения здания, так и в период его эксплуатации. Высоту здания и площадь опорной части, достаточные для восприятия опрокидывающего момента при сейсмическом воздействии, определяется расчетом.

Техническая сущность способа устройства фундамента на естественном основании поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен разрез здания с указанием технологических этапов возведения здания; фиг. 2 - график осадок фундаментной плиты (S, %) при строительстве известным (1) и предлагаемым (2) способом.

Способ осуществляют в следующей последовательности. Перед началом строительства производят расчеты напряженно-деформированного состояния фундамента и конструкций здания с определением оптимальной высоты, площади и жесткости опорной части сооружения. На естественном основании бетонируют фундаментную плиту 1 в пределах возводимой конструкции. После ее твердения возводят каркас здания заданной высоты 2. Далее переходят к одновременному дальнейшему возведению высотной 3 и опорной части здания 4 с равным весом.

Пример:

Осуществляют строительство высотного здания каркасно-связевой конструктивной схемы высотой 300 м. Вокруг высотной части здания планируется строительство стилобатной части, состоящей из двух подземных этажей. Стилобатная и высотные части в плане имеют форму квадрата с длиной каждой стороны 130 и 70 м соответственно. Среднее давление под подошвой фундамента составляет 50 т/м2. Основанием фундаментов служат пески гравелистые с модулем деформации 100 МПа. Глубина заложения фундаментов составляет 10 м.

При строительстве такого сооружения на естественном основании традиционным способом потребуется устройство коробчатого фундамента для всей стилобатной части, состоящего из нижней плиты толщиной 4 м, верхней плиты толщиной 2 м, центрального ядра жесткости размерами 30×30 м и более 50 вертикальных диафрагм жесткости. В результате расчетов для данного типа фундамента была получена средняя осадка, составляющая 170 мм, при этом максимальная осадка составила 215 мм, а минимальная 110 мм. Крен здания в результате однородности конструктивной схемы и грунтового основания в плане равен нулю. Максимальная неравномерность осадок составила 1,5*103. При этом для возможности нормальной эксплуатации данного сооружения потребуется устройство довольно мощных диафрагм жесткости, что затрудняет эксплуатацию сооружения и увеличивает стоимость строительства.

При реализации предлагаемого способа строительство здания ведется в два этапа. На первом этапе устраивается фундамент под высотную часть и производится возведение здания до отметки 200 м, при которой не возникает опасности опрокидывания здания в результате сейсмических или ветровых воздействий. На втором этапе после устройства фундамента под стилобатной частью ведется одновременное возведение оставшейся высотной и стилобатной частей. Нагрузка от строящихся частей здания при этом подбирается одинаковой. При этом достигается снижение величины неравномерной осадки относительно случая единовременного строительства сооружения каркасной схемы до 80% (фиг. 2), а усилий в конструкциях до 40%. Кроме этого, за счет раздельного строительства высотной и стилобатной происходит замена жесткой коробчатой, принятой при обычном способе проектирования, на каркасную конструктивную схему, чем обеспечивается значительное снижение материалоемкости, сокращение времени строительства, освобождение дополнительных площадей, а также снижение трудоемкости выполнения работ.

Приведенный пример иллюстрирует, как, разделяя осадки высотной и стилобатной частей, можно добиться выравнивания осадок фундамента, уменьшения усилий в конструкциях и сокращения материалоемкости всего каркаса здания.

Способ возведения высотного здания на естественном основании, включающий расчет напряженно-деформированного состояния «основание-фундамент-сооружение», устройство плитного фундамента и возведение высотного здания с перераспределением элементов жесткости в соответствии с условием равномерности осадок фундамента, отличающийся тем, что сначала устраивают плитный фундамент под высотную часть здания и возводят здание на расчетную высоту, рассчитанную из условия предотвращения опрокидывания здания при сейсмическом и/или ветровом воздействии, после этого устраивают плитный фундамент под стилобатную часть здания и возводят оставшуюся часть высотного здания и стилобата одновременно, при обеспечении равномерной осадки фундамента.
СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 30 items.
25.08.2017
№217.015.c5c5

Способ возведения монолитных железобетонных конструкций

Изобретение направлено на возведение монолитных водонепроницаемых конструкций большой протяженности без использования дополнительной гидроизоляции. Указанный технический результат достигается тем, что бетонирование захваток производят бетонной смесью с компенсированной усадкой прочностью класса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618552
Дата охранного документа: 04.05.2017
26.08.2017
№217.015.e14f

Составной блок сборного структурного покрытия

Изобретение относится к строительству, в частности к составному блоку структурного покрытия зданий. Технический результат изобретения - упрощение монтажа. Составной блок покрытия, выполненный в виде двухпоясной решетчатой оболочки, содержит основные трубчатые стержни, образующие треугольные и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625582
Дата охранного документа: 17.07.2017
19.01.2018
№218.016.0968

Способ определения деформируемости основания

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для испытания массива армированного щебеночными вертикальными элементами слабого грунта. Для этого определяют деформируемость основания армированного слабого грунта. Способ включает в себя компрессионное сжатие штампом образца...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631617
Дата охранного документа: 25.09.2017
20.01.2018
№218.016.1418

Способ сооружения буронабивной сваи

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления буронабивных свай при усилении существующих фундаментов. Способ сооружения буронабивной сваи включает бурение скважины, заполнение ее бетонной смесью и опрессовку грунта стенок скважины. После заполнения бетонной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634759
Дата охранного документа: 03.11.2017
29.05.2018
№218.016.5533

Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку

Изобретение относится к области строительства, а именно к стендам для испытаний строительных конструкций, моделей, фрагментов зданий и сооружений, а также самонесущих и ненесущих элементов и оборудования в их составе в виде стен, перегородок, навесных фасадов, инженерных систем и другого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654339
Дата охранного документа: 17.05.2018
06.07.2018
№218.016.6cbe

Сухая смесь для огнезащитного покрытия

Изобретение относится к области строительства. Технический результат - повышение огнестойкости, теплоизоляционной стойкости, водостойкости и морозостойкости покрытия, упрощение технологии нанесения покрытия: возможность нанесения покрытия без армирующей сетки, исключение предварительной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660154
Дата охранного документа: 05.07.2018
06.07.2018
№218.016.6d0f

Способ устройства свайно-плитного фундамента и свайно-плитный фундамент, возведенный этим способом

Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений со свайным фундаментом на слабых грунтах методом вдавливания свай заводского изготовления в грунт. Способ устройства свайно-плитного фундамента методом вдавливания свай с шагом в грунт включает устройство опорной плиты с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660153
Дата охранного документа: 05.07.2018
10.07.2018
№218.016.6f0f

Способ устройства свайного фундамента и винтовая свая для осуществления способа

Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений, а именно к способам устройства свайных фундаментов из винтовых свай. Способ устройства свайного фундамента осуществляется путем погружения в грунт до заданной отметки вращением по часовой стрелке винтовой сваи с двумя лопастями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660692
Дата охранного документа: 09.07.2018
26.07.2018
№218.016.74f6

Бетонная смесь

Изобретение относится к самоуплотняющимся смесям для высокопрочных особотяжелых бетонов плотностью от 3500 до 4500 кг/м. Изобретение направлено на получение самоуплотняющейся особотяжелой бетонной смеси плотностью выше 3500 кг/м, обладающей и высокой подвижностью, измеряемой осадкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662168
Дата охранного документа: 24.07.2018
13.01.2019
№219.016.aec8

Способ определения однородности бетона в сечении бетонных и железобетонных конструкций

Изобретение предназначено для определения неоднородности прочностных свойств бетона в конструкциях и снижения трудозатрат за счет упрощения отбора контрольных образцов, при возможности использования предлагаемого метода в густоармированных и тонкослойных конструкциях. Сущность: осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676853
Дата охранного документа: 11.01.2019
Showing 11-19 of 19 items.
25.08.2017
№217.015.c5c5

Способ возведения монолитных железобетонных конструкций

Изобретение направлено на возведение монолитных водонепроницаемых конструкций большой протяженности без использования дополнительной гидроизоляции. Указанный технический результат достигается тем, что бетонирование захваток производят бетонной смесью с компенсированной усадкой прочностью класса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618552
Дата охранного документа: 04.05.2017
26.08.2017
№217.015.e14f

Составной блок сборного структурного покрытия

Изобретение относится к строительству, в частности к составному блоку структурного покрытия зданий. Технический результат изобретения - упрощение монтажа. Составной блок покрытия, выполненный в виде двухпоясной решетчатой оболочки, содержит основные трубчатые стержни, образующие треугольные и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625582
Дата охранного документа: 17.07.2017
19.01.2018
№218.016.0968

Способ определения деформируемости основания

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для испытания массива армированного щебеночными вертикальными элементами слабого грунта. Для этого определяют деформируемость основания армированного слабого грунта. Способ включает в себя компрессионное сжатие штампом образца...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631617
Дата охранного документа: 25.09.2017
20.01.2018
№218.016.1418

Способ сооружения буронабивной сваи

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления буронабивных свай при усилении существующих фундаментов. Способ сооружения буронабивной сваи включает бурение скважины, заполнение ее бетонной смесью и опрессовку грунта стенок скважины. После заполнения бетонной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634759
Дата охранного документа: 03.11.2017
18.05.2018
№218.016.5237

Составная сборная оболочка

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборным составным оболочках. Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости. Составная сборная оболочка включает соединенные между собой шестиугольные панели с узловыми элементами, с каркасом из бортовых и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653126
Дата охранного документа: 07.05.2018
16.06.2018
№218.016.63b1

Сборный сферический купол

Изобретение относится к строительству, в частности к сборным сферическим куполам. Технический результат изобретения – снижение числа типоразмеров узловых элементов. В сборном куполе, состоящем из 320 треугольных граней, выполненных на основе правильного икосаэдра, включающего по одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657553
Дата охранного документа: 14.06.2018
26.07.2018
№218.016.74f6

Бетонная смесь

Изобретение относится к самоуплотняющимся смесям для высокопрочных особотяжелых бетонов плотностью от 3500 до 4500 кг/м. Изобретение направлено на получение самоуплотняющейся особотяжелой бетонной смеси плотностью выше 3500 кг/м, обладающей и высокой подвижностью, измеряемой осадкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662168
Дата охранного документа: 24.07.2018
23.04.2019
№219.017.36a5

Сферическая оболочка с покрытием

Изобретение относится к строительству, а именно к сферическим оболочкам. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности конструкции. Сферическая оболочка с покрытием выполнена путем разбиения граней большими окружностями по серединам ребер и граням...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685602
Дата охранного документа: 22.04.2019
14.07.2019
№219.017.b4b9

Способ обеспечения безопасности жизнедеятельности людей

Изобретение относится к категории систем обеспечения безопасности жизнедеятельности людей при чрезвычайных ситуациях. Техническим результатом является возможность учета места возникновения чрезвычайной ситуации для вынесения точных и адресных рекомендаций абонентам системы обеспечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002445708
Дата охранного документа: 20.03.2012
+ добавить свой РИД