Сейсмоизолирующий фундамент
Из газеты "Строительный эксперт" М23 декабрь 1998 г.
"...Особенно остро проблемы, связанные с надежностью домов, возникают при строительстве в районах с повышенной сейсмической активностью. Для России - это Дальний Восток и Северный Кавказ.
Фундамент сейсмоизолирующий.
Для многих стран СНГ сейсмические районы - это вся их территория или существенная её часть.
Взять под квалифицированный контроль всё индивидуальное строительство конечно невозможно, да и не реально. Другой путь - создание весьма привлекательных строительных технологий, позволяющих в любых условиях обеспечить высокий запас надежности возводимых зданий с комфортным проживанием в них... К такой технологии можно отнести ТИСЭ...."
Некоторые особенности сейсмических нагружений эле-ментор здания;
— при землетрясении здание подвергается воздействию волн нескольких типов: продольных, поперечных и поверхностных;
— наибольшие разрушения вызывают горизонтальные колебания земли, и разрушающие нагрузки носят инерционный характер;
— наиболее характерные периоды колебаний почвы лежат в диапазоне 0,1-1,5 сек;
— максимальные ускорения составляют 0,05 - 0,4g, причем v наибольшие ускорения приходят на периоды 0,1 - 0,5 сек, чему соответствуют минимальные амплитуды колебаний (около 1 см) и максимальные разрушения зданий;
— большому периоду колебаний соответствуют минимальные ускорения и максимальные амплитуды колебаний почвы;
— снижение массы конструкции ведет к снижению инерционных нагрузок;
— вертикальное армирование стен здания целесообразно при наличии горизонтальных несущих слоев в виде, например, железобетонных перекрытий;
— сейсмоизоляция зданий - наиболее перспективное направление повышения их сейсмоустойчивости.
Автором предложено повышение сейсмоустойчивости возводимых зданий сразу по трем направлениям - снижение инерционных нагрузок, повышение жесткости и прочности стен, а также введение механизма сейсмоиэоляции.
Высокая степень пустотности стен позволяет значительно снизить инерционные нагрузки на здание, а наличие сквозных вертикальных пустот - дает возможность вводить вертикальное армирование, органично вписанное в конструкцию самих стен (смотри Главу 8, раздел 8.3). Вертикальное армирование "стен, возводимых по иным технологиям индивидуального строительства, выполнить достаточно сложно.
Механизмом сейсмоиэоляции является столбчато-ленточный фундамент, возведенный по технологии ТИСЭ. Отличие - в вертикальном армировании и в том, что вокруг верхней части столбов заложена смесь песка с керамзитом или шлаком (рис. 5.42).
В качестве вертикальной арматуры фундаментного столба используется пруток диаметром 20 мм, который проходит через ростверк. Пруток имеет гладкую поверхность, покрытую гудроном. Снизу пруток снабжен законцовкой заделанной в тело столба, а сверху - резьбой.
По завершению строительства сверху устанавливается гайка, которая затягивается тарированным ключом. Тем самым в зоне стыка столба с ростверком создается "упругий'^шарнир.
Лента фундамента лежит на уплотненной песчаной подушке. Отмостка вокруг дома располагается ниже нижней кромки ленты фундамента и не препятствует их относительному горизонтальному смещению.
По мере возведения стен и увеличения массы дома, фундамент несколько проседает. Вес здания передается на грунт через фундаментные столбы и саму ленту.
При горизонтальных колебаниях почвы, столбы отклоняотносительно упругого шарнира, при этом ростверк со зданием по инерции остаются неподвижными. Упругость почвы и армирующих элементов возвращают столбы в исходное вертикальное положение. Вместо резьбового соединения арматура может приводиться в напряженное растянутое состояние и иными средствами, например забивкой металлического клина (рис. 5.43). Здесь арматура столба выполнена из двух параллельных прутков, соединенных между собой только вверху и внизу.
В течение всего срока службы здания к узлам натяжения арматуры столбов должен быть обеспечен свободный подход, как по внешнему периметру дома, так и под внутренними силовыми стенами. После завершения строительства и после значительных сейсмических колебаний затяжку всех гаек восстанавливают тарированным ключом (М=40 - 70 кГм), а клин забивают кувалдой массой 8 - 10 кг.
При создании натяжения арматуры по всему периметру фундамента, желательно величину натяжения выполнять с некоторым разбросом в 10 - 20%. Это позволит не создавать зону опасной резонансной частоты, при которой частота сейсмических колебаний и колебаний всех фундаментных столбов совпадут.
При строительстве дома в сейсмоактивных зонах гидроизоляцию по соединению ростверка со стенами не делают (для исключения их относительного смещения). По технологии ТИСЭ гидроизоляцию выполняют по стыку ростверка с фундаментными столбами (два слоя рубероида на битумной мастике).
При строительстве смежных сооружений, крыльца элементов отмостки и т. п., следует постоянно обращать внимание на то, чтобы лента фундамента не касалась своей боковой поверхностью подобных сооружений. Зазор между ними должен быть не менее 4 - 6 см. При необходимости допускается подобный контакт (крыльцо, каркас легких щитовых пристроек, веранды) из предположения того, что после их разрушения землетрясением они будут восстановлены.
