Сейсмозащитные устройства: актуальные проблемы сейсмобезопасности - страница 9

Рис. 1. Пространственные фундаментные платформы для строительства на слабых и вечномерзлых грунтах: а – сборная железобетонная платформа (патент на полезную модель № 38789); б – сборная сталежелезобетонная фундаментная платформа (патент на изобретение № 2206665); в – монолитная фундаментная платформа с утеплителем (патент на полезную модель № 45410)

Данные утверждения основываются на следующих положениях:

• используемые в [21–25] тонкие железобетонные сплошные плиты толщиной 35–40 см имеют относительно небольшую изгибную жесткость и поэтому в определенной мере чувствительны к неравномерным осадкам (деформациям) основания, а пространственные фундаментные платформы при том же расходе бетона обладают повышенной изгибной жесткостью (в 50–70 раз!). Это делает фундаментные платформы значительно менее чувствительными к локальным неоднородностям грунта и неравномерным осадкам. Фундаментные платформы обладают большой распределительной способностью передачи нагрузки на слабые основания и в значительно меньшей мере зависят от неточностей, экспериментально определяемых характеристик грунтов, которые особенно велики для слабых грунтов. Пространственные фундаментные платформы органично включают в себя проветриваемое подполье, а также структурно хорошо согласуются с предлагаемыми полносборными зданиями (рис. 2) и специальными сооружениями [24,25];

• благодаря большой распределительной способности и жесткости фундаментных платформ их можно располагать на поверхности грунта, сняв лишь растительный слой, существенно снижая объем земляных работ и создавая условия для производства строительных работ практически в любое время года. Сохраняются естественные свойства грунта. При устройстве фундаментных платформ, выступающих по периметру за пределы здания, можно использовать их теплозащитные свойства для снижения теплопотерь здания через фундамент и тем самым сохранить основание от промерзания, что особенно важно для пучинистых грунтов;

• межфундаментное пространство в фундаментных платформах образует вентилируемое подполье и позволяет использовать фундаментные платформы на вечномерзлых грунтах, сохраняя их несущие свойства, а также размещать в этом пространстве технологическое оборудование и коммуникации.

Пространственные фундаментные платформы могут осуществляться в сборном, монолитном или сборно-монолитных вариантах.

Все эти качества позволяют определить их как «экологически чистые конструкции», не вызывающие повреждения окружающей природы.

В суровых северных условиях здания замкнутого типа на пространственных фундаментных платформах могут сооружаться с двойными стенами, воздушная прослойка между которыми образует теплозащитные условия типа «термос». Температурный режим данной прослойки может регулироваться и поддерживаться путем подогреваемой воздушной массы. Таким путем обеспечивается желаемый климат внутреннего замкнутого эксплуатируемого объема здания без локальных источников тепла. На макете (рис. 2) замкнутого здания наружная обшивка условно не показана.

Рис. 2. Модели замкнутых зданий, объединенных с пространственной фундаментной платформой

Для повышения сейсмостойкости зданий, объединенных с фундаментной платформой (ФП),между нижней плитой ФП и основанием устраивается сплошной скользящий слой (например, в виде нескольких слоев полимерной пленки и др.), снижающий трение. Таким образом, сейсмическая волна проскальзывает под ФП, существенно снижая величину горизонтальных (в том числе крутильных) сейсмических воздействий на ФП и все здание в целом. Отметим, что при традиционном заглублении фундамента, который является преградой на пути горизонтальной сейсмической волны, сейсмическое воздействие на фундамент и здание весьма велико и последствия этого приходится преодолевать. Пространственная фундаментная платформа на скользящем слое является примером конструктивного решения, малочувствительного к негативным сейсмическим воздействиям и к неравномерным осадкам и просадкам в сложных грунтовых условиях.