RU2333319C2 - Heat-insulated footing - Google Patents
Heat-insulated footing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333319C2 RU2333319C2 RU2006109311/03A RU2006109311A RU2333319C2 RU 2333319 C2 RU2333319 C2 RU 2333319C2 RU 2006109311/03 A RU2006109311/03 A RU 2006109311/03A RU 2006109311 A RU2006109311 A RU 2006109311A RU 2333319 C2 RU2333319 C2 RU 2333319C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foundation
- footing
- soil
- inserts
- protrusions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Foundations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и используется при сооружении зданий и сооружений на промерзающих пучинистых грунтах.The invention relates to the field of construction and is used in the construction of buildings and structures on freezing heaving soils.
Известен фундамент на промерзающем грунте (фундамент-аналог), включающий жесткое тело с выступами и штрабами со стороны, обращенной к грунту, и вкладышами в штрабах фундамента и дополнительного утеплителя рядом с фундаментом из теплоизоляционного материала, например пенополистирола, причем соотношение площадей выступов и штраб фундамента принимается таким, чтобы давление на грунт по нижней поверхности выступов было не менее величины нормального давления морозного пучения грунта, а давление на грунт по нижней поверхности вкладышей - не более величины расчетного сопротивления материала вкладышей на сжатие, а также дополнительный утеплитель, размещенный за пределами фундамента (RU №2135693, МКИ6 Е02D 27/01, 27/35 «Теплоизолированный фундамент» [1].A well-known foundation on freezing soil (analogue foundation), including a rigid body with protrusions and grooves from the side facing the soil, and inserts in the foundation grooves and additional insulation next to the foundation of heat-insulating material, such as polystyrene foam, and the ratio of the protrusion areas and the foundation groove taken so that the pressure on the soil along the lower surface of the protrusions was not less than the normal pressure of frost heaving of the soil, and the pressure on the soil along the lower surface of the liners is not more than the value of the calculated resistance of the material of the liners to compression, as well as an additional insulation placed outside the foundation (RU No. 2135693, MKI 6 E02D 27/01, 27/35 “Thermally insulated foundation” [1].
Недостаток фундамента-аналога состоит в малой теплоизолирующей способности для целей защиты грунтов от промерзания.The disadvantage of the analog foundation is the low heat-insulating ability for the purpose of protecting the soil from freezing.
Наиболее близким к заявляемому объекту техническим решением является фундамент на промерзающем грунте (фундамент-прототип), включающий жесткое тело с выступами и штрабами со стороны, обращенной к грунту, вкладышами в штрабах фундамента, выполненными из теплоизоляционного материала, например пенополистирола, с соотношением площадей выступов и штраб фундамента таким, чтобы давление на грунт по нижней поверхности выступов было не менее величины нормального давления морозного пучения грунта, а давление на грунт по нижней поверхности вкладышей - не более величины расчетного сопротивления материала вкладышей на сжатие, а также дополнительный утеплитель, размещенный за пределами фундамента, причем верхний край дополнительного утеплителя пропущен со стороны наружного края фундамента в виде прерывистых вкладышей через жесткое тело фундамента и соединен с дополнительным утеплителем противоположного наружного края фундамента, а относительная площадь прерывистых вкладышей (β=Апр. вк/A0) принимается из соотношенияThe technical solution closest to the claimed object is a foundation on freezing soil (prototype foundation), which includes a rigid body with protrusions and slots from the side facing the ground, inserts in the foundation slings made of heat-insulating material, such as polystyrene foam, with the ratio of the protrusion areas and foundation foundation so that the pressure on the soil along the lower surface of the protrusions is not less than the normal pressure of frost heaving of the soil, and the pressure on the soil along the lower surface of the deposit breathing - no more than the calculated resistance of the material of the liners to compression, as well as an additional insulation placed outside the foundation, and the upper edge of the additional insulation is passed from the outer edge of the foundation in the form of intermittent inserts through the rigid body of the foundation and connected to the additional insulation of the opposite outer edge of the foundation , and the relative area of discontinuous inserts (β = A, etc. vk / A 0 ) is taken from the relation
где Апр.вк - площадь сечения прерывистых вкладышей, м2;where A pr.vk - sectional area of intermittent inserts, m 2 ;
A0 - площадь сечения фундамента брутто в месте установки вкладышей, м2;A 0 - gross foundation cross-sectional area at the location of the liners, m 2 ;
σmax - максимально напряжение в материале фундамента от нагрузок, МПа;σ max - the maximum stress in the foundation material from loads, MPa;
R - расчетное сопротивление материала фундамента, МПа (Патент RU №2237780, МКИ6 E02D 27/01, 27/35 «Теплоизолированный фундамент» [2].R is the calculated resistance of the foundation material, MPa (Patent RU No. 2237780, MKI 6 E02D 27/01, 27/35 “Thermally insulated foundation” [2].
Недостаток фундамента-прототипа состоит в недостаточной теплоизолирующей способности для целей защиты грунтов от промерзания.The disadvantage of the base of the prototype is the lack of insulating ability for the protection of soils from freezing.
Цель заявленного изобретения состоит в обеспечении более эффективной защиты пучинистых грунтов от промерзания, в частности за счет более рационального размещения штраб со вкладышами и выступов фундамента со стороны, обращенной к грунту.The purpose of the claimed invention is to provide more effective protection of heaving soils from freezing, in particular due to a more rational placement of stubs with inserts and protrusions of the foundation from the side facing the soil.
Поставленная цель достигается тем, что в фундаменте на промерзающем грунте по патенту RU №2237780 в предлагаемом теплоизолированном фундаменте штрабы и выступы фундамента со стороны, обращенной к грунту, выполнены чередующимися по длине фундамента, при этом центры штраб со стороны, обращенной к грунту, размещены под центрами прерывистых вкладышей дополнительного утеплителя, пропущенных со стороны каждого наружного края фундамента.This goal is achieved by the fact that in the foundation on the freezing soil according to the patent RU No. 2237780 in the proposed insulated foundation, the grooves and protrusions of the foundation from the side facing the soil are made alternating along the length of the foundation, while the centers of the bar from the side facing the soil are placed under centers of intermittent inserts of an additional heater, missing from the side of each outer edge of the foundation.
Толщина вкладышей в штрабах (hвк) и толщина вкладышей дополнительного утеплителя, пропущенных со стороны каждого наружного края фундамента (h0), устанавливается по теплотехническому расчету из условия уменьшения теплового потока из грунта Q. Из расчетов следует, что эффективность теплозащиты по сравнению с фундаментом-прототипом существенно возрастает при размещении центров штраб со стороны подошвы фундамента, обращенной к грунту, непосредственно под центрами прерывистых вкладышей дополнительного утеплителя.The thickness of the liners in the slabs (h VK ) and the thickness of the liners of the additional insulation missed from the side of each outer edge of the foundation (h 0 ) is determined by the heat engineering calculation from the condition of decreasing the heat flux from the soil Q. It follows from the calculations that the thermal protection efficiency is compared with the foundation -prototype increases significantly when placing the centers of the grooves from the side of the base of the foundation, facing the ground, directly under the centers of the discontinuous inserts of the additional insulation.
Устойчивость фундамента при действии нормальных сил морозного пучения в промерзающем грунте обеспечивается тем, что передаваемое на грунт давление в пределах выступов рвс принимается таким, чтобы оно было не менее величины нормального давления морозного пучения грунта pn,f. Известно, что при давлении по подошве фундамента, превышающем pn,f, деформации пучения не проявляются. Второй возможный вариант повышения устойчивости фундамента против сил морозного пучения, который вытекает из п.2 формулы изобретения патента RU №2135693 [1], - размещение утеплителя непосредственно под выступами фундамента.The stability of the foundation under the action of normal forces of frost heaving in the freezing soil is ensured by the fact that the pressure transmitted to the soil within the protrusions p sun is taken so that it is not less than the normal pressure of the frost heaving of the soil p n, f . It is known that at a pressure along the base of the foundation exceeding p n, f , heaving deformations do not occur. The second possible option to increase the stability of the foundation against frost heaving, which follows from paragraph 2 of the claims of patent RU No. 2135693 [1], is the placement of insulation directly under the protrusions of the foundation.
В предлагаемом теплоизолированном фундаменте сохраняются требования, предъявляемые к фундаменту: давление на грунт в пределах вкладышей в штрабах рвк не должно превышать расчетного сопротивления материала вкладышей Рсж, а осадка фундамента Scp, вычисленная с учетом повышенной сжимаемости вкладышей, - величины нормируемой предельно допустимой осадки Su.The proposed heat-insulated foundation stored requirements to the foundation: ground pressure within the liner to indent p cr must not exceed the design resistance pads P compression channel material and the foundation settlement S cp, calculated taking into account the increased compressibility of inserts - values normalized maximum allowable rainfall S u .
Совокупность сформулированных предложений обеспечивает реализацию поставленной цели - обеспечение более эффективной по сравнению с фундаментом-прототипом защиты пучинистых грунтов от промерзания за счет более рационального размещения штраб со вкладышами и выступов фундамента со стороны, обращенной к грунту.The totality of the formulated proposals ensures the implementation of the goal - providing more effective compared to the prototype foundation protection of heaving soils from freezing due to a more rational placement of stubs with inserts and foundation protrusions from the side facing the soil.
При анализе уровня техники не выявлен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого решения, т.е. оно отвечает требованиям новизны.An analysis of the prior art did not reveal an analogue characterized by features identical to all the essential features of the proposed solution, i.e. It meets the requirements of novelty.
Не выявлены также признаки, являющиеся отличительными в заявляемом решении, т.е. оно отвечает требованию изобретательского уровня.Not detected are also signs that are distinctive in the claimed solution, i.e. It meets the requirement of inventive step.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 изображен теплоизолированный ленточный фундамент, нагруженный линейной нагрузкой n и заглубленный в грунт на глубину d; на фиг.2 и 3 - сечения 1-1 и 2-2; на фиг.4 - расчетная схема и эпюры распределения давлений по подошве фундамента.The invention is illustrated by drawings: figure 1 shows a thermally insulated strip foundation, loaded with a linear load n and buried in the ground to a depth d; figure 2 and 3 - section 1-1 and 2-2; figure 4 is a design diagram and diagrams of the distribution of pressure on the bottom of the foundation.
Фундамент (фиг.1-3) включает жесткое тело 1, выполненное из железобетона, с выступами 2 и штрабами 3 со стороны, обращенной к грунту, вкладышами 4 и 5 из пенополистирола, размещенного соответственно под выступами 2 и в штрабах 3, а также дополнительного утеплителя 6, размещенного на некотором удалении за пределами фундамента 1. Выступы 2 и штрабы 3 фундамента 1 выполнены чередующимися по длине фундамента 1. Верхние участки дополнительного утеплителя 6, размещенного за пределами фундамента, пропущены в виде прерывистых вкладышей 7 через тело фундамента 1 и соединены с верхними участками дополнительного утеплителя 6, размещенными с противоположной стороны фундамента 1.The foundation (Figs. 1-3) includes a
Для примера, иллюстрирующего сущность изобретения, приняты следующие исходные данные:For an example illustrating the invention, the following initial data:
- нагрузка на 1 м длины (l=1.0 м) фундамента 1: n=350 кН/м;- load per 1 m of length (l = 1.0 m) of foundation 1: n = 350 kN / m;
- ширина подошвы фундамента 1: b=2.0 м, верхней его части b0=0.5 м;- the width of the bottom of the foundation 1: b = 2.0 m, its upper part b 0 = 0.5 m;
площадь подошвы фундамента 1: А=l b=1.0·2.0=2.0 м2/м;the area of the base of the foundation 1: A = lb = 1.0 · 2.0 = 2.0 m 2 / m;
- площадь брутто фундамента 1 в сечении, где установлены прерывистые вкладыши 7: А0=lb0=1.0·0.5=0.5 м2/м;- gross area of the
- размеры выступов 2: ширина, равная ширине фундамента 1: b=2.0 м; длина вдоль фундамента 1: l1=0.5 м; расстояние между краями выступов 2, равное длине штраб 3 вдоль фундамента 1: l2=0.5 м;- the size of the protrusions 2: a width equal to the width of the foundation 1: b = 2.0 m; length along the foundation 1: l 1 = 0.5 m; the distance between the edges of the protrusions 2, equal to the length of the
- размеры прерывистых вкладышей 7: длина вдоль фундамента 1: c1=0.5 м; ширина, равная ширине верхней части фундамента 1: b0=0.5 м; расстояние между прерывистыми вкладышами 7 по длине фундамента 1: c2=0.5 м;- sizes of intermittent inserts 7: length along the foundation 1: c 1 = 0.5 m; width equal to the width of the upper part of the foundation 1: b 0 = 0.5 m; the distance between the
- среднее давление по подошве фундамента 1: рср=n/А=175 кПа;- the average pressure at the bottom of the foundation 1: p cf = n / A = 175 kPa;
- глубина заложения фундамента 1: d=0.50 м;- depth of foundation 1: d = 0.50 m;
- модуль деформации вкладышей 4, 5 (пенополистирола): Евк=1.0 МПа;- the deformation module of the
- расчетная толщина вкладышей 4: Нвк,4=0.02 м; вкладышей 5: Нвк,5=0.1 М;- the estimated thickness of the liners 4: N VK, 4 = 0.02 m; inserts 5: N VK, 5 = 0.1 M;
- расчетное сопротивление пенополистирола вкладышей 4, 5: Rсж=150 кПа;- the estimated resistance of expanded
- расчетное сопротивление бетона фундамента 1: Rb=5.2 МПа = 5200 кПа;- the calculated resistance of the concrete foundation 1: R b = 5.2 MPa = 5200 kPa;
- расчетная глубина промерзания грунта: df=1.9 м;- estimated depth of soil freezing: d f = 1.9 m;
- нормальное давление морозного пучения: pn,f=200 кПа;- normal pressure of frost heaving: p n, f = 200 kPa;
- расчетное сопротивление грунта: Rгр=220 кПа;- calculated soil resistance: R gr = 220 kPa;
- осадка фундамента 1 без учета сжимаемости вкладышей 4, 5: Scp=4.5 см;- settlement of the
- коэффициент жесткости основания: Ко=pcp/Scp=3.89 МПа/м.- the stiffness coefficient of the base: To about = p cp / S cp = 3.89 MPa / m.
Для выбора рационального соотношения α=Aвс/А площадей выступов 2 к общей площади фундамента 1 А(А=Авс+Авк) выполнены вычисления давлений на грунт по нижней поверхности выступов 2 - pвс и вкладышей 5 - рвк, а также возникающих осадок фундамента 1 (S) с учетом сжимаемости вкладышей 4, 5. Вычисления выполнены по формулам:To select a rational ratio α = A sun / A of the areas of the protrusions 2 to the total area of the foundation 1 A (A = A VS + A VK ), the pressure on the soil was calculated on the lower surface of the protrusions 2 - p VS and the inserts 5 - p VK , and arising foundation sediment 1 (S), taking into account the compressibility of the
Результаты вычислений при различных значениях относительной площади выступов представлены в таблице.The calculation results for various values of the relative area of the protrusions are presented in the table.
Из таблицы следует, что оптимальным является соотношение α=0.5, отмеченное в таблице звездочкой. При этом наибольшее давление на грунт по нижней поверхности выступов 2 - рвс=203 кПа не превышает расчетного сопротивления грунта Rгр=220 кПа, а также выполняются условия (2)...(4):From the table it follows that the ratio α = 0.5, marked with an asterisk in the table, is optimal. In this case, the greatest pressure on the soil along the lower surface of the protrusions 2 - p sun = 203 kPa does not exceed the calculated soil resistance R gr = 220 kPa, and conditions (2) ... (4) are also satisfied:
(2): рвс=203>pn,f=200 кПа;(2): p sun = 203> p n, f = 200 kPa;
(3): рвк=147<Rсж=150 кПа;(3): p VK = 147 <R cr = 150 kPa;
(4):S=5.64<Su=10.0 см.(4): S = 5.64 <S u = 10.0 cm.
Проверка возможности устройства прерывистых вкладышей 7:Testing intermittent insert 7 device capabilities:
0.50<1-1400/5200=1-0.27=0.73,0.50 <1-1400 / 5200 = 1-0.27 = 0.73,
где β=Апр вк./А0=0.25/0.50=0.50;where β = A pr vk. / A 0 = 0.25 / 0.50 = 0.50;
Апр.вк.=с1b0=0.5·0.5=0.25 м2 - площадь сечения прерывистых вкладышей 7;A pr.vk = c 1 b 0 = 0.5 · 0.5 = 0.25 m 2 - sectional area of
А0=(с1+с2)b0=(0.5+0.5)0.5=0.50 м2 - площадь сечения фундамента 1 брутто в месте установки прерывистых вкладышей 7;And 0 = (s 1 + s 2 ) b 0 = (0.5 + 0.5) 0.5 = 0.50 m 2 - the cross-sectional area of the
σmax=n(c1+с2)/(c2b0)=350(0.5+0.5)/(0.5·0.5)=1400 кПа - максимальное напряжение в материале фундамента 1 от внешних нагрузок;σ max = n (c 1 + s 2 ) / (c 2 b 0 ) = 350 (0.5 + 0.5) / (0.5 · 0.5) = 1400 kPa - maximum stress in the
R=Rb=5.2 МПа=5200 кПа - расчетное сопротивление бетона.R = R b = 5.2 MPa = 5200 kPa - design resistance of concrete.
Таким образом, предъявляемые требования к проектированию фундаментов в рассмотренном примере удовлетворяются.Thus, the requirements for the design of foundations in the considered example are satisfied.
На фиг.2 показано положение и размеры прерывистых вкладышей 7; на фиг.4 - размеры фундамента и распределение давлений по подошве фундамента 1 при принятом значении α=0.5 в виде эпюр: поз.9 - давление по поверхности вкладышей 5 (рвк), поз.10 - давление по поверхности выступов 2 (рвс), поз.11 - среднее давление по поверхности фундамента 1 в целом (рср).Figure 2 shows the position and size of the
Из теплотехнического расчета, выполненного по программе «НЕАТ-ПТФ/3» (трехмерная), следует:From the heat engineering calculation performed according to the NEAT-PTF / 3 program (three-dimensional), it follows:
- при выполнении штраб 2 и выступов 3 фундамента 1 со стороны, обращенной к грунту, чередующимися по длине фундамента, тепловой поток из грунта Q уменьшается на 20% по сравнению с фундаментом-прототипом;- when performing the stub 2 and
- при размещении штраб 2 фундамента 1 непосредственно под центрами прерывистых вкладышей 7, пропущенных со стороны каждого наружного края фундамента 1, тепловой поток Q уменьшается на 30% по сравнению с фундаментом-прототипом, что обусловлено удлинением пути теплового потока Q (поз.8 на фиг.1) по сравнению со строго вертикальным направлением в фундаменте-прототипе;- when placing the stub 2 of the
- при размещении вкладышей 4 из пенополистирола под выступами 2 фундамента 1 достигается более эффективная защита грунта от промерзания, что обеспечивает возможность полного исключения промораживания грунта в зимний период.- when placing inserts 4 of expanded polystyrene under the protrusions 2 of the
Преимущества предлагаемого решения теплоизолированного фундамента на промерзающих пучинистых грунтах о сравнению с фундаментом-прототипом состоят в обеспечении более эффективной защиты пучинистых грунтов от промерзания.The advantages of the proposed solution of a thermally insulated foundation on freezing heaving soils compared to the prototype foundation are to provide more effective protection of heaving soils from freezing.
Список использованных материаловList of materials used
1. Патент RU №2135693, МКИ6 Е02D 27/01, 27/35. Теплоизолированный фундамент. /В.В.Лушников и Ю.Р.Оржеховский. - Опубл. 27.08.1999, Бюл. №24. - 12 с.1. Patent RU No. 2135693, MKI 6 E02D 27/01, 27/35. Thermally insulated foundation. / V.V. Lushnikov and Yu.R. Orzhekhovsky. - Publ. 08/27/1999, Bull. Number 24. - 12 p.
2. Патент RU №2135693, МКИ6 E02D 27/01, 27/35. Теплоизолированный фундамент. /В.В.Лушников, Ю.Р.Оржеховский и В.В.Веселов. - Опубл. 27.01.2004, RU БИПМ №3. - 8 с.2. Patent RU No. 2135693, MKI 6 E02D 27/01, 27/35. Thermally insulated foundation. / V.V. Lushnikov, Yu.R. Orzhekhovsky and V.V. Veselov. - Publ. 01/27/2004, RU BIPM No. 3. - 8 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006109311/03A RU2333319C2 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Heat-insulated footing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006109311/03A RU2333319C2 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Heat-insulated footing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006109311A RU2006109311A (en) | 2007-09-27 |
| RU2333319C2 true RU2333319C2 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=38953859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006109311/03A RU2333319C2 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Heat-insulated footing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2333319C2 (en) |
-
2006
- 2006-03-23 RU RU2006109311/03A patent/RU2333319C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006109311A (en) | 2007-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101446088B (en) | Construction method for pole and tower foundation in Gobi Desert gravelly soil area | |
| US4336674A (en) | Underground structure for residential and business use | |
| JP5511327B2 (en) | Slope and method of forming slope | |
| CN112095634A (en) | Anchor rod pile plate retaining wall combination device and construction method | |
| CN210439302U (en) | Foundation structure formed by basement and supporting piles | |
| US6178710B1 (en) | Water permeable slab invention | |
| JP4906931B2 (en) | Civil engineering block | |
| JP3823253B2 (en) | Semi-underground flat-bottom cylindrical liquid storage tank construction method and semi-underground flat-bottom cylindrical liquid storage tank | |
| RU2333319C2 (en) | Heat-insulated footing | |
| CN206752527U (en) | Basement post-pouring zone waterproof construction | |
| CN203729311U (en) | Cable-stayed concrete pile fixing slope protection structure | |
| US20200181867A1 (en) | Forming, drainage and ventilation system for agriculture, irrigation and athletic fields | |
| CN207405616U (en) | A kind of assembled energy diaphram wall package assembly | |
| KR100467234B1 (en) | Retaining wall and its construction method of steel panel | |
| RU94992U1 (en) | DEVICE FOR PRIMING BASIS FOR BUILDING OR STRUCTURE ON PERMANENTLY FROZEN SOILS | |
| RU141393U1 (en) | HEAT-INSULATED FOUNDATION | |
| RU2357044C2 (en) | Heat insulated foundation | |
| Nusier et al. | Damage of reinforced concrete structure due to severe soil expansion | |
| RU84883U1 (en) | CONSTRUCTION OF BUILDING OR STRUCTURE ON PERMANENTLY FROZEN SOIL | |
| CN208201913U (en) | A kind of multi-layer underground cell structure of active anti-floating formula | |
| RU2237780C2 (en) | Heat insulated foundation | |
| CN205894088U (en) | Soil nail wall supporting construction that anchor pipe and channel -section steel stake combine | |
| KR20070031295A (en) | A reinforced soil retaining wall system and method of construction | |
| CN212612499U (en) | Supporting and water-stopping double-layer steel sheet pile enclosure structure for weak stratum | |
| CN217105218U (en) | Anti soft clay ground municipal inspection shaft that subsides |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130324 |