Результат интеллектуальной деятельности: Конструкция поселения

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в сейсмо- и цунамиопасных районах.

Известна установка здания-моста (RU 2 514 075, Е04Н 14/00, E01D 1/00, 27.04.2014), содержащая проезжую часть и помещения, причем проезжая часть и помещения находятся внутри главной пролетной несущей конструкции коробчатого сечения, полки и стенки которой являются внешними ограждениями расположенных внутри помещений.

Недостатком данной конструкции является то, что она не обеспечивает безопасность населения в цунамиопасном районе при возникновении сильных землетрясений из-за особенностей объемно-планировочного решения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является конструкция поселения (RU 2 485 266, Е04Н 1/00, 20.06.2013), содержащая опорную систему в виде полых колонн, внутреннее пространство которых предназначено для размещения элементов транспортной инфраструктуры вертикального перемещения и коммуникационных систем. Колонны одной частью встроены в земную поверхность или в несущий слой дна водной поверхности и другой частью возвышаются над уровнем земной или водной поверхности, при этом расположены на расстоянии друг от друга с образованием в плане сетки колонн. Каждые две смежно расположенные колонны связаны между собой по крайне мере одним горизонтально вытянутым модулем в виде объемного блока с плоской эксплуатируемой кровлей, который шарнирно связан с этими колоннами с опиранием на них по типу балки коробчатого сечения, представляющей собой, по крайней мере, одноуровневую застройку.

Применение свай не только в качестве фундамента, но и в качестве опорной конструкции, на которой можно возводить здание, располагающееся не на уровне земли, а над ней или над уровнем водной поверхности, позволяет использовать территории, на которых ранее не возводились постройки.

Недостатком данной конструкции поселения является то, что она не обеспечивает безопасность населения при сильных землетрясениях из-за большого веса конструкции и особенностей объемно-планировочного решения.

Задача изобретения - обеспечить безопасность населения в районах с возможным возникновением землетрясений до 9 баллов и волн цунами высотой до 11 метров.

Технический результат достигается тем, что конструкция поселения, содержащая опорную систему в виде вертикально ориентированных свайного типа элементов, представляющих собой колонны, одной частью встроенных в земную поверхность или в несущий слой дна водной поверхности и другой частью возвышающихся над уровнем земной или водной поверхности, состоит из зданий, смонтированных на свайного типа элементах с образованием пространства между этими поверхностями и нижним уровнем зданий, кроме того, в этом пространстве расположена пролетная конструкция.

Колонны могут быть выполнены металлическими.

Колонны в плане могут быть расположены симметрично и с постоянным шагом вдоль пролетной конструкции.

Пролетная конструкция может быть выполнена по типу эстакады.

На фиг. 1 представлен общий вид конструкции поселения, на фиг. 2 представлен поперечный разрез конструкции поселения.

Конструкция поселения содержит опорную систему в виде вертикально ориентированных свайного типа элементов 1, представляющих собой колонны, одной частью встроенных в земную поверхность 2 или в несущий слой дна водной поверхности и другой частью возвышающихся над уровнем земной или водной поверхности.

Здания 3 смонтированы на свайного типа элементах 1 с образованием пространства между земной 2 или водной поверхностью и нижним уровнем зданий 4, в котором располагается пролетная конструкция 5, причем нижний уровень зданий 4 находится выше максимальной высоты волны цунами.

В прототипе применены железобетонные колонны, что является причиной большой массы всей конструкции. Для облегчения массы и улучшения работы в сейсмическом районе, колонны конструкции поселения выполнены из металла.

По результатам расчетов с учетом сейсмического воздействия и влияния волн цунами, выполненных в соответствии с СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах» и РД 31.33.07-86 «Руководство по расчету воздействия волн цунами на портовые сооружения, акватории и территории. Рекомендации для проектирования», выполнен подбор оптимального шага свайного типа элементов. Оптимальный шаг колонн 1 позволяет равномерно распределять усилия от действия сейсмической нагрузки и удара волны цунами, при этом возникающие усилия не превосходят предельно допустимые.

Для обеспечения безопасности населения и надежности работы конструкции поселения, в пространстве между земной 2 или водной поверхностью и нижним уровнем зданий 4 располагается пролетная конструкция 5, которая может быть выполнена по типу эстакады.

Достижение технического результата выполняется благодаря объемно-планировочным и конструктивным особенностям предлагаемой конструкции поселения. Во-первых, для уменьшения воздействия от волн цунами, в пространстве между земной 2 или водной поверхностью и нижним уровнем зданий 4 располагается пролетная конструкция 5. Во-вторых, для уменьшения влияния сейсмической нагрузки, уменьшен вес конструкции за счет использования металла и подобраны деформационные характеристики свайного типа элементов 1, представляющих собой колонны, выполненные из металла.

Конструкция поселения работает следующим образом: при сейсмическом воздействии и ударе волн цунами металлические свайного типа элементы 1 за счет специально подобранных деформационных характеристик способствуют снижению расчетной нагрузки на конструкцию поселения. Кроме того, пролетная конструкция 5, опирающаяся на свайного типа элементы 1 в пространстве между земной 2 или водной поверхностью и нижним уровнем зданий 4, служит горизонтальным диском жесткости, который с одной стороны позволяет обеспечить достаточную сейсмостойкость всей конструкции поселения, а с другой стороны увеличивает высоту пространства между земной 2 или водной поверхностью и нижним уровнем зданий 4, что, в свою очередь, обеспечивает свободный проход волн цунами под зданиями 3, не вызывая повреждений конструкции поселения.