9.04M

Category:

Construction

Способ выравнивания крена плитного основания вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом

К вопросу выравнивания кренов плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» В статье обобщается имеющийся опыт по
регулируемым фундаментам. Приводятся классификация регулируемых
фундаментов каркасных зданий и алгоритм подъема.
Статья предназначается для студентов, изучающих дисциплину
«Основания и фундаменты» и для строителей - практиков занимающихся
возведением объектов на структурно-неустойчивых грунтах.
Ключевые слова: регулируемые фундаменты; структурно-неустойчивые
грунты; выравнивание кренов резервуаров . Способ выравнивания крена
плитного основания вертикальных цилиндрических стальных
резервуаров с дизтопливом методом опусканием с использованием
фрикционно- податливых болтовых соединений с применением телескопических
опор с зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления
крена резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»

3.

Ущерб от разлива топлива в Норильске $2 млрд. Акции "Норникеля"
обвалились
Алексей Ильин, Мария Киселева
Би-би-си 7 июля 2020
АВТОР ФОТО,KIRILL KUKHMAR/TASS
Подпись к фото,

4.

Способ выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая»
Место посадки вертолета около разлива топлива в Норильске
С момента разлива топлива в Норильске прошел месяц. На ликвидацию
последствий аварии уйдут годы. Росприроднадзор оценил ущерб в 148 млрд рублей.
6 июля Росприроднадзор сообщил, что в результате разлива топлива в Норильске на
предприятии "Норникеля" природе был нанесен ущерб в размере почти 148 млрд
рублей (2 млрд долларов). Ведомство направило "Норильско-Таймырской
энергетической компании" (АО "НТЭК") требования о добровольном возмещении
ущерба, говорится в сообщении ведомства.
Акции "Норникеля" на торгах 6 июля упали на 6% до 17,9 тыс. рублей. В этот же
день "Норникель" опубликовал очередной отчет о ликвидации последствий аварии. Об
оценке ущерба в нем не упоминается.
Ранее глава "Норникеля" Владимир Потанин заявлял, что на ликвидацию последствий
аварии придется потратить "10 миллиардов [рублей] и более".
"Норникель" не согласен с оценкой ущерба Росприроднадзора, сообщила компания 8
июля. "При этом компания подтверждает обязательство ликвидировать
последствия аварии за свой счет", - говорится в пресс-релизе "Норникеля".
Росприроднадзор при своих расчетах использовал слишком высокий коэффициент,
учитывающий "длительность негативного воздействия загрязняющих веществ на
водный объект при непринятии мер по его ликвидации", считает "Норникель".
Также руководство компании полагает, что масса нефтепродуктов, попавших в
воду, определена некорректно.
Потанин оценил ущерб от разлива в 10 млрд. Раньше надо было думать, сказал
Путин
3 июля Росприроднадзор опубликовал результаты внеплановой проверки АО "НТЭК".
Ведомство установило, что компания нарушила природоохранное законодательство,
а также предоставила недостоверную информацию в декларации о воздействии на
окружающую среду.
"Кроме того, АО "НТЭК" не обеспечило содержание в исправном состоянии
технологического оборудования, заблаговременное проведение инженернотехнических мероприятий, направленных на предотвращение возможных разливов
нефти и нефтепродуктов," – говорится в отчете.
Русская служба Би-би-си собрала главное, что на сегодняшний день известно о ЧП,
которое экологи называют крупнейшей экологической катастрофой в Заполярье.

5.

Что случилось в Норильске и на предприятиях "Норникеля"
29 мая в Норильске из резервуара на территории ТЭЦ-3 вытекло около 21 тыс. тонн
дизельного топлива. Нефтепродукты попали на проезжую часть технологической
дороги, в результате загорелся ехавший по ней автомобиль. Пожар потушили за два
часа, никто не пострадал, однако разлившиеся горюче-смазочные
материалы попали в местные реки Амбарная и Далдыкан, а также в их притоки.
Вскоре после этого в СМИ и соцсетях появились фотографии рек, вода в которых
окрасилась в лилово-красный цвет. Впоследствии в дело вмешался даже президент
Владимир Путин, который провел онлайн-совещание по утечке.
https://www.bbc.com/russian/features-53282724
Изобретение относится к строительству, а именно к усилению свайных
фундаментов зданий, получивших крен. Способ выправления крена здания,
возведенного на свайном фундаменте, состоит в том, что в ростверке продольной
наружной стены здания, расположенной в направлении крена, устраивают новые
сваи, а в ростверке продольной наружной стены здания, расположенной со стороны,
обратной крену, «выключают» из работы сваи. В процессе выправления крена
изнутри подвала здания в отверстия, прорезанные в плите ростверка, вдавливающим
устройством погружают новые сваи, образованные по их длине отдельными
секциями. Голову сваи закрепляют в плите ростверка с помощью металлической
траверсы и анкеров, заделанных на высокопрочном клее в отверстиях ростверка.
Затем у ряда свай, расположенных со стороны здания, противоположной крену,
отрывают котлован, обеспечивающий доступ к оголовкам свай, которые срезают на
величину =ib, где i - крен здания, b - ширина здания в направлении крена. Оголовки
срезаемых свай предварительно усиливают металлическими бандажами с
уплотнителями, образованными высокопрочными полимерными составами, а
регулирование несущей способности Fd новых свай в процессе выправления крена и
эксплуатации здания осуществляют с помощью вдавливающего устройства,
используя траверсу, которую устанавливают на голову сваи, и с помощью траверсы
домкратом вдавливают сваю до необходимого усилия, после чего траверсу
фиксируют гайками на анкерах до выправления и стабилизации крена здания.
Вдавливающее устройство демонтируют, а после выправления крена здания
срубленные сваи «включают» в работу с помощью обетонирования.

6.

Технический результат состоит в снижении трудоемкости и повышении
надежности при выправлении крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
с

7.

«Опора сейсмостойкая»крена здания, а также обеспечении регулирования крена при
дальнейшей эксплуатации здания.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2352723
C1, 20.04.2009. RU 2275474 C2, 27.04.2006. RU 227547 C1, 27.04.2006.
SU 1227767 A, 30.04.1986. EP 0264998 A1, 27.04.1988. DE 2545572 A1,
14.04.1977.
Адрес для переписки:
630015, г.Новосибирск, а/я 189, А.В. Лубягину
(54) СПОСОБ КОРРЕКТИРОВКИ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ОСАДОК ЗДАНИЙ И
СООРУЖЕНИЙ НА ПЛИТНОМ ФУНДАМЕНТЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для выравнивания неравномерно
осевших зданий и сооружений на плитных фундаментах. Способ корректировки неравномерности
осадок зданий и сооружений на плитном фундаменте включает установку вертикально
ориентированных инъекционных кондукторов и инъекцию подвижного раствора под частью здания
в направлении крена. Перед началом инъектирования подвижного раствора через кондукторы,
установленные по периметру укрепляемой части фундамента, осуществляют замачивание грунта,
вызывающее его ослабление. Затем через те же кондукторы производят инъекцию подвижного
раствора давлением, вызывающим гидроразрыв ослабленного грунта. После затвердевания раствора
производят инъекцию подвижного раствора внутри полученного контура. Дополнительно
осуществляют осадку здания со стороны, противоположной крену, а после выравнивания положение
здания фиксируют подачей подвижного раствора в кондукторы, со стороны, противоположной
крену. Технический результат состоит в повышении эффективности при расширении диапазона
корректировки наиболее просевшей части фундамента, снижении материалоемкости. 3 з.п. ф-лы, 3
ил.
Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано для выравнивания
неравномерно осевших зданий и сооружений на плитных фундаментах.
Известен способ адаптации плитного фундамента к изменению характеристик грунтового основания
(патент РФ №2184812, Е02D 27/28, опубл. 10.07.2002 г.), включающий устройство в тело плиты
адаптационных технологических и измерительных каналов и установку в них датчиков, с помощью
которых производится оценка физико-механических свойств грунта и, в случае необходимости,
инъецирование уплотняющего и закрепляющего растворов в зоне пониженной плотности грунтового
основания с оценкой скорости уплотнения и проникновения раствора в грунт в зависимости от
давления.
Недостатком данного способа является большая трудоемкость устройства адаптационных,
технологических и измерительных каналов в густоармированном плитном фундаменте,
обусловленная их большим количеством и сложностью изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому является способ корректировки вертикального положения
зданий и сооружений на плитном фундаменте (патент РФ №2352723, Е02D 55/00, опубл. 20.04.2009
г.), включающий установку вертикально ориентированных инъекционных кондукторов и
инъектирование через них подвижного раствора под частью здания в направлении крена до
возрастания подающего давления на 40-50% по отношению к рабочему давлению или до расхода
подвижного раствора в объеме 2 м3 на одном инъекционном горизонте.
Существенным недостатком способа по патенту №2352723 является порог давления инъектирования,
который может оказаться недостаточным для достижения требуемого уплотнения грунта основания.
Как следует из реферата патента, момент окончания инъектирования регламентируется двумя
параметрами: или временем, когда давление возрастает на 40-50% по отношению к рабочему, или
расходом подвижного раствора в объеме 2 м3 на одном горизонте. Из описания следует, что в случае

15.

дальнейшего повышения инъекционного давления вместо уплотнения грунта образуются новые
щелевидные разрывы грунтового основания с неконтролируемым распространением подвижного
раствора. Установлено, что после окончания инъектирования, по этому условию, максимальное
давление уплотнения может достичь величины не более 5,6-6,0 атм. При таком условии способ
может оказаться пригодным лишь для корректировки (прекращения дальнейшей осадки) небольших
зданий и сооружений. Однако при давлении подаваемого раствора в 5-6 атм плотность грунта
окажется недостаточной для того, чтобы остановить дальнейшую осадку здания с большим
давлением на грунт.Поднять же осевшую часть здания и осуществить таким образом исправление
крена методом высоконапорного инъектирования невозможно ни при сколь угодно больших
давлениях.
Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в повышении
эффективности при расширении диапазона корректировки наиболее просевшей части фундамента.
Поставленная задача решается тем, что в способе корректировки неравномерности осадок зданий и
сооружений на плитном фундаменте, включающем установку вертикально ориентированных
инъекционных кондукторов и инъекцию подвижного раствора под частью здания в направлении
крена, перед началом инъектирования подвижного раствора через кондукторы, установленные по
периметру укрепляемой части фундамента, осуществляют замачивание грунта, вызывающее его
ослабление, затем через те же кондукторы производят инъекцию подвижного раствора давлением,
вызывающим гидроразрыв ослабленного грунта, а после затвердевания раствора производят
инъекцию подвижного раствора внутри полученного контура. Дополнительно осуществляют
замачивание грунта со стороны, противоположной крену. После выравнивания фиксируют
положение здания подачей подвижного раствора через те же кондукторы со стороны,
противоположной крену.
В процессе проведения работ и после их окончания целесообразно осуществлять контроль давления
подвижного раствора, а до начала работ, в процессе их проведения и после окончания - мониторинг
осадки здания с помощью геодезических приборов.
Предварительное замачивание грунта и последующая инъекция подвижного раствора давлением,
вызывающим гидроразрыв грунта, по контуру просевшей части фундамента обеспечат создание
прочной завесы, которая позволит осуществлять инъекцию подвижного раствора непосредственно
под просевшей частью фундамента внутри полученного контура под большим давлением, исключая
при этом неконтролируемые утечки подвижного раствора.
Степень увлажнения грунта характеризует показатель консистенции грунта, который определяется
по ГОСТу 25100-95 (Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные
сооружения. М.: Стройиздат. - 1985. - с.10-12.),
где
W - природная влажность;
WL- влажность на границе текучести;
Wp - влажность на границе раскатывания.
В зависимости от консистенции глинистые грунты могут быть твердыми, пластичными и текучими.
Очевидно, что менее увлажненный грунт с меньшим показателем консистенции будет иметь
повышенные значения предельных нагрузок (давлений), при которых происходит гидроразрыв
грунта под возрастающим давлением раствора.
В общем случае, для приближенной оценки прочностных характеристик широко используются
схематизированные кривые деформаций, в которых грунт является идеально упруго-пластическим

16.

(диаграммы Прандтля). Диаграмма деформирования такого рода состоит из двух прямолинейных
участков - при напряжениях ниже предела пропорциональности σT соблюдается закон Гука, затем
возникает текучесть. По диаграмме Прандтля следует, что при возникновении текучести рост
напряжений прекращается.
На фиг.1 представлена схема расположения кондукторов по периметру и внутри укрепляемой зоны,
на фиг.2 - диаграммы деформирования одного и того же грунта, характеризующиеся разными
значениями показателей консистенции, на фиг.3 - схема возможных вариантов кренов.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Определяют зону укрепляемой части фундамента и по ее периметру выбирают схему расположения
вертикально ориентированных кондукторов 1 (фиг.1), а внутри зоны - вертикально ориентированных
кондукторов 2 (фиг.1). Перед началом работ целесообразно определить характеристики грунта,
провести оценку напряженно-деформированного состояния и на основании полученных данных
составить схему расположения и необходимое количество задействованных кондукторов для
осуществления предлагаемого способа. Через кондукторы 1 осуществляют замачивание грунта
подачей воды под давлением. На фиг.2 кривая 1 показывет диаграмму деформирования грунта после
замачивания, кривая 2 - деформирование грунта с природной влажностью. Как видно из
представленных диаграмм, грунт после замачивания становится менее прочным и достижение в нем
предела текучести и разрушение гидроразрывом произойдет раньше и при меньших давлениях.
Подачу воды продолжают до тех пор, пока соседние зоны замачивания 3 (фиг.1) не сомкнутся друг с
другом, образуя сплошной контур ослабленного грунта. Поскольку инъекторы имеют
ненаправленное действие, замачивание вокруг каждого из них происходит в радиальном
направлении белее-менее равномерно, образуя зоны замачивания грунта, по виду близкие к
цилиндрическим. Зоны перекрываются между собой, образуя сплошной контурный канал
ослабленного грунта, характеризуемого меньшим пределом текучести.
После этого через те же кондукторы 1 осуществляют инъекцию подвижного раствора давлением,
вызывающим гидроразрыв ослабленного грунта. При этом разрушение грунта и прохождение
подвижного раствора осуществляется преимущественно по направлению ранее полученного
контурного канала, поскольку грунт в нем имеет меньший предел текучести, преодоление которого
произойдет раньше, чем это случится в более прочном грунте. Таким образом, весь подаваемый
раствор на этапах уплотнения и гидроразрыва остается внутри зоны ослабленного грунта. Более
плотный грунт, находящийся внутри образовавшегося контура, уплотняется внутренним давлением,
но сохраняет свою целостность. Момент окончания подачи подвижного раствора через кондукторы 1
может быть определен по кривой давления. Экспериментально установлено, что гидроразрыву
предшествует возрастание давления раствора. Рост давления продолжается до тех пор, пока не
произойдет процесс трещинообразования в грунте с заполнением вновь образовавшихся объемов
раствором. Этому моменту соответствует резкое «скачкообразное» падение давления.
После окончания подачи подвижного раствора через кондукторы 1, делают временную выдержку,
обеспечивающую полное затвердевание раствора. Затвердевший раствор образует замкнутый контур
вокруг намеченного участка фундамента.
Затем через кондукторы 2 производят инъекцию подвижного раствора внутри полученного контура.
Ранее образованный замкнутый контур исключает возможность неконтролируемой утечки
подвижного раствора, поэтому инъектирование подвижного раствора внутри контура осуществляют
большим давлением, обеспечивающим высокую степень уплотнения грунта, что позволит более
эффективно проводить корректировку положения фундаментной плиты. Внутриконтурное давление
при использовании предлагаемого способа может достигать значения до 20 атм.
Повышение жесткости основания под осевшим участком плитного фундамента методом
инъектирования связано с уплотнением грунта - уменьшением пористости. Главным показателем
степени уплотнения грунта или количества нагнетаемого раствора является конечное давление.

17.

Установлено, что грунт может уплотняться лишь до некоторого предела, после которого дальнейшее
нагнетание раствора приводит к гидроразрыву. В момент гидроразрыва на манометре фиксируется
резкое падение давления за счет нарушения сплошности среды и образования в ней новых объемов в
виде трещин нормального разрыва. Дальнейшее нагнетание раствора не вызывает возрастания
давления, поскольку раствор неконтролируемым образом вытекает через вновь образованные
трещины и грунт после гидроразрыва становится менее уплотненным. Использование предлагаемого
способа позволит нагнетать большее количество раствора с более высоким давлением за счет
образования контура, препятствующего вытеканию подаваемого раствора за пределы зоны
уплотнения.
Укрепленное таким образом основание фундамента обеспечит надежное прекращение дальнейшей
осадки зданий и сооружений независимо от величины оказываемого ими давления на грунт.
После остановки осадки здания осуществляют ликвидацию крена, для чего производят замачивание
грунта со стороны, противоположной крену. При этом происходит ослабление грунта и под
действием собственного веса выравниваемого здания происходит его осадка со стороны,
противоположной крену. По окончании выравнивания положение здания фиксируют подачей
подвижного раствора в те же кондукторы, в которые подавали воду для замачивания грунта (на фиг.
не показано).
До начала, в процессе проведения и после окончания работ производят контроль положения здания с
помощью геодезических приборов.
В связи с тем, что под подошвой фундаментной плиты грунт имеет разброс физико-механических
свойств (величины консистенции, пористости, плотности и т.д.), а также из-за неоднородности
надфундаментной нагрузки, осадки могут быть неравномерными.
На фиг.3 показаны три разновидности осадок фундамента:
1 - осадки в точках А и В не равны нулю, но равномерны;
2 - осадки не равны нулю с опережением в точке А;
3 - осадки увеличиваются только в точке А.
Первый вариант не составляет опасности при эксплуатации сооружения, поэтому он не
рассматривается.
Для предотвращения перекоса во втором варианте необходимо осуществить следующие операции:
- методом высоконапорной инъекции остановить процесс дальнейшего оседания фундаментной
плиты в точке А;
- сделать задержку по времени, пока осадки в точке В под собственным весом здания не станут
равными зафиксированным осадкам в точке А;
- после ликвидации крена за счет подачи через кондукторы под подошву фундамента твердеющего
раствора под давлением зафиксировать положение точки В.
При третьем варианте необходимо осуществлять следующие операции:
- остановить процесс оседания фундаментной плиты повышением жесткости основания в точке А;
- со стороны, противоположной крену (точка В) методом замачивания ослабить грунт и вызвать в
нем осадку фундаментной плиты под собственным весом;

18.

- аналогично после временной паузы и ликвидации крена зафиксировать положение точки В
твердеющим раствором.
Используемый в предлагаемом способе метод осаживания плиты со стороны, противоположной
крену, является более предпочтительным по сравнению с методом выравнивания путем подъема
наиболее просевшей точки А, например, с помощью домкратов.
Формула изобретения
1. Способ корректировки неравномерности осадок зданий и сооружений на плитном фундаменте,
включающий установку вертикально ориентированных инъекционных кондукторов и инъекцию
подвижного раствора под частью здания в направлении крена, отличающийся тем, что перед началом
инъектирования подвижного раствора через кондукторы, установленные по периметру укрепляемой
части фундамента, осуществляют замачивание грунта, вызывающее его ослабление, затем через те
же кондукторы производят инъекцию подвижного раствора давлением, вызывающим гидроразрыв
ослабленного грунта, а после затвердевания раствора производят инъекцию подвижного раствора
внутри полученного контура, дополнительно осуществляют осадку здания со стороны,
противоположной крену, а после выравнивания положение здания фиксируют подачей подвижного
раствора в кондукторы, со стороны, противоположной крену.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадку со стороны, противоположной крену, осуществляют
воздействием собственного веса выравниваемого здания.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед осуществлением осадки производят замачивание
грунта.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в процессе проведения работ и после их
окончания осуществляют контроль давления подвижного раствора, а перед началом работ, в
процессе их проведения и после окончания осуществляют мониторинг осадки здания с помощью
геодезических приборов.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 468 152
(13)
C1
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
(51) МПК
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
E02D 35/00 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 26.06.2020)
Пошлина:учтена за 6 год с 17.06.2016 по 16.06.2017
(21)(22) Заявка: 2011124668/03, 16.06.2011
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
16.06.2011
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 16.06.2011
(72) Автор(ы):
Лубягин Александр
Васильевич (RU),
Бобряков Альберт
Павлович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Лубягин Александр
Васильевич (RU),
Нагибнев Константин

19.

(45) Опубликовано: 27.11.2012 Бюл. № 33
Михайлович (RU)
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2352723
C1, 20.04.2009. RU 2275474 C2, 27.04.2006. RU 227547 C1, 27.04.2006.
SU 1227767 A, 30.04.1986. EP 0264998 A1, 27.04.1988. DE 2545572 A1,
14.04.1977.
Адрес для переписки:
630015, г.Новосибирск, а/я 189, А.В. Лубягину
(54) СПОСОБ КОРРЕКТИРОВКИ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ОСАДОК ЗДАНИЙ И
СООРУЖЕНИЙ НА ПЛИТНОМ ФУНДАМЕНТЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для выравнивания неравномерно
осевших зданий и сооружений на плитных фундаментах. Способ корректировки неравномерности
осадок зданий и сооружений на плитном фундаменте включает установку вертикально
ориентированных инъекционных кондукторов и инъекцию подвижного раствора под частью здания
в направлении крена. Перед началом инъектирования подвижного раствора через кондукторы,
установленные по периметру укрепляемой части фундамента, осуществляют замачивание грунта,
вызывающее его ослабление. Затем через те же кондукторы производят инъекцию подвижного
раствора давлением, вызывающим гидроразрыв ослабленного грунта. После затвердевания раствора
производят инъекцию подвижного раствора внутри полученного контура. Дополнительно
осуществляют осадку здания со стороны, противоположной крену, а после выравнивания положение
здания фиксируют подачей подвижного раствора в кондукторы, со стороны, противоположной
крену. Технический результат состоит в повышении эффективности при расширении диапазона
корректировки наиболее просевшей части фундамента, снижении материалоемкости. 3 з.п. ф-лы, 3
ил.
Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано для выравнивания
неравномерно осевших зданий и сооружений на плитных фундаментах.
Известен способ адаптации плитного фундамента к изменению характеристик грунтового основания
(патент РФ №2184812, Е02D 27/28, опубл. 10.07.2002 г.), включающий устройство в тело плиты
адаптационных технологических и измерительных каналов и установку в них датчиков, с помощью
которых производится оценка физико-механических свойств грунта и, в случае необходимости,
инъецирование уплотняющего и закрепляющего растворов в зоне пониженной плотности грунтового
основания с оценкой скорости уплотнения и проникновения раствора в грунт в зависимости от
давления.
Недостатком данного способа является большая трудоемкость устройства адаптационных,
технологических и измерительных каналов в густоармированном плитном фундаменте,
обусловленная их большим количеством и сложностью изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому является способ корректировки вертикального положения
зданий и сооружений на плитном фундаменте (патент РФ №2352723, Е02D 55/00, опубл. 20.04.2009
г.), включающий установку вертикально ориентированных инъекционных кондукторов и
инъектирование через них подвижного раствора под частью здания в направлении крена до
возрастания подающего давления на 40-50% по отношению к рабочему давлению или до расхода
подвижного раствора в объеме 2 м3 на одном инъекционном горизонте.
Существенным недостатком способа по патенту №2352723 является порог давления инъектирования,
который может оказаться недостаточным для достижения требуемого уплотнения грунта основания.
Как следует из реферата патента, момент окончания инъектирования регламентируется двумя

20.

параметрами: или временем, когда давление возрастает на 40-50% по отношению к рабочему, или
расходом подвижного раствора в объеме 2 м3 на одном горизонте. Из описания следует, что в случае
дальнейшего повышения инъекционного давления вместо уплотнения грунта образуются новые
щелевидные разрывы грунтового основания с неконтролируемым распространением подвижного
раствора. Установлено, что после окончания инъектирования, по этому условию, максимальное
давление уплотнения может достичь величины не более 5,6-6,0 атм. При таком условии способ
может оказаться пригодным лишь для корректировки (прекращения дальнейшей осадки) небольших
зданий и сооружений. Однако при давлении подаваемого раствора в 5-6 атм плотность грунта
окажется недостаточной для того, чтобы остановить дальнейшую осадку здания с большим
давлением на грунт.Поднять же осевшую часть здания и осуществить таким образом исправление
крена методом высоконапорного инъектирования невозможно ни при сколь угодно больших
давлениях.
Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в повышении
эффективности при расширении диапазона корректировки наиболее просевшей части фундамента.
Поставленная задача решается тем, что в способе корректировки неравномерности осадок зданий и
сооружений на плитном фундаменте, включающем установку вертикально ориентированных
инъекционных кондукторов и инъекцию подвижного раствора под частью здания в направлении
крена, перед началом инъектирования подвижного раствора через кондукторы, установленные по
периметру укрепляемой части фундамента, осуществляют замачивание грунта, вызывающее его
ослабление, затем через те же кондукторы производят инъекцию подвижного раствора давлением,
вызывающим гидроразрыв ослабленного грунта, а после затвердевания раствора производят
инъекцию подвижного раствора внутри полученного контура. Дополнительно осуществляют
замачивание грунта со стороны, противоположной крену. После выравнивания фиксируют
положение здания подачей подвижного раствора через те же кондукторы со стороны,
противоположной крену.
В процессе проведения работ и после их окончания целесообразно осуществлять контроль давления
подвижного раствора, а до начала работ, в процессе их проведения и после окончания - мониторинг
осадки здания с помощью геодезических приборов.
Предварительное замачивание грунта и последующая инъекция подвижного раствора давлением,
вызывающим гидроразрыв грунта, по контуру просевшей части фундамента обеспечат создание
прочной завесы, которая позволит осуществлять инъекцию подвижного раствора непосредственно
под просевшей частью фундамента внутри полученного контура под большим давлением, исключая
при этом неконтролируемые утечки подвижного раствора.
Степень увлажнения грунта характеризует показатель консистенции грунта, который определяется
по ГОСТу 25100-95 (Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные
сооружения. М.: Стройиздат. - 1985. - с.10-12.),
где
W - природная влажность;
WL- влажность на границе текучести;
Wp - влажность на границе раскатывания.
В зависимости от консистенции глинистые грунты могут быть твердыми, пластичными и текучими.
Очевидно, что менее увлажненный грунт с меньшим показателем консистенции будет иметь
повышенные значения предельных нагрузок (давлений), при которых происходит гидроразрыв
грунта под возрастающим давлением раствора.

21.

В общем случае, для приближенной оценки прочностных характеристик широко используются
схематизированные кривые деформаций, в которых грунт является идеально упруго-пластическим
(диаграммы Прандтля). Диаграмма деформирования такого рода состоит из двух прямолинейных
участков - при напряжениях ниже предела пропорциональности σT соблюдается закон Гука, затем
возникает текучесть. По диаграмме Прандтля следует, что при возникновении текучести рост
напряжений прекращается.
На фиг.1 представлена схема расположения кондукторов по периметру и внутри укрепляемой зоны,
на фиг.2 - диаграммы деформирования одного и того же грунта, характеризующиеся разными
значениями показателей консистенции, на фиг.3 - схема возможных вариантов кренов.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Определяют зону укрепляемой части фундамента и по ее периметру выбирают схему расположения
вертикально ориентированных кондукторов 1 (фиг.1), а внутри зоны - вертикально ориентированных
кондукторов 2 (фиг.1). Перед началом работ целесообразно определить характеристики грунта,
провести оценку напряженно-деформированного состояния и на основании полученных данных
составить схему расположения и необходимое количество задействованных кондукторов для
осуществления предлагаемого способа. Через кондукторы 1 осуществляют замачивание грунта
подачей воды под давлением. На фиг.2 кривая 1 показывет диаграмму деформирования грунта после
замачивания, кривая 2 - деформирование грунта с природной влажностью. Как видно из
представленных диаграмм, грунт после замачивания становится менее прочным и достижение в нем
предела текучести и разрушение гидроразрывом произойдет раньше и при меньших давлениях.
Подачу воды продолжают до тех пор, пока соседние зоны замачивания 3 (фиг.1) не сомкнутся друг с
другом, образуя сплошной контур ослабленного грунта. Поскольку инъекторы имеют
ненаправленное действие, замачивание вокруг каждого из них происходит в радиальном
направлении белее-менее равномерно, образуя зоны замачивания грунта, по виду близкие к
цилиндрическим. Зоны перекрываются между собой, образуя сплошной контурный канал
ослабленного грунта, характеризуемого меньшим пределом текучести.
После этого через те же кондукторы 1 осуществляют инъекцию подвижного раствора давлением,
вызывающим гидроразрыв ослабленного грунта. При этом разрушение грунта и прохождение
подвижного раствора осуществляется преимущественно по направлению ранее полученного
контурного канала, поскольку грунт в нем имеет меньший предел текучести, преодоление которого
произойдет раньше, чем это случится в более прочном грунте. Таким образом, весь подаваемый
раствор на этапах уплотнения и гидроразрыва остается внутри зоны ослабленного грунта. Более
плотный грунт, находящийся внутри образовавшегося контура, уплотняется внутренним давлением,
но сохраняет свою целостность. Момент окончания подачи подвижного раствора через кондукторы 1
может быть определен по кривой давления. Экспериментально установлено, что гидроразрыву
предшествует возрастание давления раствора. Рост давления продолжается до тех пор, пока не
произойдет процесс трещинообразования в грунте с заполнением вновь образовавшихся объемов
раствором. Этому моменту соответствует резкое «скачкообразное» падение давления.
После окончания подачи подвижного раствора через кондукторы 1, делают временную выдержку,
обеспечивающую полное затвердевание раствора. Затвердевший раствор образует замкнутый контур
вокруг намеченного участка фундамента.
Затем через кондукторы 2 производят инъекцию подвижного раствора внутри полученного контура.
Ранее образованный замкнутый контур исключает возможность неконтролируемой утечки
подвижного раствора, поэтому инъектирование подвижного раствора внутри контура осуществляют
большим давлением, обеспечивающим высокую степень уплотнения грунта, что позволит более
эффективно проводить корректировку положения фундаментной плиты. Внутриконтурное давление
при использовании предлагаемого способа может достигать значения до 20 атм.

22.

Повышение жесткости основания под осевшим участком плитного фундамента методом
инъектирования связано с уплотнением грунта - уменьшением пористости. Главным показателем
степени уплотнения грунта или количества нагнетаемого раствора является конечное давление.
Установлено, что грунт может уплотняться лишь до некоторого предела, после которого дальнейшее
нагнетание раствора приводит к гидроразрыву. В момент гидроразрыва на манометре фиксируется
резкое падение давления за счет нарушения сплошности среды и образования в ней новых объемов в
виде трещин нормального разрыва. Дальнейшее нагнетание раствора не вызывает возрастания
давления, поскольку раствор неконтролируемым образом вытекает через вновь образованные
трещины и грунт после гидроразрыва становится менее уплотненным. Использование предлагаемого
способа позволит нагнетать большее количество раствора с более высоким давлением за счет
образования контура, препятствующего вытеканию подаваемого раствора за пределы зоны
уплотнения.
Укрепленное таким образом основание фундамента обеспечит надежное прекращение дальнейшей
осадки зданий и сооружений независимо от величины оказываемого ими давления на грунт.
После остановки осадки здания осуществляют ликвидацию крена, для чего производят замачивание
грунта со стороны, противоположной крену. При этом происходит ослабление грунта и под
действием собственного веса выравниваемого здания происходит его осадка со стороны,
противоположной крену. По окончании выравнивания положение здания фиксируют подачей
подвижного раствора в те же кондукторы, в которые подавали воду для замачивания грунта (на фиг.
не показано).
До начала, в процессе проведения и после окончания работ производят контроль положения здания с
помощью геодезических приборов.
В связи с тем, что под подошвой фундаментной плиты грунт имеет разброс физико-механических
свойств (величины консистенции, пористости, плотности и т.д.), а также из-за неоднородности
надфундаментной нагрузки, осадки могут быть неравномерными.
На фиг.3 показаны три разновидности осадок фундамента:
1 - осадки в точках А и В не равны нулю, но равномерны;
2 - осадки не равны нулю с опережением в точке А;
3 - осадки увеличиваются только в точке А.
Первый вариант не составляет опасности при эксплуатации сооружения, поэтому он не
рассматривается.
Для предотвращения перекоса во втором варианте необходимо осуществить следующие операции:
- методом высоконапорной инъекции остановить процесс дальнейшего оседания фундаментной
плиты в точке А;
- сделать задержку по времени, пока осадки в точке В под собственным весом здания не станут
равными зафиксированным осадкам в точке А;
- после ликвидации крена за счет подачи через кондукторы под подошву фундамента твердеющего
раствора под давлением зафиксировать положение точки В.
При третьем варианте необходимо осуществлять следующие операции:
- остановить процесс оседания фундаментной плиты повышением жесткости основания в точке А;

23.

- со стороны, противоположной крену (точка В) методом замачивания ослабить грунт и вызвать в
нем осадку фундаментной плиты под собственным весом;
- аналогично после временной паузы и ликвидации крена зафиксировать положение точки В
твердеющим раствором.
Используемый в предлагаемом способе метод осаживания плиты со стороны, противоположной
крену, является более предпочтительным по сравнению с методом выравнивания путем подъема
наиболее просевшей точки А, например, с помощью домкратов.
Формула изобретения
1. Способ корректировки неравномерности осадок зданий и сооружений на плитном фундаменте,
включающий установку вертикально ориентированных инъекционных кондукторов и инъекцию
подвижного раствора под частью здания в направлении крена, отличающийся тем, что перед началом
инъектирования подвижного раствора через кондукторы, установленные по периметру укрепляемой
части фундамента, осуществляют замачивание грунта, вызывающее его ослабление, затем через те
же кондукторы производят инъекцию подвижного раствора давлением, вызывающим гидроразрыв
ослабленного грунта, а после затвердевания раствора производят инъекцию подвижного раствора
внутри полученного контура, дополнительно осуществляют осадку здания со стороны,
противоположной крену, а после выравнивания положение здания фиксируют подачей подвижного
раствора в кондукторы, со стороны, противоположной крену.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадку со стороны, противоположной крену, осуществляют
воздействием собственного веса выравниваемого здания.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед осуществлением осадки производят замачивание
грунта.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в процессе проведения работ и после их
окончания осуществляют контроль давления подвижного раствора, а перед началом работ, в
процессе их проведения и после окончания осуществляют мониторинг осадки здания с помощью
геодезических приборов.

24.

СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 2468159
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 468 150
(13)
C1
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (51) МПК
E02D 27/08 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 17.07.2017)
Пошлина:учтена за 3 год с 12.07.2013 по 11.07.2014
(21)(22) Заявка: 2011128675/03, 11.07.2011
(72) Автор(ы):
Зотов Виталий Дмитриевич (RU),
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
Дыба Владимир Петрович (RU),
11.07.2011
Зотов Михаил Витальевич (RU),
Скибин Михаил Геннадьевич (RU),
Приоритет(ы):
Зотов Александр Михайлович (RU),
Гусаренко Сергей Павлович (RU),
(22) Дата подачи заявки: 11.07.2011
Краснопольский Иван Иванович (RU)
(45) Опубликовано: 27.11.2012 Бюл. № 33
(73) Патентообладатель(и):
Общество с ограниченной

25.

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: SU 1401110 A1, 07.06.1988. SU 1818419 A1,
30.05.1993. SU 1670046 A1, 15.08.1991. RU 2229562 C1,
27.05.2004. RU 2319807 C1, 20.03.2008. EP 0264998 A1,
27.04.1988.
ответственностью Научнопроизводственная фирма
"ИНТЕРБИОТЕХ" (ООО НПФ
"ИНТЕРБИОТЕХ") (RU)
Адрес для переписки:
344022, г.Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162,
РГСУ, патентный отдел
(54) СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устранения крена
зданий и сооружений, у которых уровень неравномерных деформаций основания превысил
предельно допустимые значения. Способ выравнивания зданий и сооружений включает бурение в
грунте скважин. Производится отрывка котлована со стороны наименее осевшей части здания,
сооружения. Глубина котлована, при которой будет происходить разрушение, определяется с учетом
максимальной глубины бурения скважин от подошвы по приведенной зависимости. Монтаж рельсов
или направляющих перпендикулярно направлению крена. Монтаж установки для горизонтального
бурения скважин. Бурение горизонтальных скважин переменного диаметра в один ряд в несколько
этапов. Диаметр скважин подбирается из конструктивных соображений и исходя из возможностей
буровой установки. На основании подобранных диаметров определяется шаг буровых скважин,
расчетный шаг и диаметр скважин определяется по расчету исходя из величины давления, которое
необходимо создать при выбуривании для разрушения целика, при этом разрушающее давление
определяется по приведенной зависимости. Технический результат состоит в обеспечении
выравнивания зданий и сооружений, подвергшихся воздействию неравномерных деформаций
основания без замачивания, снижении материалоемкости и трудоемкости. 3 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устранения крена
зданий и сооружений, у которых уровень неравномерных деформаций основания превысил
предельно допустимые значения.
Известен способ выравнивания зданий, сооружений (UA 65455 A), который включает в себя бурение
в грунте под подошвой фундамента горизонтальных скважин со стороны здания, где произошли
наименьшие деформации основания, в один или несколько параллельных рядов, заполнение скважин
водой, скважины бурят поэтапно с изменением параметров.
Наиболее близким аналогом является способ выравнивания сооружений (A.c. SU 1401110),
включающий бурение в грунте наклонных скважин, заполнение скважин водой, скважины бурят
несколькими параллельными рядами с переменным шагом скважин an, определяемым по формуле
где d - диаметр скважин, см;
l - расстояние между угловыми точками сооружения, см;
Sl - разность осадок угловых точек вдоль сооружения, получаемая от одного этапа выравнивания, см;
n - порядковый номер скважины.

26.

Недостаток данного способа выравнивания сооружений заключается в том, что после выбуривания
происходит замачивание грунта основания через скважины, при этом деформации основания не
контролируются.
Задача предлагаемого изобретения - выравнивание зданий и сооружений, подвергшихся воздействию
неравномерных деформаций основания, путем опускания наименее осевшей его части методом
выбуривания грунта из-под подошвы фундамента без замачивания.
Сущность изобретения заключается в том, что способ выравнивания зданий и сооружений,
включающий бурение в грунте скважин, при этом производится отрывка котлована со стороны
наименее осевшей части здания, сооружения, глубина котлована, при которой будет происходить
разрушение, определяется с учетом максимальной глубины бурения скважин от подошвы по
формуле
где h - расстояние от подошвы фундамента до центра скважины,
R - радиус выбуренной скважины,
P - давление под подошвой фундамента,
φ - угол внутреннего трения,
c - коэффициент сцепления грунта.
Монтаж рельсов или направляющих перпендикулярно направлению крена, монтаж установки для
горизонтального бурения скважин, бурение горизонтальных скважин переменного диаметра в один
ряд в несколько этапов, диаметр скважин подбирается из конструктивных соображений и исходя из
возможностей буровой установки, на основании подобранных диаметров определяется шаг буровых
скважин, расчетный шаг и диаметр скважин определяется по расчету исходя из величины давления,
которое необходимо создать при выбуривании для разрушения целика, разрушающее давление
определяется по формуле
где P - разрушающее давление,
k - коэффициент усиления,
c - коэффициент сцепления,
2H+D - расстояние в осях между двумя соседними скважинами,
H - половина расстояния между скважинами, исключая их радиусы,
φ - угол внутреннего трения грунта,
π - постоянная, равная 3,14.
С помощью методов инженерной геодезии определяется направление и величина крена, со стороны
наименее осевшей части сооружения вырывается котлован, таким образом, чтобы стена котлована, в
которой производят бурение скважин, была перпендикулярна направлению крена, отметка дна
котлована находится ниже уровня подошвы фундамента и определяется по расчету исходя из
геометрических параметров буровой установки, диаметра буров и проектной величины осадки
фундамента, при необходимости выполняют крепление стен котлована, при этом оставляя свободной
ту часть стены, в которой будет производиться выбуривание, монтируют рельсы или направляющие
для перемещения установки горизонтального бурения, рельсы должны монтироваться
перпендикулярно направлению крена, монтируется буровая установка, производится первый этап

27.

выбуривания грунта из-под подошвы фундамента, сначала на расчетную длину L1 выбуривается
скважина малого диаметра, затем эта же скважина выбуривается большим диаметром на расчетную
длину L2 и так далее пока не дойдем до наибольшего расчетного диаметра LN, при этом
L1>L2>…>LN, таким образом, скважина, выбуренная разными диаметрами, образует клин. В
процессе бурения скважин первого этапа происходит постепенное оседание фундамента за счет
разрушения целиков грунта между скважинами, полости скважин частично заполняются грунтом и в
результате разрушения целиков приобретают овальную форму, диаметр скважины уменьшается на
величину ΔS, после окончания первого этапа бурения и условной стабилизации осадок грунта
основания переходят ко второму этапу бурения, бурение на втором этапе производится теми же
диаметрами и в той же последовательности в уже выбуренные скважины, повторное бурение
позволяет прочистить скважины от осыпавшегося грунта, вернуть исходный диаметр скважин и
увеличить высоту целиков грунта до проектной, что приводит к повышению напряжений в целиках и
ведет к дальнейшему их разрушению и осадкам основания фундамента, для третьего и последующих
этапов повторяют второй этап, пока величина осадки основания фундамента не достигнет проектных
значений, на одном из этапов возможно, что повторное бурение в существующую скважину, из-за
упрочнения грунта в целиках, уже не будет приводить к их разрушению, тогда необходимо
выбуривать грунт между скважинами, новые скважины будут разрушать целик грунта, выбуривать
новые скважины необходимо начиная с наименьшего диаметра, максимальная глубина бурения
скважин от подошвы фундамента, при которой будет происходить разрушение, определяется по
формуле
где h - расстояние от подошвы фундамента до центра скважины,
R - радиус выбуренной скважины,
P - давление под подошвой фундамента,
φ - угол внутреннего трения,
c - коэффициент сцепления грунта.
Диаметр скважин подбирается из конструктивных соображений и исходя из возможностей буровой
установки, на основании подобранных диаметров определяется шаг буровых скважин, расчетный
шаг и диаметр скважин определяется по расчету исходя из величины давления, которое необходимо
создать при выбуривании для разрушения целика, разрушающее давление определяется по формуле
где P - разрушающее давление,
k - коэффициент усиления,
c - коэффициент сцепления,
2H+D - расстояние в осях между двумя соседними скважинами,
H - половина расстояния между скважинами, исключая их радиусы,
φ - угол внутреннего трения грунта.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - сечение здания и котлована с
выбуренными скважинами; на фиг.2 - сечение 1-1 с выбуренными скважинами на первом этапе; на
фиг.3 - сечение 1-1, этап разрушения целика грунта.
Способ выравнивания зданий и сооружений содержит: накрененное сооружение 1, котлован 2,
скважины 3, фундамент сооружения 4, буровая установка 5, рельсы для передвижения буровой
установки 6, целики грунта 7, новые скважины для разрушения целиков грунта 8.

28.

Способ осуществляется следующим образом.
С помощью методов инженерной геодезии определяется направление и величина крена, со стороны
наименее осевшей части сооружения 1 вырывается котлован 2, таким образом, чтобы стена
котлована 2, в которой производят бурение скважин 3, была перпендикулярна направлению крена,
отметка дна котлована 2 находится ниже уровня подошвы фундамента 4 и определяется по расчету
исходя из геометрических параметров буровой установки 5, диаметра буров и проектной величины
осадки фундамента 4, при необходимости выполняют крепление стен котлована 2, при этом оставляя
свободной ту часть стены, в которой будет производиться выбуривание, монтируют рельсы 6 или
направляющие для перемещения установки горизонтального бурения 5, рельсы 6 должны
монтироваться перпендикулярно направлению крена, монтируется буровая установка 5,
производится первый этап выбуривания грунта из-под подошвы фундамента 4, сначала на расчетную
длину L1 выбуривается скважина 3 малого диаметра, затем эта же скважина 3 выбуривается
большим диаметром на расчетную длину L2 и так далее, пока не дойдем до наибольшего расчетного
диаметра LN, при этом L1>L2>…>LN, таким образом, скважина 3, выбуренная разными диаметрами,
образует клин, в процессе бурения скважин 3 первого этапа происходит постепенное оседание
фундамента 4 за счет разрушения целиков грунта 7 между скважинами 3, полости скважин 3
частично заполняются грунтом и в результате разрушения целиков 7 приобретают овальную форму,
диаметр скважины 3 уменьшается на величину ΔS, после окончания первого этапа бурения и
условной стабилизации осадок грунта основания переходят ко второму этапу бурения, бурение на
втором этапе производится теми же диаметрами и в той же последовательности в уже выбуренные
скважины 3, повторное бурение позволяет прочистить скважины 3 от осыпавшегося грунта, вернуть
исходный диаметр скважин 3 и увеличить высоту целиков грунта 7 до проектной, что приводит к
повышению напряжений в целиках 7 и ведет к дальнейшему их разрушению и осадкам основания
фундамента 4, для третьего и последующих этапов повторяют второй этап, пока величина осадки
основания фундамента 4 не достигнет проектных значений, на одном из этапов возможно, что
повторное бурение в существующую скважину 3, из-за упрочнения грунта в целиках 7, уже не будет
приводить к их разрушению, тогда необходимо выбуривать грунт между скважинами 3, новые
скважины 8 будут разрушать целик грунта 7, выбуривать новые скважины 8 необходимо начиная с
наименьшего диаметра, максимальная глубина бурения скважин 3 от подошвы фундамента 4, при
которой будет происходить разрушение, определяется по формуле
где h - расстояние от подошвы фундамента 4 до центра скважины 3,
R - радиус выбуренной скважины 3,
P - давление под подошвой фундамента 4,
φ - угол внутреннего трения,
c - коэффициент сцепления грунта.
Диаметр скважин 3 подбирается из конструктивных соображений и исходя из возможностей буровой
установки 5, на основании подобранных диаметров определяется шаг буровых скважин 3, расчетный
шаг и диаметр скважин 3 определяется по расчету исходя из величины давления, которое
необходимо создать при выбуривании для разрушения целика 7, разрушающее давление
определяется по формуле

29.

где P - разрушающее давление,
k - коэффициент усиления,
c - коэффициент сцепления,
2H+D - расстояние в осях между двумя соседними скважинами 3,
H - половина расстояния между скважинами, исключая их радиусы,
φ - угол внутреннего трения грунта.
Эффективность способа выравнивания зданий и сооружений заключается:
1) в возможности выравнивания зданий и сооружений без внесения каких-либо конструктивных
изменений,
2) низких затратах на проведение подготовительных работ, по сравнению со способами
выравнивания зданий методом подъема,
3) в отсутствии необходимости в замачивании грунта основания.
Формула изобретения
Способ выравнивания зданий и сооружений, включающий бурение в грунте скважин, отличающийся
тем, что при этом производится отрывка котлована со стороны наименее осевшей части здания,
сооружения, глубина котлована, при которой будет происходить разрушение, определяется с учетом
максимальной глубины бурения скважин от подошвы по формуле:
,
где h - расстояние от подошвы фундамента до центра скважины,
R - радиус выбуренной скважины, P - давление под подошвой фундамента,
, φ - угол
внутреннего трения,
,
c - коэффициент сцепления грунта,
монтаж рельсов или направляющих перпендикулярно направлению крена, монтаж установки для
горизонтального бурения скважин, бурение горизонтальных скважин переменного диаметра в один
ряд в несколько этапов, диаметр скважин подбирается из конструктивных соображений и исходя из
возможностей буровой установки, на основании подобранных диаметров определяется шаг буровых
скважин, расчетный шаг и диаметр скважин определяется по расчету исходя из величины давления,
которое необходимо создать при выбуривании для разрушения целика, разрушающее давление
определяется по формуле:
где P - разрушающее давление,
k - коэффициент усиления,
c - коэффициент сцепления,
2H+D - расстояние в осях между двумя соседними скважинами,
H - половина расстояния между скважинами, исключая их радиусы,
φ - угол внутреннего трения грунта.

30.

31.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 575 193
(13)
C1
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (51) МПК
E02D 35/00 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус:не действует (последнее изменение статуса: 09.01.2020)
(21)(22) Заявка: 2014154236/03, 29.12.2014
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
29.12.2014
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 29.12.2014
(72) Автор(ы):
Мальцев Николай
Васильевич (RU)
(73)
Патентообладатель(и):
Мальцев Николай
Васильевич (RU)

32.

(45) Опубликовано: 20.02.2016 Бюл. № 5
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2242564
C1, 20.12.2004. RU 2275474 C2, 27.04.2006. RU 2090703 C1, 20.09.1997.
RU 99790 U1, 27.11.2010. SU 1590512 A1, 07.09.1990. EP 0043078 A2,
06.01.1982.
Адрес для переписки:
344002, г. Ростов-на-Дону 002, а/я 0066, Журавлѐву Игорю
Евгеньевичу
(54) СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству и может быть применено для подъема и выравнивания
многоэтажных зданий и различных сооружений, получивших сверхнормативные крены, в частности
из-за осадки грунтов. Способ выравнивания здания, сооружения включает их исследование,
подготовку здания, в том числе изготовление и монтирование распределительных поясов,
домкратных ниш и установку домкратной системы, состоящей из плоских домкратов и насосной
станции, а также внутренней системы контроля, состоящей из резисторных датчиков малых
перемещений, формирование внешней системы контроля. После монтирования распределительных
поясов производят бурение скважин вдоль несущих стен либо по площади фундаментной плиты, в
которые забивают металлические инъекторы. К инъекторам, установленным со стороны,
противоположной крену здания, сооружения, крепят высокочастотные вибраторы. После подъема
здания, сооружения домкратной системой через установленные инъекторы производят увлажнение
просадочного грунта до влажности 0,75-0,85, близкой к проявлению грунтом просадочных свойств.
Затем на увлажненный грунт передают высокочастотные колебания, далее путем включения
домкратной системы производят корректировку положения здания. Технический результат состоит в
повышении эксплуатационной надежности здания, снижении материалоемкости и трудоемкости при
выравнивании сооружения и его фундамента, повышении несущей способности грунтов при подъеме
и выравнивании домкратами зданий и сооружений на естественных основаниях. 11 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть применено для подъема и выравнивания
многоэтажных зданий и различных сооружений, получивших сверхнормативные крены, в частности
из-за осадки грунтов.
Известны различные способы подъема и выравнивания зданий и сооружений. Например, известен
способ и устройство для непрерывного подъема и выравнивания зданий, по патенту РФ №2090703 на
изобретение (МПК E02D 35/00). Данный способ включает в себя: исследование здания, на основе
результатов которых разрабатывают проект, далее выполняют подготовку здания, в том числе
изготавливают и монтируют силовые пояса, изготавливают домкратные ниши и устанавливают
домкратную систему, состоящую из плоских домкратов и насосной станции, также внутреннюю
систему контроля, состоящую из датчиков малых перемещений, формируют внешнюю систему
контроля, затем выполняют отрыв здания от фундаментов и далее осуществляют его выравнивание
путем задания равномерной скорости подъема каждой домкратной ниши и управления величиной
подъема фактором времени работы каждого домкрата. Но данный аналог имеет ряд недостатков. Так,
процесс подъема здания осуществляется пошагово, каждый цикл подъема разбивается на подциклы,
в каждом из которых поступают таким образом, что после включения гидравлической системы
контролируют перемещения всех домкратных ниш. После подъема на заданную величину всех
домкратных ниш, домкраты, расположенные вдоль одной из основных осей здания (например, Y),
выключают, далее через заданный интервал времени отключают домкраты, находящиеся на
ближайшей параллельной оси (Y1), далее, через следующий заданный интервал времени, отключают
домкраты, находящиеся на следующей параллельной оси (Y2), и так далее до момента отключения
домкратов, находящихся на второй коллинеарной основной оси здания. Такая методика обеспечивает

33.

пошаговое выравнивание здания при одинаковой на всех домкратах скорости подъема и управление
величинами подъема фактором времени. При этом на каждой оси, вдоль которой останавливаются
домкраты, происходит деформирование здания, так как данная ось является осью вращения. В
соответствии с этим выравниваемые здания претерпевают дополнительные деформации и, как
следствие, дополнительные разрушения.
Известен способ выравнивания основания сооружения методом регулируемого замачивания (СНиП
2.01.09-91 Приложение 2. «Особенности проектирования зданий и сооружений с учетом их
выравнивания в период эксплуатации»), сущность которого заключается в бурении скважин в
сжимаемой толще грунта со стороны, противоположной крену, и нагнетанию в них воды. При этом
просадочные грунты увлажняются и сжимаются, что приводит к осадке здания в направляемую
сторону. Положительной стороной известного способа является то, что здание выравнивается вместе
с фундаментом. Недостатком этого способа является его практическая неуправляемость. Можно
либо не довести здание до необходимого положения, либо оно может приобрести крен на другой
угол.
Наиболее близким по совокупности существующих признаков аналогом к заявленному изобретению
(прототипом) является способ выравнивания зданий, осуществляемый регулируемым фундаментом с
переменной жесткостью опорной части, по патенту РФ №99790 на полезную модель (МПК E02D
27/00). Данная полезная модель включает в себя: фундаментную ленту, цокольно-подвальную стену,
распределительные пояса, домкратные проемы в цокольно-подвальных стенах, домкратные узлы,
систему для подъема и выравнивания, при этом домкратные проемы устраиваются на различной
высоте от подошвы фундамента, дополнительно образуя ломаную линию отрыва здания,
разделяющую поднимаемую часть от опорной фундаментной части таким образом, что опорная
фундаментная часть имеет различную жесткость, при подъеме и выравнивании здания усилия от
домкратных узлов передаются на опорную фундаментную часть, происходит перераспределение
усилий и обжатие грунтового основания за счет гибкости опорной фундаментной части. Недостаток
данного фундамента - техническая сложность обустройства распределительных поясов и
домкратных проемов в разных уровнях. А также невозможность выровнять сам фундамент, что
может привести к крену здания в противоположную сторону после выравнивания, поскольку грунт
со стороны, противоположной крену, менее спрессован, чем со стороны крена. Кроме того,
недостатком данного фундамента является ломаная линия отрыва зданий, разделяющая
поднимаемую часть и опорную фундаментную часть. При подъеме и выравнивании зданий, усилия
от домкратных узлов передаются на опорную фундаментную часть. Происходит перераспределение
усилий и обжатие грунтового основания за счет гибкости опорной фундаментной части. Все это
ведет к дополнительной деформациям задний и дополнительным разрушениям.
Задача, которую поставил перед собой разработчик нового способа выравнивания здания,
сооружения, состояла в создании такого способа, который бы позволил повысить дальнейшую
эксплуатационную надежность здания, сооружения, сократить стоимость и время выравнивания
здания, сооружения и его фундамента. А также повысить несущую способность грунтов при подъеме
и выравнивании домкратами зданий и сооружений на естественных основаниях по сравнению с
прототипом и другими аналогами.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение несущей способности грунтов за
счет их увлажнения и применения высокочастотных колебаний и, как следствие, повышение
эксплуатационной надежности здания, сооружения, а также сокращение времени и стоимости
выравнивания здания, сооружения.
Сущность изобретения состоит в том, что способ выравнивания зданий, сооружений включает их
исследование, подготовку здания, в том числе изготовление и монтирование распределительных
поясов, домкратных ниш и установку домкратной системы, состоящей из плоских домкратов и
насосной станции, а также внутренней системы контроля, состоящей из резисторных датчиков
малых перемещений, формирование внешней системы контроля, после монтирования
распределительных поясов производят бурение скважин вдоль несущих стен, либо по площади

34.

фундаментной плиты, в которые забивают металлические инъекторы, к инъекторам, установленным
со стороны, противоположной крену здания, сооружения, крепят высокочастотные вибраторы, после
подъема здания, сооружения домкратной системой через установленные инъекторы производят
увлажнение просадочного грунта до влажности 0,75-0,85, близкой к проявлению грунтом
просадочных свойств, затем на увлажненный грунт передают высокочастотные колебания, далее
путем включения домкратной системы производят корректировку положения здания.
Также сущность заключается в том, что на увлажненный грунт передают высокочастотные
колебания, частотой 1500-3000 колебаний/мин с вынуждающей силой 6,1-12,3 кН. Кроме того,
производят бурение скважин диаметром от 32 мм до 48 мм. Также применяют инъекторы,
представляющие собой металлическую трубу с внутренним диаметром от 32 мм до 50 мм и
толщиной стенки 3 мм. Применяют инъекторы, выполненные с заглушенным и заостренным
наконечником и перфорацией на глубину просадочной толщи. Распределительный пояс
изготавливают из двух швеллеров, монтируемых по обе стороны несущих стен, связанных между
собой шпильками, либо из монолитного железобетона. Параметры распределительного пояса
рассчитывают в зависимости от веса здания и расстояниями между домкратными узлами. Внешнюю
систему контроля формируют из светоотражающих марок, установленных на фасадах здания,
геодезических пунктов, над которыми центрируют координатно-определяющие средства измерений.
После корректировки положения здания, сооружения через установленные инъекторы производят
закачку цементного раствора, предотвращающую какую-либо дальнейшую просадку здания,
сооружения. После цементации грунта образовавшийся зазор между фундаментом и зданием
выбирают металлическими пластинами с последующей расклинкой стальными клиньями. В
образовавшийся зазор металлические пластины устанавливают одна на одну, а последние две
пластины имеют клиновидную форму, их забивают с двух сторон стены здания навстречу друг другу
до полного исчезновения зазора между ними. Вместе с тем, вдоль линии отрыва здания между
домкратными проемами монтируют армокаркас, монтируют опалубку и замоноличивают бетонным
раствором.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
на фиг.1 изображено здание, получившее крен, с установленными на нем инъекторами,
распределительным поясом, плоскими домкратами, а также вибраторами, расположенными на
инъекторах, установленных со стороны, противоположной крену здания;
на фиг.2 изображены плоские домкраты в сжатом состоянии;
на фиг.3 изображены плоские домкраты в расширенном состоянии;
на фиг.4 изображен распределительный пояс в разрезе стены;
на фиг.5 изображены установленная арматура и замоноличенный бетоном разрыв между
поднимаемым зданием и фундаментом;
на фиг.6 показаны металлические пластины и стальные клинья, забиваемые перед извлечением
плоских домкратов;
на фиг.7 изображен процесс выравнивания здания с фундаментной плиты;
на фиг.8 изображен процесс устранения образовавшегося зазора между фундаментом и зданием
после окончательного устранения крена здания;
на фиг.9 изображена система внешнего наблюдения за изменением положения здания.
Заявляемый способ выравнивания зданий, сооружений состоит в следующем.

35.

Вначале по всем несущим стенам 1 монтируют распределительный пояс 2. Распределительный пояс
2 представляет собой балку, воспринимающую нагрузку от здания 3 между расположенными
домкратными пакетами 4. Распределительный пояс 2 изготавливают из двух швеллеров 5. Сечение
швеллеров 5 подбирают из расчета в зависимости от веса здания 3 и расстояния между домкратными
пакетами 4. Швеллеры 5 монтируют по обе стороны несущих стен 1 здания 3, связывают между
собой шпильками 6. Распределительный пояс 2 располагают по несущим стенам 1 для перевода на
него веса здания 3. Под распределительным поясом 2 выполняют домкратные проемы 7 для монтажа
плоских домкратов 8. Плоские домкраты 8 устанавливают в сжатом состоянии. Затем монтируют
внутреннюю систему контроля, состоящую из датчиков перемещений 9. Датчики перемещений 9
располагают возле каждого домкратного проема 7. Датчик перемещений 9 преобразует
прямолинейное перемещение здания 3, с которым он связан механически, в электрический сигнал.
Электрический сигнал позволяет оператору видеть в режиме реального времени перемещение здания
3 относительно фундамента 10. Далее формируют внешнюю систему контроля, которая представляет
собой геодезическое наблюдение за положением здания 3 и фундамента 10. Геодезическое
наблюдение за положением здания 3 и фундамента 10 позволяет оператору отслеживать в режиме
реального времени положение здания 3 и фундамента 10 относительно горизонта. Внешняя система
контроля состоит, например, из светоотражающих марок 11 и геодезических пунктов 12.
Светоотражающие марки 11 устанавливают на фасадах 13 здания 3. Над геодезическими пунктами
12 центрируют координатно-определяющие средства измерений, например лазерные электронные
тахеометры 14. Затем в толще просадочного грунта 15 вдоль несущих стен 1 здания 3 либо по
площади фундаментной плиты 16 бурят скважины 17. Скважины 17 бурят с шагом 1 м на глубину
просадочного грунта 15. Глубину просадочного грунта 15 определяют по результатам геологических
изысканий. Скважины 17 бурят диаметром от 32 мм до 48 мм. Далее забивают металлические
инъекторы 18 диаметром от 32 мм до 50 мм. Инъекторы 18 представляют собой металлическую
трубу с толщиной стенки 2-3 мм. Внутренний диаметр инъектора 18 составляет от 32 мм до 50 мм.
Внутренний диаметр инъектора 18 экспериментально установлен по соотношению: удобства
погружения, достаточной пропускной способности при нагнетании раствора. Инъекторы 18
выполняют с заглушенным и заостренным наконечником 19 и перфорацией 20 на глубину
просадочного грунта 15. Перфорация 20 представляет собой просверленные или прожженные
отверстия. Далее со стороны здания 3, противоположной крену, к установленным инъекторам 18
крепят высокочастотные вибраторы 21. Для выравнивания зданий, сооружений рассматриваемым
способом используют вибратор площадочный ИВ-106 с мощностью 1,07 кВт, вес вибратора 50 кг.
Вибраторы 21 крепят к установленным инъекторам 18, находящимся со стороны, противоположной
крену здания 3. Высокочастотные колебания создаются благодаря трехфазному электродвигателю с
короткозамкнутым ротором, оснащенным парными дисбалансами. Работает устройство от источника
питания на 380 V. Количество вибраторов 21 определяют исходя из площади здания 3, находящейся
на стороне, противоположной крену здания 3. Далее в плоские домкраты 8 подают рабочую
жидкость 22, например гидравлическое масло. Подачу рабочей жидкости 22 осуществляют путем
включения гидравлического насоса 23. Для подачи и нагнетания рабочей жидкости 22 используют
гидравлический насос 23 типа НШ-10, массой 3 кг, с рабочим объемом 10 см3, с номинальным
давлением на выходе 16 МПа, частотой вращения вала 3000 об/мин, объемной подачей 21 л/мин.
Параметры гидравлического насоса 23 подбирают в зависимости от количества одновременно
включаемых домкратов 8 и требуемой скорости подъема здания 3. При работающем гидравлическом
насосе 23 напорный клапан 24 открыт, а клапан на сливной магистрали 25 закрыт. Управляющие
команды подаются с пульта управления 26. Плоские домкраты 8 под действием давления рабочей
жидкости 22 расширяются, и происходит отрыв здания 3 от фундамента 10. Затем в установленные
инъекторы 18 начинают подачу воды.
При этом производят увлажнение просадочного грунта 15 в основании 27 здания 3. Увлажнение
проводят до влажности 0,75-0,85, близкой к проявлению грунтом 15 просадочных свойств. Далее
включают высокочастотные вибраторы 21. При этом частота колебаний составляет 1500-3000
колебаний/мин, с вынуждающей силой 6,1-12,3 кН. Высокочастотные вибраторы 21, установленные
на инъекторах 18, передают высокочастотные колебания на увлажненный грунт 28. В результате
проявляются тиксотропные свойства увлажненного грунта 28, следовательно, происходит его
спрессовывание. Под тиксотропностью в данном случае понимается способность субстанции

36.

уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость
(сгущаться) в состоянии покоя. Под воздействием тиксотропности и массы здания 3 производят
поворот фундамента 10 и здания 3 в сторону, противоположную крену. При помощи
светоотражающих марок 11 и геодезических пунктов 12 ведется непрерывный контроль за осадками
здания 3. В случае если положение фундамента 10 приближается к заданному уровню, или движение
фундамента 10 остановилось, или появилась тенденция к превышению расчетных значений, то
высокочастотные вибраторы 21 отключают. Отключение высокочастотных вибраторов 21 приводит
к исчезновению тиксотропных свойств увлажненного грунта 28 и прекращению подвижек основания
27 здания 3. Затем выполняют корректировку положения здания 3 при помощи плоских домкратов 8,
собранных в домкратные пакеты 4. Далее через установленные инъекторы 18 производят закачку
цементного раствора (выполняют цементацию грунтов). Цементацией грунтов предотвращают
какую-либо дальнейшую просадку увлажненных грунтов 28 и, как следствие, изменение
геометрического положения здания 3. Затем выполняют окончательную корректировку положения
здания 3 при помощи плоских домкратов 8, собранных в домкратные пакеты 4. После завершения
устранения крена здания 3 образовавшийся зазор между фундаментом 10 и зданием 3 выбирают
металлическими пластинами 29. Затем металлические пластины 29 расклинивают клиновидными
металлическими пластинами 30. В образовавшийся зазор между фундаментом 19 и зданием 3
устанавливают одна на одну металлические пластины 29. Последние две металлические пластины 30
имеют клиновидную форму. Клиновидные металлические пластины 30 забивают с двух сторон
стены 1 здания 3 навстречу друг другу до полного исчезновения зазора между ними. Затем вдоль
линии отрыва 31 здания 3 и между домкратными проемами 7 монтируют армокаркас 32. Армокаркас
32 представляет собой объединение конструкции, составленной из стержней одного направления
противоположных зон армирования железобетонного элемента, соединяемых хомутами, косыми
стержнями или поперечными монтажными стержнями. Далее монтируют опалубку 33 и
замоноличивают бетонным раствором 34. Затем извлекают плоские домкраты 8 и замоноличивают
домкратные проемы 7.
Применение нового способа выравнивания здания, сооружения позволит в строительстве
значительно повысить дальнейшую эксплуатационную надежность здания, сооружения, сократить
стоимость и время выравнивания здания, сооружения и его фундамента. А также повысить несущую
способность грунтов при подъеме и выравнивании домкратами зданий и сооружений на
естественных основаниях по сравнению с прототипом и другими аналогами.
Формула изобретения
1. Способ выравнивания здания, сооружения, включающий их исследование, подготовку здания, в
том числе изготовление и монтирование распределительных поясов, домкратных ниш и установку
домкратной системы, состоящей из плоских домкратов и насосной станции, а также внутренней
системы контроля, состоящей из резисторных датчиков малых перемещений, формирование
внешней системы контроля, отличающийся тем, что после монтирования распределительных поясов
производят бурение скважин вдоль несущих стен либо по площади фундаментной плиты, в которые
забивают металлические инъекторы, к инъекторам, установленным со стороны, противоположной
крену здания, сооружения, крепят высокочастотные вибраторы, после подъема здания, сооружения
домкратной системой через установленные инъекторы производят увлажнение просадочного грунта
до влажности 0,75-0,85, близкой к проявлению грунтом просадочных свойств, затем на увлажненный
грунт передают высокочастотные колебания, далее путем включения домкратной системы
производят корректировку положения здания.
2. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что на увлажненный грунт
передают высокочастотные колебания частотой 1500-3000 колебаний/мин с вынуждающей силой
6,1-12,3 кН.
3. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что производят бурение
скважин диаметром от 32 мм до 48 мм.

37.

4. Способ выравнивания зданий, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что применяют инъекторы,
представляющие собой металлическую трубу с внутренним диаметром от 32 мм до 50 мм и
толщиной стенки 3 мм.
5. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что применяют инъекторы,
выполненные с заглушенным и заостренным наконечником и перфорацией на глубину просадочной
толщи.
6. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что распределительный
пояс изготавливают из двух швеллеров, монтируемых по обе стороны несущих стен, связанных
между собой шпильками.
7. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что параметры
распределительного пояса рассчитывают в зависимости от веса здания и расстояниями между
домкратными пакетами.
8. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что внешнюю систему
контроля формируют из светоотражающих марок, установленных на фасадах здания, геодезических
пунктов, над которыми центрируют координатно-определяющие средства измерений.
9. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что после корректировки
положения здания, сооружения через установленные инъекторы производят закачку цементного
раствора, предотвращающую какую-либо дальнейшую просадку здания, сооружения.
10. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что после цементации
грунта образовавшийся зазор между фундаментом и зданием выбирают металлическими пластинами
с последующей расклинкой стальными клиньями.
11. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что в образовавшийся
зазор металлические пластины устанавливают одна на одну, а последние две пластины выполняют
клиновидной формы, забивая их с двух сторон стены здания навстречу друг другу до полного
исчезновения зазора между ними.
12. Способ выравнивания здания, сооружения по п. 1, отличающийся тем, что вдоль линии отрыва
здания, сооружения между домкратными проемами монтируют армокаркас, монтируя опалубку и
замоноличивая его бетонным раствором.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

55.

применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» для нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических резервуарах (с трубопроводами (соединены между собой с помощью фланцевых фрикционно-подвижных соединений с прямыми или косыми стыками, ГОСТ Р 50746),
закрепленное на основании с помощью фланцевых фрикционно-подвижных соединениях с контролируемым натяжением (ФФПС),
выполненных в виде болтовых соединений (латунная шпилька с пропиленным в ней пазом и забитым в паз шпильки демпфирующим медным обожженным клином, согласно изобретениям: патенты №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая»,
изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений,
использующие систему демп-фирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии», па-тент №
2010136746 от 20.01.2013, в местах подключения трубопровода к цилиндрическим резерву-арам трубопровод должен быть уложен в
виде "змейки" или "зиг-зага" (предназначены для сейс-моопасных районов с сейсмичностью 9 баллов по шкале МСК-64).
Ссылки для просмотра испытаний узлов крепления математических моделей оборудования нефтеперерабатывающего: мешалки типа НХ63.00.000 для
перемешивания сырья и нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических резервуарах (продукция изготовлена в соответствии с техническими условиями НХ63. 00.000ТУ «Мешалки типа НХ63.00.000») с трубопроводами в ПК SCAD и фрагментов антисейсмического фланцевого фрикционноподвижного соединения (ФФПС) для крепления мешалок к основанию и соединения трубопроводов (ФФПС необходимо исполь-зовать в районах с
сейсмичностью 9 баллов) (предназначены для работы в помещениях с повышенной вибрацией и в сейсмоопасных районах с сейсмичностью до 9 баллов по
шкале MSK-64) см. yadi.sk/i/-ODGqnZv3EU3MA yadi.sk/i/_aIPeyJZ3EU3Zt
youtube.com/watch?v=ZfhEKZ3Q4RE youtube.com/watch?v=pN4Yab9Ye9c
youtube.com/watch?v=AwgPS3Z_KUg https://www.youtube.com/watch?v=3YAvegl0wCY youtube.com/watch?v=7QW_G1uCtT8 youtube.com/watch?v=3YAvegl0wCY&t=50s
https://www.youtube.com/watch?v=pN4Yab9Ye9c&t=28s youtube.com/watch?v=ZfhEKZ3Q4RE&t=915s
При расчет в ПК SCAD применялся способ выравнивания крена
плитного основания вертикальных цилиндрических стальных
резервуаров с дизтопливом методом опусканием на фрикционноподатливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений с
Испытания математических моделей при выравнивании крена
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» для оборудования нефтеперерабатывающего: нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических
резервуарах (продукция изготовлена в соответствии с техническими условиями с трубопроводами и фрагментов антисейсмического
фланцевого фрикционно-подвижного соединения (ФФПС) для трубопроводов на ФФПС необходимо использовать в районах с
сейсмичностью 9 баллов) производились нелинейным методом расчета в ПК SCAD и в ИЦ " ПКТИ Строй-ТЕСТ" (адрес: 197341, СПб, ул.
Афонская, д.2) согласно СП 16.13330. 2011 (СНиП II-23-81*), п.14,3 -15.2.4, ТКТ 45-5.04-274-2012(02250), п.10.3.2-10.10.3, ГОСТ Р 588682007, ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ 30546.3-98, СП 14.13330-2014, п.4.7, согласно инструкции «Элементы теории трения, расчет и технология
применения фрикционно-подвижных соединений», НИИ мостов, ПГУПС (д.т.н. Уздин А.М. и др.), согласно изобретениям №№
4094111US, TW201400676(договор № 526 от 22.10. 2018 г.).

56.

Отчет оформлен в соответствии с требованиями нормативных документов, технических регламентов и стандартов.
ыравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием использовались фрикционно- податливых болтовых соединений с
Рис. Для в
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» использовались Косые стыки для соединения с вертикальными цилиндрическими
резервуарами с магистральными технологическими трубопроводами.
Применение маятниковых сейсмоизолирующих опор для выравнивания здания по
изобретению 2382146 теперь, возможны использовав изобретение «Опора
для выравнивания крена плитного
основания вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционносейсмостойкая» № 165076
податливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»

57.

плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений с
СПОСОБ ВЫПРАВЛЕНИЯ КРЕНА
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» ВОЗВЕДЕННОГО НА СВАЙНОМ ФУНДАМЕНТЕ
2382146 Бронин Виталий Николаевич с использованием изобретения
используя телескопические опоры по изобретению № 165076 «Опора
сейсмостойкая» и др.
Способ выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» и использованием опыта СПб ГАСУ, Например, если жилой
дом в Ленинграде признан аварийным многоквартирный дом, где стены накренились почти на
полметра из просадки фундамента, теперь его дом можно выправить с помощью изобретения
Бронина Владимира номер 2382146 "Способ выправления кренов " , а люди из собственных
квартир переедут временно в комнаты в маневренном фонде.
На основании технического заключения, выполненного организацией «Сейсмофонд» по
результатам мониторинга технического состояния многоквартирного дома, попадающего в зону
влияния нового строительства объекта начинает расползаться по швам
Межведомственная комиссия, может сделала заключение о выявлении оснований для признания
дома аварийным и подлежащим сносу или выравниванию крена.
"Техническое состояние фундаментов многоквартирного , может оценивается как аварийное,
конструкций стен – как ограниченно работоспособное, перекрытий – как ограниченно
работоспособное с тенденцией развития аварийного состояния, перекрытий выходов на
отдельные лестничные площадки с 3 по 12 этажи – как аварийное. Отклонения стен от вертикали
превышают допустимые значения, Зафиксирован значительный крен здания – около 40 см.
Наблюдается динамика раскрытия трещин на стенах, уменьшение опирания плит перекрытий на
стены".

58.

Комиссия если, единогласно проголосует за решение о признании аварийным дома "С момента
принятия такого решения, вне зависимости от того, какова причина признания дома аварийным, у
муниципалитета возникают обязательства расселить этот дом в сроки, установленные законом
Эта конструкция не такая прочная, как монолитная. Дефекты в этой многоэтажке были выявлены
давно, но только сейчас они стали носить угрожающий характер. Жить в этом доме опасно .
Комиссия по чрезвычайным ситуациям рекомендовала нам незамедлительно начать расселение
жильцов".
Администрация города может оказать собственникам квартир аварийного дома помощь в
организации переезда.
Средства на эти цели, а также на охрану расселенного здания, управляющей компании, которая
обслуживает дом, будут выделены из резервного фонда городской администрации.
Другое дело, что это будут не отдельные квартиры, а комнаты.
Но, дом, который сегодня признан аварийным, можно выправить крен используя
телескопические опоры разработанные организацией «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ
Рис. 1. Показаны чертежи квадратной сейсмоизолирующей опора на фрикционно -подвижных соединениях
выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
(ФПС) для
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая»
с

59.

В связи со сложностью геологических условий предлагаемые технические решения
выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая»
СПб ГАСУ , совместно с организацией «Сейсмофонд» и специалистами ПГУПС
разработаны варианты выравнивание крена зданий
Эти системы обеспечивают стабильность конструкции, возможность эксплуатации
здания , при минимальных ремонтно-восстановительных работах и минимизируют
дополнительные затраты на обеспечение выравнивание крена здания
Обеспечивающие выравнивания здания с использованием опорных частей на
расчетную величину при превышении горизонтальными силами от существующего
здания, определяемых расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок.

60.

Выравнивания здания с помощью с использованием фрикционно- податливых
болтовых соединений с применением телескопических опор с зафиксированными
запорными элементов в штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно
изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» телескопических опор № 165076 RU E
04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», опубликовано 10.10.16, Бюл. № 28 , заявки на изобретение №
20181229421/20 (47400)
«Сейсмостойкая фрикционно –демпфирющая опора» https://yadi.sk/i/JZ0YxoW0_V6FCQ
от 10.08.2018 "Опора сейсмоизолирующая "гармошка", заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844)
от 11.05.2018 "Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов" F 16L
23/02 ,
заявки на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 "Опора сейсмоизолирующая «маятниковая"
E04 H 9/02 ,
изобретениям №№ 1143895, 1168755, 1174616, 20101136746 E04 C 2/00 с использ. изобр. № 165076 E04 H
9/02 "Опора сейсмостойкая",
Сморит заявку на изобретение "Виброизолирующая опора E04 Н 9 /02" номер заявка а 20190028 выданная
Национальным Центром интеллектуальной собственности " Государственного комитета по науке и
технологиям Республики Беларусь от 5 февраля 2019 ведущим специалистом центра экспертизы
промышленной собственности Н.М.бортник Адрес: 220034 Минск, ул Козлова , 20 тел (017) 294-36-56,
т/ф (017) 285-26-05 [email protected] Виброизолирующая опора https://yadi.sk/i/dZRdudxwOald2w
и изобретениям №№ 1143895,1174616, 1168755 SU, 165076 RU "Опора сейсмостойкая", 2010136746,
2413098, 2148805, 2472981, 2413820, 2249557, 2407893, 2467170, 4094111 US, TW201400676 и
упругопластичных шарниров «гармошка» опорных частей для опирания пролетных
строений в сейсмических условиях является удачным решением, поскольку они не
имеют мелких деталей, ненадежных при динамических воздействиях, и обеспечивают
свободные перемещения пролетного строения относительно опоры на любую

61.

расчетную величину без деформаций каких-либо элементов. Кроме того, такие
опорные части весьма эффективны при совместной работе с амортизаторами,
демпферами и другими антисейсмическими устройствами.
Опыт устранения и выравнивания крена аварийных
железнодорожных мостов с использованием
антисейсмических фрикционно- демпфирующих опор с зафиксированными запорными элементов в штоке,
по линии выправления крена моста , согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
кренов и
сооружений в условиях городской застройки Ленинграда
Изобретение относится к строительству, а именно к усилению свайных
фундаментов зданий, получивших крен. Способ выправления крена железнодорожного
моста и здания, возведенного на свайном фундаменте, состоит в том, что в
ростверке продольной наружной стены здания, расположенной в направлении крена,
устраивают новые сваи, а в ростверке продольной наружной стены здания,
расположенной со стороны, обратной крену, «выключают» из работы сваи. В
процессе выправления крена изнутри подвала здания в отверстия, прорезанные в
плите ростверка, вдавливающим устройством погружают новые сваи, образованные
по их длине отдельными секциями. Голову сваи закрепляют в плите ростверка с
помощью металлической траверсы и анкеров, заделанных на высокопрочном клее в
отверстиях ростверка. Затем у ряда свай, расположенных со стороны здания,
противоположной крену, отрывают котлован, обеспечивающий доступ к оголовкам
свай, которые срезают на величину =ib, где i - крен здания, b - ширина здания в
направлении крена. Оголовки срезаемых свай предварительно усиливают
металлическими бандажами с уплотнителями, образованными высокопрочными
полимерными составами, а регулирование несущей способности Fd новых свай в
процессе выправления крена и эксплуатации здания осуществляют с помощью
вдавливающего устройства, используя траверсу, которую устанавливают на голову
сваи, и с помощью траверсы домкратом вдавливают сваю до необходимого усилия,
после чего траверсу фиксируют гайками на анкерах до выправления и стабилизации
крена здания. Вдавливающее устройство демонтируют, а после выправления крена
здания срубленные сваи «включают» в работу с помощью обетонирования.
Технический результат состоит в снижении трудоемкости и повышении
надежности при выправлении крена здания, а также обеспечении регулирования
крена при дальнейшей эксплуатации здания.
В Ленинграде признан аварийным многоквартирный дом, где стены накренились
почти на полметра из просадки фундамента.
Теперь дом можно выправить с помощью изобретения Бронина Владимира номер
2382146 "Способ выправления кренов " , а люди из собственных квартир переедут
временно в комнаты в маневренном фонде.

62.

Применение маятниковых сейсмоизолирующих опор для выравнивания здания по
изобретению 2382146 теперь, возможны использовав изобретение «Опора
для выравнивания крена плитного
основания вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционносейсмостойкая» № 165076
податливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
Моделирование систем выравнивания крена
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая»аварийных железнодорожных мостов с использованием антисейсмических
фрикционно- демпфирующих опор с зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии
выправления крена моста , согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
Идеализированные зависимости «нагрузка-перемещение», используемые для описания поведения систем сейсмоизоляции при
сейсмических воздействиях, представлены в таблице Б.1.
Т а б л и ц а Б.1 —– Идеализированные зависимости «нагрузка-перемещение», используемые для описания поведения систем
сейсмоизоляции для трубопроводов
Струнные и маятниковые опоры
Типы сейсмоизолирующих
элементов
Схемы сейсмоизолирующих элементов
Идеализированная зависимость
«нагрузка-перемещение» (F-D)
FF
с низкой способностью к
диссипации энергии
DD
FF
с высокой способностью
к диссипации энергии
DD
FF
DD

63.

F
F
F
FF
С демпфирующими
способностями
F
F
с плоскими
горизонтальными
поверхностями
скольжения
Фрикционно-подвижные опоры
Маятниковые с
демпфирующими
способностями за счет
сухого трения
скользящих
поверхностей
Струнная опора с
ограничителями
перемещений за счет
демпфирующих упругих
стальных пластин со
скольжением верха
опоры за счет
фрикционноподвижного соединения
поверхностями
скольжения при R1=R2 и
μ1≈μ2
Струнная опора с
трущимися
поверхностями
согласно изобретения
по Уздина А.М №
2550777
«Сейсмостойкий мост»
Тарельчатая
сейсмоизолирующая
опора по изобретению.
№
2285835»Тарельчатый
виброизолятор
кочетовых» , Бюл № 29
20.10.2006 с
демпфирующим
сердечником по
изобретению № 165076
«Опора сейсмостойкая»
FF
F
F
F
F
FF
F
F
F
F
FF
F
F
F
FF
F
F
F
FF
F
F
F
F
F
F
F
F
DD
D
D
D
DD
D
D
DD
D
D
D
D
DD
D
D
D
DD
D
D
D
DD
D
D
D
DD
D
D
D
D
D
D
D
D
Т а б л и ц а Б.1 — Фрикци –демпферов (Фрикционно –демпфирующие энергопоглотители ) для
плитного основания вертикальных цилиндрических
стальных резервуаров с дизтопливом методом опусканием с
выравнивания крена

64.

использованием фрикционно- податливых болтовых соединений с применением
телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии
выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора
сейсмостойкая» с использованием антисейсмических фрикционно- демпфирующих опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена моста , согласно
изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» с использованием энергопоглотителей «нагрузкаперемещение», используемые для энергопоглощения взрывной и сдвиговых энергопоглотителей энергии
или поглотителей энергии
Энергопоглощающие
демпфирующие
Энергопоглотитель квадратный трубчатый
Типы фрикционнодемпфирующих
энергопоглощающих
крестовидных, трубчатых,
Схемы энергопоглощающих
сдвиговых фрикционнодемпфирующих
энергопоглотителей в
Идеализированная
зависимость
фрикционнодемпфирующей
«нагрузки для
перемещения» (F-D)
Квадратный
телескопический
энергопоглотитель
( опора
сейсмостойкая)
с высокой
способностью к
поглощению
пиковых ускорений
Трубчатая
протяжная опора
на фрикционо –
подвижных
соединениях ФПС
F
F
D
D
FF
F
D
D
F
D
F
F
D
F
D
D
D
F
D
F
F
F
F
Крестовидная
повышенной
способности к
энергопоглощению
взрывной и
сейсмической
энергии
D
D
D
D
F
F
F
F
D
F
FF
D
D
D
F
D
D
D D
F

65.

D
F
Крестовидный маятниковый за
счет фрикци-болта
раскачивается при
смятии медного
обожженного
клина забитого в
пропиленный паз
болгаркой
шпильки
Квадратный
пластический
шарнир –
ограничитель
перемещений , по
линии нагрузки
(ограничитель
перемещений
одноразовый)
F
F
D
D
D
F
F
F
D
D
D
F
F
F
D
DD
F
FF
D
DD
F
FF
D
DD
Трубчатый упруго
пластичный й
шарнир –
ограничитель
перемещений , по
линии нагрузки
(одноразовый)
FF
DD
FF
D
D

66.

D
Квадратная
(гармошка)
пластический
шарнир –
ограничитель
перемещений , по
линии нагрузки
(одноразовый)
Односторонний ,
по линии или
направлению
нагрузки
F
D
F
D

67.

68.

69.

плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
Рис. Фрагменты
выравнивания крена
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая»аварийных железнодорожных мостов с использованием антисейсмических
фрикционно- демпфирующих опор с зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии
выправления крена моста , согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» для устройство
одновременно демпфирующей сейсмоизоляции для сдвиговых фрикционно –подвижных соединений (ФПС).
Сейсмостойкие металлические опоры (Китай) дорогостоящие используются в Китае и в России. Маятниковые (телескопические)
сейсмостойкие опоры (квадратные, трубчатые, крестовидные) на ФПС разработаны и используются в Тайване.

70.

плитного основания
вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционноТ а б л и ц а Б.1 — Фрикци –демпферы выравнивания крена
податливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»аварийных
железнодорожных мостов с использованием антисейсмических фрикционно- демпфирующих опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена моста , согласно
изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» и (Фрикционно –демпфирующие энергопоглотители ),
используемые для энерго-поглощения взрывной энергии, для обеспечения многокаскадного демпфирования ,при
динамических нагрузках , преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках
Типы фрикционно-демпфирующих энергопоглощающих крестовидных, трубчатых,
Схемы энергопоглощающих сдвиговых
фрикционно-демпфирующих энергопоглотителей в
Идеализированная зависимость фрикционнодемпфирующей «нагрузки для перемещения»
(F-D)
Энергопоглотитель квадратный
трубчатый
F
Косой компенсатор
энергопоглотитель ( для
трубопроводов)
с высокой способностью
к поглощению пиковых
ускорений
F
D
D
F
F
D D
F F
D D

71.

F
F
Упругопластическая
опора на фрикционо –
подвижных
соединениях ФПС
D
D
F
F
D
F
DD
F
D
F
F
F
Крестовидная опора
повышенной
способности к
энергопоглощению
взрывной и
сейсмической энергии
D
D
F
DD
FF
D
F
DD
F
DD
F
Демпфирующая –
маятниковая опора
раскачивается при
смятии медного обожженного клина, забитого
в пропиленный паз
шпильки
F
D
F
D
DD
D
F
F
FF
D
D
DD D
Энергопоглощающие демпфирующие
Квадратный пластический шарнир – ограничитель перемещений , по
линии нагрузки (ограничитель перемещений
одноразовый)
Трубчатый упруго
пластичный шарнир –
ограничитель перемещений по линии нагрузки (одноразовый)
F
F
F
F
F
D
D
DD
D
F
F
FF
F
DD
D
D
D
F
Квадратная опора
(гармошка)
пластический шарнир –
ограничитель перемещений по линии
нагрузки (одноразо-вый)
Односторонний по
линии или направлению
нагрузки
F
F
F
D
D
D
D

72.

73.

74.

75.

76.

77.

78.

79.

СПОСОБ ВЫПРАВЛЕНИЯ КРЕНА ЗДАНИЯ ВОЗВЕДЕННОГО НА
СВАЙНОМ ФУНДАМЕНТЕ 2382146 Бронин Виталий Николаевич с
использованием изобретения используя телескопические опоры по
изобретению № 165076 «Опора сейсмостойкая» и др.
Например, если жилой дом в Ленинграде признан аварийным многоквартирный дом, где стены
накренились почти на полметра из просадки фундамента, теперь его дом можно выправить с
помощью изобретения Бронина Владимира номер 2382146 "Способ выправления кренов " , а люди
из собственных квартир переедут временно в комнаты в маневренном фонде.
На основании технического заключения, выполненного организацией «Сейсмофонд» по
результатам мониторинга технического состояния многоквартирного дома, попадающего в зону
влияния нового строительства объекта начинает расползаться по швам
Межведомственная комиссия, может сделала заключение о выявлении оснований для признания
дома аварийным и подлежащим сносу или выравниванию крена.
"Техническое состояние фундаментов многоквартирного , может оценивается как аварийное,
конструкций стен – как ограниченно работоспособное, перекрытий – как ограниченно
работоспособное с тенденцией развития аварийного состояния, перекрытий выходов на
отдельные лестничные площадки с 3 по 12 этажи – как аварийное. Отклонения стен от вертикали
превышают допустимые значения, Зафиксирован значительный крен здания – около 40 см.
Наблюдается динамика раскрытия трещин на стенах, уменьшение опирания плит перекрытий на
стены".
Комиссия если, единогласно проголосует за решение о признании аварийным дома "С момента
принятия такого решения, вне зависимости от того, какова причина признания дома аварийным, у
муниципалитета возникают обязательства расселить этот дом в сроки, установленные законом
Эта конструкция не такая прочная, как монолитная. Дефекты в этой многоэтажке были выявлены
давно, но только сейчас они стали носить угрожающий характер. Жить в этом доме опасно .
Комиссия по чрезвычайным ситуациям рекомендовала нам незамедлительно начать расселение
жильцов".
Администрация города может оказать собственникам квартир аварийного дома помощь в
организации переезда.
Средства на эти цели, а также на охрану расселенного здания, управляющей компании, которая
обслуживает дом, будут выделены из резервного фонда городской администрации.
Другое дело, что это будут не отдельные квартиры, а комнаты.

80.

Но, дом, который сегодня признан аварийным, можно выправить крен используя
телескопические опоры разработанные организацией «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ
Рис. 1. Показаны чертежи квадратной сейсмоизолирующей опора на фрикционно -подвижных соединениях
(ФПС)
В связи со сложностью геологических условий предлагаемые технические решения

81.

СПб ГАСУ , совместно с организацией «Сейсмофонд» ИНН 201400780 и
специалистами ГУ СПб разработаны варианты выравнивание крена аварийных
железнодорожных мостов с использованием антисейсмических фрикционно- демпфирующих опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена моста , согласно
изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» на примере
здания
Эти системы обеспечивают стабильность конструкции, возможность эксплуатации
здания , при минимальных ремонтно-восстановительных работах и минимизируют
дополнительные затраты на обеспечение выравнивание крена здания
Обеспечивающие выравнивания здания с использованием опорных частей на
расчетную величину при превышении горизонтальными силами от существующего
здания, определяемых расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок.
Выравнивания здания с помощью телескопических опор № 165076 RU E 04H 9/02
«Опора
сейсмостойкая», опубликовано 10.10.16, Бюл. № 28 , заявки на изобретение № 20181229421/20 (47400)
«Сейсмостойкая фрикционно –демпфирющая опора» https://yadi.sk/i/JZ0YxoW0_V6FCQ
от 10.08.2018 "Опора сейсмоизолирующая "гармошка", заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844)
от 11.05.2018 "Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов" F 16L
23/02 ,
заявки на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 "Опора сейсмоизолирующая «маятниковая"
E04 H 9/02 ,

82.

изобретениям №№ 1143895, 1168755, 1174616, 20101136746 E04 C 2/00 с использ. изобр. № 165076 E04 H
9/02 "Опора сейсмостойкая",
Сморит заявку на изобретение "Виброизолирующая опора E04 Н 9 /02" номер заявка а 20190028 выданная
Национальным Центром интеллектуальной собственности " Государственного комитета по науке и
технологиям Республики Беларусь от 5 февраля 2019 ведущим специалистом центра экспертизы
промышленной собственности Н.М.бортник Адрес: 220034 Минск, ул Козлова , 20 тел (017) 294-36-56,
т/ф (017) 285-26-05 [email protected] Виброизолирующая опора https://yadi.sk/i/dZRdudxwOald2w
и изобретениям №№ 1143895,1174616, 1168755 SU, 165076 RU "Опора сейсмостойкая", 2010136746,
2413098, 2148805, 2472981, 2413820, 2249557, 2407893, 2467170, 4094111 US, TW201400676 и
упругопластичных шарниров «гармошка» опорных частей для опирания пролетных
строений в сейсмических условиях является удачным решением, поскольку они не
имеют мелких деталей, ненадежных при динамических воздействиях, и обеспечивают
свободные перемещения пролетного строения относительно опоры на любую
расчетную величину без деформаций каких-либо элементов. Кроме того, такие
опорные части весьма эффективны при совместной работе с амортизаторами,
демпферами и другими антисейсмическими устройствами.

83.

Рис 2 Показана трубчатая , одноразовая опора с упругоплатичным шарниром , работающего по линии
нагрузки , схема устройства сейсмоизоляции для железнодорожных мостов и для строительных объектов
осуществляющих Японо-Американской фирмой RUBBER BEARING FRICTION DAMPER (RBFD)
https://www.damptech.com/contact-1 ( Фирмой применяется резиновый сердечник)

84.

85.

86.

87.

Фиг 2

88.

89.

маятниковая

90.

91.

92.

93.

94.

95.

96.

97.

98.

Рис 2 Показана трубчатая , одноразовая опора с упругоплатичным шарниром , работающего по линии
выравнивании крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений с
нагрузки , при
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» схема устройства сейсмоизоляции для резервуаров и для строительных
объектов осуществляющих Японо-Американской фирмой RUBBER BEARING FRICTION DAMPER (RBFD)
https://www.damptech.com/contact-1 ( Фирмой применяется резиновый сердечник)

99.

100.

101.

102.

Фиг 2

103.

104.

маятниковая

105.

106.

107.

108.

109.

110.

Основное изобретение для выравнивания крена плитного
основания вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционноподатливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(19)RU(11) 165 076 (13) U1 (51) МПК* E04H 9/02 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ Статус: не действует (последнее изменение статуса:
26.09.2019) (21)(22) Заявка: 2016102130/03, 22.01.2016 (24) Дата начала отсчета срока действия патента:
22.01.2016 Приоритет(ы):(22) Дата подачи заявки: 22.01.2016
(45) Опубликовано: 10.10.2016 Бюл. № 28
Адрес для переписки: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул жом 4 СПб ГАСУ
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Кадашов Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU),
Кадашов Александр Иванович (RU)
(54) ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ № 165076
(57) Реферат:
Опора сейсмостойкая предназначена для защиты объектов от сейсмических воздействий за счет
использования фрикцион но податливых соединений. Опора состоит из корпуса в котором выполнено
вертикальное отверстие охватывающее цилиндрическую поверхность щтока.
В корпусе, перпендикулярно вертикальной оси, выполнены отверстия в которых установлен запирающий
калиброванный болт. Вдоль оси корпуса выполнены два паза шириной <Z> и длиной <I> которая превышает
длину <Н> от торца корпуса до нижней точки паза, выполненного в штоке. Ширина паза в штоке
соответствует диаметру калиброванного болта. Для сборки опоры шток сопрягают с отверстием корпуса при

111.

этом паз штока совмещают с поперечными отверстиями корпуса и соединяют болтом, после чего одевают
гайку и затягивают до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки приводит к уменьшению
зазора<Z>корпуса, увеличению сил трения в сопряжении корпус-шток и к увеличению усилия сдвига при
внешнем воздействии. 4 ил.
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты сооружений, объектов и оборудования от
сейсмических воздействий за счет использования фрикционно податливых соединений. Известны
фрикционные соединения для защиты объектов от динамических воздействий. Известно, например Болтовое
соединение плоских деталей встык по Патенту RU 1174616, F15B 5/02 с пр. от 11.11.1983.
Соединение содержит металлические листы, накладки и прокладки. В листах, накладках и прокладках
выполнены овальные отверстия через которые пропущены болты, объединяющие листы, прокладки и
накладки в пакет. При малых горизонтальных нагрузках силы трения между листами пакета и болтами не
преодолеваются.
С увеличением нагрузки происходит взаимное проскальзывание листов или прокладок относительно накладок
контакта листов с меньшей шероховатостью. Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края
овальных отверстий после чего соединения работают упруго.
После того как все болты соединения дойдут до упора в края овальных отверстий, соединение начинает
работать упруго, а затем происходит разрушение соединения за счет смятия листов и среза болтов.
Недостатками известного являются: ограничение демпфирования по направлению воздействия только по
горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при расчетах из-за разброса по трению.
Известно также Устройство для фрикционного демпфирования антиветровых и антисейсмических
воздействий по Патенту TW 201400676 (A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping
device, E04B 1/98, F16F 15/10. Устройство содержит базовое основание, поддерживающее защищаемый
объект, нескольких сегментов (крыльев) и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены продольные
пазы. Трение демпфирования создается между пластинами и наружными поверхностями сегментов.
Перпендикулярно вертикальной поверхности сегментов, через пазы, проходят запирающие элементы - болты,
которые фиксируют сегменты и пластины друг относительно друга. Кроме того, запирающие элементы
проходят через блок поддержки, две пластины, через паз сегмента и фиксируют конструкцию в заданном
положении. Таким образом получаем конструкцию опоры, которая выдерживает ветровые нагрузки но, при
возникновении сейсмических нагрузок, превышающих расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от
своего начального положения, при этом сохраняет конструкцию без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и сложность расчетов из-за наличия
большого количества сопрягаемых трущихся поверхностей.
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества сопрягаемых
трущихся поверхностей до одного сопряжения отверстие корпуса - цилиндр штока, а также повышение
точности расчета.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что опора сейсмостойкая выполнена из двух частей:
нижней - корпуса, закрепленного на фундаменте и верхней - штока, установленного с возможностью
перемещения вдоль общей оси и с возможностью ограничения перемещения за счет деформации корпуса под
действием запорного элемента. В корпусе выполнено центральное отверстие, сопрягаемое с цилиндрической
поверхностью штока, и поперечные отверстия (перпендикулярные к центральной оси) в которые
устанавливают запирающий элемент-болт. Кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнены
два открытых паза, которые обеспечивают корпусу возможность деформироваться в радиальном направлении.
В теле штока, вдоль центральной оси, выполнен паз ширина которого соответствует диаметру запирающего
элемента (болта), а длина соответствует заданному перемещению штока. Запирающий элемент создает
нагрузку в сопряжении шток-отверстие корпуса, а продольные пазы обеспечивают возможность деформации
корпуса и «переход» сопряжения из состояния возможного перемещения в состояние «запирания» с
возможностью перемещения только под сейсмической нагрузкой. Длина пазов корпуса превышает расстояние
от торца корпуса до нижней точки паза в штоке.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез А-А (фиг. 2); на
фиг. 2 изображен поперечный разрез Б-Б (фиг. 1); на фиг. 3 изображен разрез В-В (фиг. 1); на фиг. 4
изображен выносной элемент 1 (фиг. 2) в увеличенном масштабе.

112.

Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено вертикальное отверстие диаметром «D»,
которое охватывает цилиндрическую поверхность штока 2 например по подвижной посадке H7/f7. В стенке
корпуса перпендикулярно его оси, выполнено два отверстия в которых установлен запирающий элемент калиброванный болт 3. Кроме того, вдоль оси отверстия корпуса, выполнены два паза шириной «Z» и длиной
«I». В теле штока вдоль оси выполнен продольный глухой паз длиной «h» (допустмый ход штока)
соответствующий по ширине диаметру калиброванного болта, проходящего через этот паз. При этом длина
пазов «I» всегда больше расстояния от торца корпуса до нижней точки паза «Н».
В нижней части корпуса 1 выполнен фланец с отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части
штока 2 выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом. Сборка опоры заключается в том, что
шток 2 сопрягается с отверстием «D» корпуса по подвижной посадке. Паз штока совмещают с поперечными
отверстиями корпуса и соединяют калиброванным болтом 3, с шайбами 4, с предварительным усилием
(вручную) навинчивают гайку 5, скрепляя шток и корпус в положении при котором нижняя поверхность паза
штока контактирует с поверхностью болта (высота опоры максимальна).
После этого гайку 5 затягивают тарировочным ключом до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки
гайки (болта) приводит к деформации корпуса и уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в корпусе, что в свою
очередь приводит к увеличению допустимого усилия сдвига (усилия трения) в сопряжении отверстие корпуса
- цилиндр штока. Величина усилия трения в сопряжении корпус-шток зависит от величины усилия затяжки
гайки (болта) и для каждой конкретной конструкции (компоновки, габаритов, материалов, шероховатости
поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется экспериментально. При воздействии сейсмических
нагрузок превышающих силы трения в сопряжении корпус-шток, происходит сдвиг штока, в пределах длины
паза выполненного в теле штока, без разрушения конструкции.
Формула полезной модели
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним подвижный узел, закрепленный запорным
элементом, отличающаяся тем, что в корпусе выполнено центральное вертикальное отверстие, сопряженное с
цилиндрической поверхностью штока, при этом шток зафиксирован запорным элементом, выполненным в
виде калиброванного болта, проходящего через поперечные отверстия корпуса и через вертикальный паз,
выполненный в теле штока и закрепленный гайкой с заданным усилием, кроме того в корпусе, параллельно
центральной оси, выполнено два открытых паза, длина которых, от торца корпуса, больше расстояния до
нижней точки паза штока.
Дата внесения записи в Государственный реестр: 30.05.2017 Дата публикации: 30.05.2017
За дополнительной информацией об лабораторных испытаний фланцевых фрикционно –подвижных соединений для
обеспечения вибрростойкости виадуков, железнодорожных мостов на кинематических виброизолирующих опорах
повышенной надежности можно обратится в испытательном центре СПб ГАСУ и организацию «Сейсмофонд» при
СПб ГАСУ , адрес: 1900005, СПб, 2-я Красноармейская ул.д 4 [email protected] [email protected]
[email protected] (921) 962-67-78, (999) 798- 26-54, (996) 798-26-54 Мажиеву Хасан Нажоевич ИНН
2014000780
С выравниванием крена здания, можно ознакомится по ссылкам : «Сейсмостойкая фрикционно –
демпфирющая опора» https://yadi.sk/i/JZ0YxoW0_V6FCQ «Антисейсмическое фланцевое фрикционное
соединение для трубопроводов» https://yadi.sk/i/pXaZGW6GNm4YrA «Опора сейсмоизолирующая
«гармошка» https://yadi.sk/i/JOuUB_oy2sPfog «Опора сейсмоизолирующая «маятниковая»
https://yadi.sk/i/Ba6U0Txx-flcsg Виброизолирующая опора https://yadi.sk/i/dZRdudxwOald2w
выравнивания крена плитного
основания вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционноИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ для
податливых болтовых соединений с применением телескопических опор с

113.

зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
1. В.Н.Голубков, Ю.Ф.Тугаенко, статья «Выправление крена девятиэтажного
жилого дома», журнал «Основания фундаментов и механика грунтов», 4, 1981 г., с.89.
2. B.C.Шокарев, И.В.Степура, А.В.Павлов, Р.В.Самченко, статья «Опыт устранения
кренов комплекса», 14-этажных зданий в условиях городской застройки Запорожья»,
Труды международной конференции по геотехнике, посвященной 300-летию СанктПетербурга «Реконструкция исторических городов и геотехническое
строительство», Издательство АСВ, СПб. - М., 2003, с.259-263.
3. Российская Федерация, патент на изобретение 2044833, МПК: 6 E02D 27/08, 35/00,
1995 г.
4. Российская Федерация, патент на изобретение 2211288, МПК: 7 Е02D 35/00, 37/00,
2003 г.
5. Российская Федерация, патент на изобретение 2275474, МПК: 6 Е02D 35/00, 2006
г.
6. В.П.Вершинин, П.Ф.Панфилов, С.Н.Сотников, статья «Стабилизация осадки
основания и выправление крена 16-этажного жилого дома на свайном фундаменте»,
журнал «Основания фундаментов и механика грунтов», 4, 1981 г., с.9-11 - прототип.
Формула изобретения Способ выправления крена здания, возведенного на свайном
фундаменте, заключающийся в том, что в ростверке продольной наружной стены
здания, расположенной в направлении крена, устраивают новые сваи, а в ростверке
продольной наружной стены здания, расположенной со стороны, обратной крену,
«выключают» из работы сваи, отличающийся тем, что в процессе выправления крена
изнутри подвала здания в отверстия, прорезанные в плите ростверка, вдавливающим
устройством погружают новые сваи, образованные по их длине отдельными
секциями, при этом голову сваи закрепляют в плите ростверка с помощью
металлической траверсы и анкеров, заделанных на высокопрочном клее в отверстиях
ростверка, затем у ряда свай, расположенных со стороны здания, противоположной
крену, отрывают котлован, обеспечивающий доступ к оголовкам свай, которые
срезают на величину =ib, где i - крен здания, b - ширина здания в направлении крена,
при этом оголовки срезаемых свай предварительно усиливают мета ллическими
бандажами с уплотнителями, образованными высокопрочными полимерными
составами, а регулирование несущей способности F d новых свай в процессе
выправления крена и эксплуатации здания осуществляют с помощью вдавливающего
устройства, используя траверсу, которую устанавливают на голову сваи, и с
помощью траверсы домкратом вдавливают сваю до необходимого усилия, после чего
траверсу фиксируют гайками на анкерах до выправления и стабилизации крена
здания, вдавливающее устройство демонтируют, а после выправления крена здания
срубленные сваи «включают» в работу с помощью обетонирования.
Применение маятниковых сейсмоизолирующих опор для выравнивания здания по
изобретению 2382146

114.

СПОСОБ ВЫПРАВЛЕНИЯ КРЕНА ЗДАНИЯ ВОЗВЕДЕННОГО НА
СВАЙНОМ ФУНДАМЕНТЕ 2382146 Бронин Виталий Николаевич
СПОСОБ ВЫПРАВЛЕНИЯ КРЕНА ЗДАНИЯ ВОЗВЕДЕННОГО НА
СВАЙНОМ ФУНДАМЕНТЕ 2382146 Бронин Виталий Николаевич
(19)
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ
ЗНАКАМ
(11)
2 382 146
(13)
C1
(51) МПК
E02D 35/00 (2006.01)
E02D 27/08 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус:
не действует (последнее изменение статуса: 07.08.2013)
(21)(22) Заявка: 2008132252/03, 04.08.2008
(24) Дата начала отсчета срока действия
патента:
04.08.2008
(45) Опубликовано: 20.02.2010 Бюл. № 5
(56) Список документов, цитированных в
отчете о поиске: RU 2318962 С2,
10.03.2008. RU 2013495 C1, 30.05.1994.
RU 2044833 С1, 27.09.1995. SU 1544894
А1, 23.02.1990. RU 2074287 С1,
27.02.1997. US 5288175 А, 22.02.1994.
US 5433557 A, 18.07.1995.
(72) Автор(ы):
Бронин Владимир Николаевич (RU),
Стриганов Юрий Павлович (RU),
Стриганов Михаил Юрьевич (RU),
Котов Николай Викторович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Бронин Владимир Николаевич (RU),
Стриганов Юрий Павлович (RU)
Адрес для переписки:
193230, Санкт-Петербург, Искровский
пр., 21, кв.228, В.Н. Бронину
(54) СПОСОБ ВЫПРАВЛЕНИЯ КРЕНА ЗДАНИЯ, ВОЗВЕДЕННОГО НА
СВАЙНОМ ФУНДАМЕНТЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству, а именно к усилению свайных
фундаментов зданий, получивших крен. Способ выправления крена здания,
возведенного на свайном фундаменте, состоит в том, что в ростверке
продольной наружной стены здания, расположенной в направлении крена,
устраивают новые сваи, а в ростверке продольной наружной стены здания,
расположенной со стороны, обратной крену, «выключают» из работы сваи. В

115.

процессе выправления крена изнутри подвала здания в отверстия, прорезанные в
плите ростверка, вдавливающим устройством погружают новые сваи,
образованные по их длине отдельными секциями. Голову сваи закрепляют в плите
ростверка с помощью металлической траверсы и анкеров, заделанных на
высокопрочном клее в отверстиях ростверка. Затем у ряда свай, расположенных
со стороны здания, противоположной крену, отрывают котлован,
обеспечивающий доступ к оголовкам свай, которые срезают на величину Δ=ib, где
i - крен здания, b - ширина здания в направлении крена. Оголовки срезаемых свай
предварительно усиливают металлическими бандажами с уплотнителями,
образованными высокопрочными полимерными составами, а регулирование
несущей способности F d новых свай в процессе выправления крена и эксплуатации
здания осуществляют с помощью вдавливающего устройства, используя
траверсу, которую устанавливают на голову сваи, и с помощью траверсы
домкратом вдавливают сваю до необходимого усилия, после чего траверсу
фиксируют гайками на анкерах до выправления и стабилизации крена здания.
Вдавливающее устройство демонтируют, а после выправления крена здания
срубленные сваи «включают» в работу с помощью обетонирования. Технический
результат состоит в снижении трудоемкости и повышении надежности при
выправлении крена здания, а также обеспечении регулирования крена при
дальнейшей эксплуатации здания. 3 ил.
Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению
свайных фундаментов зданий, получивших крен.
Известен способ выправления крена здания, возведенного на лессовом грунте
[1], заключающийся в том, что у фундаментов, расположенных с
противоположной стороны направлению крена здания, отрывают траншеи, в
которые непрерывно подают воду. В результате замачивания лессовой грунт
дает местную просадку, что вызывает выправление крена здания.
Недостаток известного способа состоит в том, что он имеет ограниченную
область применения (только для лессовых грунтов).
Известен способ выправления крена здания [2], заключающийся в том, что
снаружи здания у фундаментов, расположенных с противоположной стороны
направлению крена здания, отрывают траншеи. Из траншеи ниже подошвы
фундаментов бурят горизонтальные скважины, которые вызывают ослабление
грунтового основания и приводят к местной осадке здания и выправлению крена.
Недостатком указанного способа является то, что он мало эффективен для
зданий, возводимых на свайных фундаментах.
Известен способ усиления фундамента при деформации основания [3],
включающий создание дополнительных опор и соединение их с существующим
фундаментом. При неравномерных деформациях основания с образованием крена
фундамента дополнительные опоры, размещенные со стороны крена, и
остальные дополнительные опоры соединяют с существующим фундаментом
соответственно до и после ликвидации крена.
Ликвидацию крена осуществляют путем удаления грунта из-под
существующего фундамента со стороны, противоположной крену.

116.

Недостаток описанного способа заключается в том, что он мало эффективен
для зданий, возводимых на свайных фундаментах и не позволяет регулировать
крен здания в процессе его эксплуатации.
Известен способ управления креном и осадкой массивного сооружения [4],
включающий выполнение в массивной плите фундамента сооружения сквозных
сопел, установку гидродомкратов двойного действия, которые за один цикл
вдавливают сыпучий материал в основание под фундаментом на ход поршня
домкрата, а затем возвращаются в исходное положение, причем циклы процесса
продолжаются до тех пор, пока несущая способность основания не превысит
вертикальное сжимающее усилие, создаваемое массой всего сооружения, и
фундамент сооружения не начнет выдавливаться вверх из грунта.
В массивной плите фундамента сооружения выполняют сквозные
расширяющиеся книзу сопла, центральные и боковые, размещенные симметрично
от центрального, вкладывают в каждое сопло стальное анкерное кольцо,
состоящее из двух полуколец, соединяют их в единое анкерное кольцо,
устанавливают над соплом домкратную балку и соединяют ее с анкерным
кольцом анкерными болтами. Гидродомкраты двойного действия размещают
между фундаментной балкой и каждым соплом и соединяют их поршни с
домкратной балкой, обратным ходом подтягивают гидродомкрат к домкратной
балке, заполняют сопло сыпучим материалом до опорной плиты гидродомкрата,
группой гидродомкратов двойного действия, находящихся в зоне максимальной
осадки плиты массивного сооружения, упрочняют грунтовое основание,
постепенно уменьшают крен массивного сооружения, действуя синхронно
группой гидродомкратов, по мере уменьшения крена сооружения подключают
следующие дополнительные группы гидродомкратов двойного действия,
увеличивая зону упрочнения грунтового основания под подошвой плиты по
площади и циклы продолжаются до полной ликвидации крена массивного
сооружения и до включения в работу всех гидродомкратов по всей площади
подошвы плиты.
Недостаток описанного способа заключается в том, что он мало эффективен
для массивных сооружений, возводимых на сваях большой несущей способности, и
очень трудоемок при регулировании крена сооружения в процессе эксплуатации
при длительно развивающихся осадках глинистых оснований.
Известен способ выравнивания крена сооружений [5], включающий бурение
скважин, удаление и замачивание грунта под подошвой фундамента.
Бурение скважин осуществляют вертикально в фундаментной плите
выравниваемого сооружения, погружают в них коаксиальные инъекторы, по
внутренней полости которых подают воду под напором, а грунт в виде пульпы
удаляют по внешней полости инъекторов, при этом задают последовательность
разработки грунта под подошвой плиты с учетом условий работы сооружения,
обеспечивая тенденцию прогиба в обоих направлениях - в продольном и
поперечном, а именно на начальном этапе грунт удаляют в объеме 0,3 -0,8
необходимого для выравнивания сооружения.
Затем последовательно объем грунта в зависимости от данных непрерывного
контроля осадки сооружения, а после ликвидации крена положение сооружения
фиксируют путем подачи через скважины под подошву фундамента
твердеющего раствора под давлением.

117.

Перед началом работ определяют характеристики грунта, проводят оценку
его напряженно-деформированного состояния и на основании полученных данных
составляют схему расположения скважин.
В процессе проведения работ и после их окончания осуществляют н епрерывный
контроль осадки здания с помощью геодезических приборов.
Недостаток указанного способа заключается в том, что он не применим при
устройстве сооружений на свайном фундаменте.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является
способ [6], заключающийся в том, что под ростверком наружной стены здания,
расположенной в направлении, противоположной крену, срубается верхняя часть
у определенного количества свай. У наружной стены, расположенной в
направлении крена, снаружи здания специальной установкой вдавливают новые
сваи. По головам новых свай устраивают железобетонную раму, которую
подводят под подошву существующего ростверка. В результате этих работ
создается момент удерживающих сил, приводящий к выправлению крена здания.
После выправления крена здания срубленные головы свай обетонируются и
соединяются с ростверком.
Указанное техническое решение имеет следующие недостатки:
- для вдавливания свай необходимо использовать тяжелую дорогостоющую
установку;
- железобетонная рама, устраиваемая по головам свай, имеет консольную
часть, которая воспринимает значительную нагрузку от здания и поэтому
должна обладать развитым сечением;
- от рамы на сваи передается значительный момент, часть свай работает на
сжатие, часть на выдергивание, что неэффективно;
- при дальнейшей эксплуатации здания невозможно регулирование крена.
Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является
снижение трудоемкости и повышение надежности при выправлении крена здания
путем использования существующих плитных ростверков и изменения несущей
способности новых свай, а также обеспечение регулирования крена при
дальнейшей эксплуатации здания.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа выправления
крена здания, возведенного на свайном фундаменте, который, как и прототип,
заключается в том, что в ростверке продольной наружной стены здания,
расположенной в направлении крена, устраивают новые сваи, а в ростверке
продольной наружной стены здания, расположенной со стороны, обратной крену,
«выключают» из работы сваи.
В отличие от прототипа в предлагаемом способе в процессе выправления крена
изнутри подвала здания в отверстия, прорезанные в плите ростверка,
вдавливающим устройством погружают новые сваи, образованные по их длине
отдельными секциями, при этом голову сваи закрепляют в плите ростверка с
помощью металлической траверсы и анкеров, заделанных на высокопрочном клее
в отверстиях ростверка, затем у ряда свай, расположенных со стороны здания,
противоположной крену, отрывают котлован, обеспечивающий доступ к
оголовкам свай, которые срезают на величину Δ=ib, где i - крен здания, b - ширина
здания в направлении крена, при этом оголовки срезаемых свай предварительно
усиливают металлическими бандажами с уплотнителями, образованными

118.

высокопрочными полимерными составами, а регулирование несущей способности
Fd новых свай в процессе выправления крена и эксплуатации здания осуществляют
с помощью вдавливающего устройства, используя траверсу, которую
устанавливают на голову сваи, и с помощью траверсы домкратом вдавливают
сваю до необходимого усилия, после чего траверсу фиксируют гайками на анкерах
до выправления и стабилизации крена здания, вдавливающее устройство
демонтируют, а после выправления крена здания срубленные сваи «включают» в
работу с помощью обетонирования.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что выправление крена
здания, возведенного на свайном фундаменте, осуществляют, используя плитный
ростверк, что сокращает затраты на возведение дополнительного фундамента.
Погружение новых свай осуществляется на существующем фундаменте с
большим усилием легким вдавливающим устройством.
При длительно развивающихся осадках глинистых оснований сооружений в
процессе их эксплуатации несущую способность новых свай регулируют с
помощью вдавливающего устройства, используя траверсу, которая позволяет
ослаблять или увеличивать несущую способность сваи.
Предлагаемый способ выправления крена здания, возведенного на свайном
фундаменте поясняется чертежом, где на фиг.1 показан вид на торец здания, на
фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 изображено вдавливающее устройство.
Способ выправления крена здания, возведенного на свайном фундаменте,
осуществляют следующим образом.
Центр тяжести «С» здания 1, установленного на плитном ростверке 2, в
результате крена здания переместился на величину эксцентриситета «е» в
сторону ряда свай 3 с меньшей общей несущей способностью, чем ряд свай 4.
На основании расчетов по современным программам выясняют причину крена
здания и определяют опрокидывающий момент, связанный с креном здания,
Мопр =eN I, где е - отклонение от вертикали центра тяжести здания, N I - общая
вертикальная нагрузка на сваи от здания I-ой группы предельных состояний.
Для выправления крена здания проводятся следующие операции.
В ростверке 2 у продольной наружной стены здания, расположенной в
направлении крена, первоначально устраивают новые сваи 5, а затем в ростверке
2 продольной наружной стены здания 1, расположенной со стороны, обратной
крену, «выключают» из работы часть существующих свай 4, количество которых
и их местоположение определяют расчетами.
Причем количество вновь устраиваемых свай 5 должно превышать количество
«выключаемых» из работы свай 4.
Изнутри подвала в отверстия, прорезанные в плите ростверка 2,
вдавливающим устройством погружают новые сваи 5, образованные по их длине
отдельными секциями.
Погружение новых свай 5 производят с помощью вдавливающего устройства,
состоящего из гидравлического домкрата 6, рамы 7, включающей шесть стоек 8,
соединяемых на резьбе муфтами 9 с анкерами 10, закрепленными на
высокопрочном клее в отверстиях ростверка 2. На голову новой сваи 5
монтируют траверсу 11, на которую устанавливают гидравлический домкрат 6,
соединенный с маслонасосной станцией 12, снабженной измерителем

119.

гидравлического давления (образцовым манометром) 13. По манометру 13
определяют усилие вдавливания новой сваи 5 домкратом 6.
У ряда свай 4, расположенных в плите ростверка 2 с наружной стороны здания
1, противоположной крену, отрывают котлован 14, обеспечивающий доступ к
оголовкам свай 4, после чего, в строгом соответствии с выполненным расчетом и
определенным порядком, срезают оголовки свай 4 на величину Δ=ib, где i - крен
здания, b - ширина здания в направлении крена, при этом оголовки срезаемых свай
4 предварительно усиливают металлическими бандажами 15 с уплотнителями,
образованными высокопрочными полимерными составами.
Количество новых свай 5 и «выключаемых» из работы свай на основании
расчетов принимают таким, чтобы обеспечить смещение центра тяжести
свайного поля на величину у=ηе, где η=М уд /Мопр - коэффициент запаса,
обеспечивающий выправление крена здания при создании удерживающего
момента Муд за счет смещения центра тяжести свайного поля. Количество
новых свай 5 должно превышать количество срубаемых существующих свай 4
настолько, чтобы после восстановления срубленных свай 4 (соединения их с
ростверком 2), центр тяжести свайного поля совпадал с равнодействующей всех
нагрузок от здания 1 в уровне голов свай.
За счет изменения центра тяжести свайного поля «у» создается момент
удерживающих сил М уд, который приводит к выправлению крена i здания 1 и
повороту ростверка 2 в месте срезанных свай 4 на величину Δ=ib.
По результатам геодезических наблюдений за креном здания в процессе его
эксплуатации корректируются коэффициент запаса η, удерживающий М уд, и
несущая способность F d новых свай 5, устроенных в ростверках 2.
Регулирование (увеличение, снижение) несущей способности F d новых свай 5 в
процессе эксплуатации здания осуществляют с помощью вдавливающего
устройства, которым производят вдавливание свай 5. При этом используют
траверсу 11, которую устанавливают на голову новой сваи 5. С помощью
траверсы 11 домкратом 6 вдавливают новую сваю 5 до необходимого усилия,
контролируемого манометром 13. Затем затягивают гайки, фиксиру ют
траверсу 11 на анкерах 10 до выправления и стабилизации крена здания, а
вдавливающее устройство демонтируют.
После выправления крена срубленные сваи 4 «включают» в работу с помощью
обетонирования.
В процессе эксплуатации здания по результатам геодезического мониторинга
изменяют усилие в новых сваях 5 и регулируют крен.
Предлагаемый способ выправления крена здания, возведенного на свайном
фундаменте, в отличие от ранее известных способов обладает малой
трудоемкостью и небольшими энергозатратами при обеспечении высокой
надежности.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. В.Н.Голубков, Ю.Ф.Тугаенко, статья «Выправление крена девятиэтажного
жилого дома», журнал «Основания фундаментов и механика грунтов», №4, 1981
г., с.8-9.
2. B.C.Шокарев, И.В.Степура, А.В.Павлов, Р.В.Самченко, статья «Опыт
устранения кренов комплекса», 14-этажных зданий в условиях городской
застройки Запорожья», Труды международной конференции по геотехнике,

120.

посвященной 300-летию Санкт-Петербурга «Реконструкция исторических
городов и геотехническое строительство», Издательство АСВ, СПб. - М., 2003,
с.259-263.
3. Российская Федерация, патент на изобретение №2044833, МПК: 6 E02D
27/08, 35/00, 1995 г.
4. Российская Федерация, патент на изобретение №2211288, МПК: 7 Е02D
35/00, 37/00, 2003 г.
5. Российская Федерация, патент на изобретение №2275474, МПК: 6 Е02D
35/00, 2006 г.
6. В.П.Вершинин, П.Ф.Панфилов, С.Н.Сотников, статья «Стабилизация осадки
основания и выправление крена 16-этажного жилого дома на свайном
фундаменте», журнал «Основания фундаментов и механика грунтов», №4, 1981
г., с.9-11 - прототип.
Формула изобретения
Способ выправления крена здания, возведенного на свайном фундаменте,
заключающийся в том, что в ростверке продольной наружной стены здания,
расположенной в направлении крена, устраивают новые сваи, а в ростверке
продольной наружной стены здания, расположенной со стороны, обратной крену,
«выключают» из работы сваи, отличающийся тем, что в процессе выправления
крена изнутри подвала здания в отверстия, прорезанные в плите ростверка,
вдавливающим устройством погружают новые сваи, образованные по их длине
отдельными секциями, при этом голову сваи закрепляют в плите ростверка с
помощью металлической траверсы и анкеров, заделанных на высокопрочном клее
в отверстиях ростверка, затем у ряда свай, расположенных со стороны здания,
противоположной крену, отрывают котлован, обеспечивающий доступ к
оголовкам свай, которые срезают на величину Δ=ib, где i - крен здания, b - ширина
здания в направлении крена, при этом оголовки срезаемых свай предварительно
усиливают металлическими бандажами с уплотнителями, образованными
высокопрочными полимерными составами, а регулирование несущей способности
Fd новых свай в процессе выправления крена и эксплуатации здания осуществляют
с помощью вдавливающего устройства, используя траверсу, которую
устанавливают на голову сваи, и с помощью траверсы домкратом вдавливают
сваю до необходимого усилия, после чего траверсу фиксируют гайками на анкерах
до выправления и стабилизации крена здания, вдавливающее устройство
демонтируют, а после выправления крена здания срубленные сваи «включают» в
работу с помощью обетонирования.

121.

122.

123.

124.

Основное изобретение для выравнивания крена плитного
основания вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканиея, с использованием фрикционноподатливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
Изобретение опора сейсмостойкая 165076

125.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
RU
(11)
165 076
(13)
U1
(51) МПК
E04H 9/02 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 26.09.2019)
(21)(22) Заявка: 2016102130/03, 22.01.2016
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
22.01.2016
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 22.01.2016
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Кадашов Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU),
Кадашов Александр Иванович (RU)
(45) Опубликовано: 10.10.2016 Бюл. № 28
Адрес для переписки:
190005, Санкт-Петербург, 2-я
Красноармейская ул дом 4 СПб ГАСУ
(54) ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ
(57) Реферат:
Опора сейсмостойкая предназначена для защиты объектов от сейсмических воздействий за
счет использования фрикцион но податливых соединений. Опора состоит из корпуса в котором
выполнено вертикальное отверстие охватывающее цилиндрическую поверхность щтока. В
корпусе, перпендикулярно вертикальной оси, выполнены отверстия в которых установлен
запирающий калиброванный болт. Вдоль оси корпуса выполнены два паза шириной <Z> и
длиной <I> которая превышает длину <Н> от торца корпуса до нижней точки паза,
выполненного в штоке. Ширина паза в штоке соответствует диаметру калиброванного болта.
Для сборки опоры шток сопрягают с отверстием корпуса при этом паз штока совмещают с
поперечными отверстиями корпуса и соединяют болтом, после чего одевают гайку и
затягивают до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки приводит к уменьшению
зазора<Z>корпуса, увеличению сил трения в сопряжении корпус -шток и к увеличению усилия
сдвига при внешнем воздействии. 4 ил.
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты сооружени й, объектов и
оборудования от сейсмических воздействий за счет использования фрикционно податливых
соединений. Известны фрикционные соединения для защиты объектов от динамических
воздействий. Известно, например Болтовое соединение плоских деталей встык по Патенту RU
1174616, F15B 5/02 с пр. от 11.11.1983. Соединение содержит металлические листы, накладки и
прокладки. В листах, накладках и прокладках выполнены овальные отверстия через которые
пропущены болты, объединяющие листы, прокладки и накладки в пакет. При малых
горизонтальных нагрузках силы трения между листами пакета и болтами не преодолеваются. С
увеличением нагрузки происходит взаимное проскальзывание листов или прокладок
относительно накладок контакта листов с меньшей шероховатостью. Взаимное смеще ние
листов происходит до упора болтов в края овальных отверстий после чего соединения работают

126.

упруго. После того как все болты соединения дойдут до упора в края овальных отверстий,
соединение начинает работать упруго, а затем происходит разрушение соедине ния за счет
смятия листов и среза болтов. Недостатками известного являются: ограничение демпфирования
по направлению воздействия только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также
неопределенности при расчетах из-за разброса по трению. Известно также Устройство для
фрикционного демпфирования антиветровых и антисейсмических воздействий по Патенту TW
201400676 (A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device, E04B 1/98,
F16F 15/10. Устройство содержит базовое основание, поддерживающее защищаемый объект,
нескольких сегментов (крыльев) и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены
продольные пазы. Трение демпфирования создается между пластинами и наружными
поверхностями сегментов. Перпендикулярно вертикальной поверхности сегментов, через пазы,
проходят запирающие элементы - болты, которые фиксируют сегменты и пластины друг
относительно друга. Кроме того, запирающие элементы проходят через блок поддержки, две
пластины, через паз сегмента и фиксируют конструкцию в заданном по ложении. Таким образом
получаем конструкцию опоры, которая выдерживает ветровые нагрузки но, при возникновении
сейсмических нагрузок, превышающих расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от
своего начального положения, при этом сохраняет конструкцию без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и сложность
расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся поверхностей.
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества
сопрягаемых трущихся поверхностей до одного сопряжения отверстие корпуса - цилиндр
штока, а также повышение точности расчета.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что опора сейсмостойкая выполнена из
двух частей: нижней - корпуса, закрепленного на фундаменте и верхней - штока,
установленного с возможностью перемещения вдоль общей оси и с возможностью ограничения
перемещения за счет деформации корпуса под действием запорного элемента. В корпусе
выполнено центральное отверстие, сопрягаемое с цилиндрической поверхностью штока, и
поперечные отверстия (перпендикулярные к центральной оси) в которые устанавливают
запирающий элемент-болт. Кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнены
два открытых паза, которые обеспечивают корпусу возможность деформироваться в
радиальном направлении. В теле штока, вдоль центральной оси, выполнен паз ширина которого
соответствует диаметру запирающего элемента (болта), а длина соответствует заданному
перемещению штока. Запирающий элемент создает нагрузку в сопряжении шток-отверстие
корпуса, а продольные пазы обеспечивают возможность деформации корпуса и «переход»
сопряжения из состояния возможного перемещения в состояние «запирания» с возможностью
перемещения только под сейсмической нагрузкой. Длина пазов корпуса превышает расстояние
от торца корпуса до нижней точки паза в штоке. Сущность предлагаемой конструкции
поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез А-А (фиг. 2); на фиг. 2 изображен
поперечный разрез Б-Б (фиг. 1); на фиг. 3 изображен разрез В-В (фиг. 1); на фиг. 4 изображен
выносной элемент 1 (фиг. 2) в увеличенном масштабе.
Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено вертикальное отверстие
диаметром «D», которое охватывает цилиндрическую поверхность штока 2 например по
подвижной посадке H7/f7. В стенке корпуса перпендикулярно его оси, выполнено два отверстия
в которых установлен запирающий элемент - калиброванный болт 3. Кроме того, вдоль оси
отверстия корпуса, выполнены два паза шириной «Z» и длиной «I». В теле штока вдоль оси
выполнен продольный глухой паз длиной «h» (допустмый ход штока) соответствующий по
ширине диаметру калиброванного болта, проходящего через этот паз. При этом длина пазов «I»
всегда больше расстояния от торца корпуса до нижней точки паза «Н». В нижней части корпуса
1 выполнен фланец с отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части штока 2
выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом. Сборка опоры заключается в том,
что шток 2 сопрягается с отверстием «D» корпуса по подвижной посадке. Паз ш тока
совмещают с поперечными отверстиями корпуса и соединяют калиброванным болтом 3, с
шайбами 4, с предварительным усилием (вручную) навинчивают гайку 5, скрепляя шток и
корпус в положении при котором нижняя поверхность паза штока контактирует с поверхнос тью
болта (высота опоры максимальна). После этого гайку 5 затягивают тарировочным ключом до

127.

заданного усилия. Увеличение усилия затяжки гайки (болта) приводит к деформации корпуса и
уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в корпусе, что в свою очередь приводит к увеличению
допустимого усилия сдвига (усилия трения) в сопряжении отверстие корпуса - цилиндр штока.
Величина усилия трения в сопряжении корпус-шток зависит от величины усилия затяжки гайки
(болта) и для каждой конкретной конструкции (компоновки, габарито в, материалов,
шероховатости поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется экспериментально.
При воздействии сейсмических нагрузок превышающих силы трения в сопряжении корпус шток, происходит сдвиг штока, в пределах длины паза выполненного в теле штока, без
разрушения конструкции.
Формула полезной модели
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним подвижный узел,
закрепленный запорным элементом, отличающаяся тем, что в корпусе выполнено центральное
вертикальное отверстие, сопряженное с цилиндрической поверхностью штока, при этом шток
зафиксирован запорным элементом, выполненным в виде калиброванного болта, проходящего
через поперечные отверстия корпуса и через вертикальный паз, выполненный в теле штока и
закрепленный гайкой с заданным усилием, кроме того в корпусе, параллельно центральной оси,
выполнено два открытых паза, длина которых, от торца корпуса, больше расстояния до нижней
точки паза штока.

128.

129.

130.

и выравнивания
крена плитного основания вертикальных цилиндрических
стальных резервуаров с дизтопливом методом опусканием с
При неравномерных осадках жестких сооружений
использованием фрикционно- податливых болтовых соединений с применением
телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии
выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора
сейсмостойкая» возникают деформации в форме крена. Выравнивание кренов
зданий и сооружений - это сложная инженерная задача, решение которой
зачастую связано с высокими материальными и трудовыми затратами.
Иногда исправление кренов сооружений сопоставимо со стоимостью самого
сооружения.
Выбор способа исправления крена сооружений зависит от ряда инженерногеологических, технических и технологических факторов . Выравнивание
сооружений может осуществляться, как передачей усилий на несущие
конструкции для подъема в проектное положение с дальнейшим усилением
основания, так и ослаблением основания с «посадкой» сооружения в
сторону, противоположную крену.
К первой группе методов относится подъем с применением
гидродомкратов, создающих различные усилия на элементы конструкций
сооружения. Примером применения этого метода может служить
выравнивание крена металлического резервуара на сахарном заводе в г.
Новокубанске Краснодарского крае по проекту, разработанному с участием
авторов настоящей статьи [6, 7].
Недостатком метода является большой объем подготовительных работ,
связанных с устройством дополнительных опорных конструкций и
монтажом системы домкратов. Основным преимуществом является
контролируемость процесса подъема и возможность регулирования усилия
подачи.
Представляется интересным проектное решение, предложенное и
обоснованное в диссертации , основанное на устройстве регулируемых
конструкций сооружений еще на стадии строительства здания.
реимуществом такого решения является оперативное устранение в
процессе эксплуатации возникающих кренов без устройства
дополнительных элементов и монтажа оборудования.
Вторая группа способов выправления крена здания основана на изменении
деформационных характеристик основания, в том числе путем удаления
грунта из-под подошвы фундамента. Одновременно с этим начинают
появляться трудности определения объема удаляемого грунта. Потому как
при завышенных объемах извлекаемого грунта появляется высокая

131.

вероятность получить крен здания с противоположного направления. В
связи с этим, в любой промежуток времени необходимо надежно
стабилизировать положение фундамента.
Особые трудности появляются при наличии высокого уровня грунтовых
вод, что вызывает дополнительные сложности по удалению
водонасыщенного грунта.
Интересен способ выравнивания крена зданий в водонасыщенных грунтах
[9], предусматривающий комплекс мероприятий, выполняемых без
разрушения и удаления объемов грунта:
Осадка фундамента вызывает появление отрицательно действующих сил
трения на боковые поверхности стенки, в результате чего возникает
необходимость в сооружении шпунтовой стенки. Таким образом удается
снизить скорость оседания фундамента здания в направлении его крена, в
частности до полного прекращения осадки. Шпунтовая стенка зачастую
играет роль «тормоза-стабилизатора».
Но стабилизация крена здания не указывает на выравнивание его
положения в пространстве. Для этого выполняются следующие
мероприятия: работы по бурению скважин под фундаментами со стороны
внешнего края, противоположному крену здания, при этом глубина скважин
определяется зоной сжимаемой толщи, затем производят ступенчатую
откачку грунтовых вод. В результате водопонижения формируется
депрессионная воронка в пределах сжимаемой зоны основании. Она должно
быть такой, чтобы депрессия начиналась со стороны крена у края
фундамента, и заканчивалась на максимальной глубине пробуренных
скважин. В обезвоженной зоне происходит уплотнение, т.е. увеличивается
удельный вес грунта. Снятие взвешивающего действия воды, образуют
дополнительные напряжения в нем. Эффективное дополнительное
напряжение приводит к осадкам фундамента в сторону, противоположную
крену, достигая максимального значения в области расположения скважин.
Наиболее часто минимальное значение осадки встречается у края
фундамента со стороны крена. Изменения направления деформаций под
противоположными краями здания, формирует выравнивание крена здания,
возведенного на водонасыщенных грунтах. Путем геодезического контроля
положения здания, а также ступенчатой откачки воды из скважинных пор,
происходит непрерывный процесс выравнивания крена. В некоторых
случаях, обезвоживание может быть остановлено на любом этапе.
Упрочнение грунта происходит после выравнивания крена, введя
укрепляющий раствор под фундамент здания. Это связано с тем, что после
прекращения откачки воды из скважин, положение уровня грунтовых вод
восстановится со всеми вытекающими последствиями для свойств грунта.
С целью урегулирования указанных свойств и, соответственно, положения

132.

здания необходимо сформировать под зданием искусственное основание.
При помощи инъекторов, погружаемых наклонно в грунтовое основание с
наружной стороны фундаментов в пределах зоны сжатия, производят
введение в грунт закрепляющего раствора, например, цементного или
цементно-песчаного [10].
Положительный эффект заключатся в том, что метод позволяет:
- эффективно выравнивать крены зданий, возведенных на
водонасыщенных грунтах;
- обеспечить высокую надежность последующей эксплуатации
выровненного зданий созданием искусственного основания;
- снизить стоимость, трудоѐмкость и материалоемкость работ.
и
выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых
Способы ремонта резервуаров путем их подъема или опускания
соединений с применением телескопических опор с зафиксированными
запорными элементов в штоке, по линии выправления крена резервуара,
согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
<23242526272829>
В настоящее время существует большая потребность в работах, связанных с восстановлением
проектного положения крупногабаритных резервуаров. С удалением районов строительства крупных
хранилищ нефти в места со слабонесущими, переувлажненными грунтами потенциально
закладывается возможность развития неравномерных осадок оснований РВС. Поэтому важно
разработать и научно обосновать простой и безопасный метод подъема крупногабаритных
резервуаров.
В настоящее время существует несколько способов ремонта, позволяющих устранить различные
виды осадок резервуаров. Все технологии можно разделить на два принципиально различных
вида:
– технологии, предусматривающие опускание приподнятой части резервуара;
– технологии, предусматривающие подъем осевшей части резервуара. К первому типу относится
метод желонок (горизонтального бурения). Суть метода поясняется на рис. 23. При помощи
желонок бурятся отверстия под корпусом РВС. Диаметр желонок изменяется от 30 до 200 мм.
Отверстия выполняются на нескольких уровнях по вертикали с шагом по периметру 1,25 м. После
этого резервуар заполняется водой или нефтепродуктом, основание в месте ослабления
отверстиями деформируется. При необходимости пробуренные отверстия разрушают
воздуходувкой или струей воды.

133.

Рисунок 23 – Способ ремонта резервуара при помощи желонок
Как отмечается в работах авторов, этим методом удается исправить осадки порядка 5 – 6 см,
иногда до 10 см, но он обладает большой трудоемкостью. Приводится пример одного из
ремонтов, когда было пробурено 3500 отверстий за 20 дней. Кроме того, таким способом можно
исправить только осадки типа «крен».
Подобный метод устранения осадки разработан в УНИ В.В. Любуш-киным. Отличие заключается в
том, что для ослабления несущей способности основания используется траншея (рис. 24).При
воздействии веса от заполненного резервуара происходит выдавливание грунта из-под
резервуара в предварительно выкопанную траншею.
В способе, предложенном УНИ (Уфимским нефтяным институтом), на практике очень сложно
следить за изменением осадки в процессе заполнения резервуара и, по-видимому, невозможно
остановить быстрый рост осадок (например, при потере устойчивости массива грунта) вследствие
большой инертности «нагружающего устройства». Видимо, поэтому, несмотря на очевидную
простоту, данные способы широкого практического применения не нашли.
Рисунок 24 – Способ, разработанный УНИ
Следующим способом ремонта резервуаров является способ двойного днища, применение
которого для реконструкции действующих резервуаров, имеющих большой крен, дало хорошие
результаты. Суть метода заключается в том, что на старом днище устраивается песчаная
подушка и гидроизолирующий слой, монтируется новое днище и контурная плита (окрайка

134.

днища), удаляется часть стенки между старым и новым днищем, устраняется крен резервуара,
затем приваривается днище к контурной плите и последняя к стенке. Этот метод позволяет
устранить крен в пределах 1/500–1/300. Недостатком метода двойного днища является большая
трудоемкость и большой объем сварочно-монтажных работ. В отечественной практике этот метод
также широко применяется. Самой распространенной ошибкой при реализации данного метода
является жесткое закрепление старого и нового полотнища днища и «подвешивание» окрайков.
Рассматриваемые далее способы относятся к технологии, предусматривающей подъем осевшей
части резервуара.
В работе предлагается поднимать резервуар при помощи воздушной подушки. Сжатый воздух
закачивается в специальные скаты, закрепленные на первом поясе резервуара и под днище РВС
(рис. 25).Затем в образовавшееся пространство тремя насосами закачивают специальный
быстросхватывающийся раствор. Приводится пример подъема этим способом крупногабаритного
резервуара диаметром 76,5 м (его масса составляла 17 МН, давление под резервуаром достигало
0,004 МПа). Автор указывает, что таким способом удавалось поднимать и перемещать довольно
крупные резервуары, а после ремонта основания вновь возвращать их на проектное положение.
По сравнению с другими способами подъема преимущество этого заключается в том, что не
нужно применять дополнительных мер к обеспечению прочности днища, поскольку оно
равномерно поднимается вместе со стенкой. В то же время для производства работ требуется
произвести дополнительную отсыпку грунта шириной 1,5–2 м, учитывая то, что диаметр
резервуара составлял 76,5 м, получается значительный объем земляных работ. Для реализации
проекта японскими фирмами использовались специальные материалы для скатов на основе
нейлона, разнообразная строительная техника, например бетоносмесители двухковшовые с
электронными дозаторами для приготовления быстросхватывающегося раствора, цементное
хранилище на 600 кН с автоматическим подсчетом выдачи и многое другое. Очевидно, что
применение этого способа ремонта в наших условиях крайне проблематично.
По данным компании IТАС, большая часть неравномерных осадок резервуаров в США
устраняется при помощи воздушных подушек-домкратов. При этом предпринимаются
дополнительные меры по обеспечению жесткости днищ. Сами подушки изготавливаются из
современных высокопрочных материалов, используемых даже при производстве бронежилетов.
Для нагнетания воздуха применяются обычные компрессоры.
Известен способ подъема РВС при помощи наращивания обвалования и заполнения его водой.
При этом резервуар всплывает. Очевидно, что для проведения дальнейших работ по ремонту
необходима специальная техника, в частности манипуляторы. Этот способ также описан
японскими исследователями.
Рисунок 25 – Подъем резервуара при помощи воздушной подушки
Основным способом, применяемым как у нас в стране, так и за рубежом, является способ с
использованием механических подъемных устройств.
Действующей инструкцией по ремонту резервуаров предусматривается осуществлять подъем
РВС в следующей последовательности. Резервуар освобождают от нефтепродукта, пропаривают
и дегазируют, после чего к стенке резервуара через 2,5–3,0 м приваривают ребра жесткости из
двутавра № 20 длиной 6–8 м. Под эти двутавры подводят домкраты и осуществляют подъем.
Затем производят ремонт основания и срезают ребра жесткости. Недостатками метода является

135.

большая трудоемкость подготовительных работ, обусловленная необходимостью обязательной
зачистки, пропарки, приварки ребер жесткости и непосредственно сварочными работами, а в
последующем и демонтажем этих ребер. Утверждается, что рассматриваемая технология
разработана только для резервуаров вместимостью до 5000 м 3. И несмотря на имеющиеся
серьезные недостатки, этот способ является до сегодняшнего дня единственным «узаконенным»
способом подъема РВС и до недавнего времени применялся для ремонта крупногабаритных
резервуаров.
Существует еще один способ ремонта резервуаров, при помощи ложных штуцеров, но он
разработан для малогабаритных резервуаров и для данного исследования интереса не
представляет. Попытки подъема РВС-20000 в районе г. Нижневартовска привели к возникновению
аварийной ситуации.
Наиболее широкое распространение получили способы подъема РВС с применением
гидродомкратов грузоподъемностью от 30 до 50 тс. Все они имеют много общего, но отличаются в
основном местом приложения усилия от гидродомкрата.
Наиболее полно исследованным в настоящее время является способ подъема РВС при помощи
инвентарных ребер жесткости. Этот метод является модификацией способа с приваркой ребер
жесткости по окружности, но по сравнению с ним существенно снижает трудоемкость
подготовительных робот. Однако авторы, указывают, что в местах соединения инвентарных ребер
жесткости с крюками (рис. 26),приваренными к корпусу РВС, возникает моментное напряженное
состояние, которое может спровоцировать потерю устойчивости резервуара при подъеме.
Известен другой способ подъема резервуаров, при котором возле резервуара отрывают приямки,
частично разрушают фундаментное кольцо, кладут шпалы (рис. 27),на которые устанавливается
гидродомкрат. При этом способе требуется удаление значительной части грунта, который за годы
эксплуатации уже претерпел большую осадку, кроме того, при разрушении фундаментного кольца
удаляется часть арматуры и обычно, впоследствии, качественно восстановить его не удается.
Тем не менее, этот метод довольно часто применяется, хотя, по мнению ремонтных служб, он
является более опасным (были случаи вырыва домкратов), чем рассматриваемые далее.
Рисунок 26 – Способ ремонта РВС с применением инвентарных ребер жесткости
Рисунок 27 – Способ ремонта РВС с устройством приямков

136.

К следующей группе относятся способы с применением различных вспомогательных устройств.
Способ, описанный выше, показан на рис 27.Здесь, как и в предыдущем случае, необходимо
производить устройство технологического приямка. Остальные способы этого не требуют,
необходимо лишь сделать небольшие углубления в фундаментном кольце для установки
подъемных устройств. Автором настоящего исследования запатентована одна из разновидностей
подобного устройства. На рис. 28показано устройство, которое использовалось при подъеме РВС20 ООО на ЛПДС «Кондак. В данном случае были использованы гидродомкраты
грузоподъемностью 2 МН. При включении одного гидродомкрата произошла местная потеря
устойчивости стенки, поскольку к тому времени не были решены вопросы о порядке включения и
расстановки гидродомкратов при подъеме.
Рисунок 28 – Способ ремонта РВС с применением подставок-подъемников
Рисунок 29 – Устройство для подъѐма РВС
Наибольшее применение практике ремонта крупногабаритных резервуаров нашел способ,
разработанный при участии УМН ЗиСЗС . Подъемник типа «ножницы» подводится под стенку
резервуара в небольшое углубление, выполненное в фундаментном кольце, и производится
подъем одновременно всеми установленными домкратами (рис. 30).Подъем обычно
продолжается от 2 дней до недели. После чего под днище производится подбивка и резервуар
опускают, затем выполняют гидроиспытания и дефектоскопию. Принцип работы устройства
схематично показан на рис. 31.Существенным преимуществом метода является то, что перед
проведением ремонтных работ не требуется зачистка и пропарка резервуара, поскольку
отсутствуют огневые работы.

137.

Рисунок 30 – Устройство «ножницы»
Рисунок 31 – Способ подъема peзервуара устройством «ножницы»:
1– неподвижная часть подъемника; 4–ось вращения; 2– подвижная часть подъемника; 5 –
железобетонное кольцо; 3– домкрат; 6– стенка резервуара
Несмотря на, казалось бы, очевидные преимущества последнего способа, нередко происходят
различные аварии при его практической реализации. Наиболее часто образуются трещины в
днище, уторном шве и фундаментном кольце РВС. Наиболее часто встречающимся дефектом,
который появляется в процессе некачественной подбивки, а выявляется уже па этапе
гидроиспытании резервуара, является разрушение нахлесточного шва между полотнищем днища
и окрайкой.
В зарубежных публикациях более сдержанно относятся к способам ремонта при помощи
гидродомкратов, поскольку видят в них ряд трудно разрешимых проблем. Так, в работах
некоторых авторов указывается, что подъем резервуаров большого объема домкратами для
последующего устранения их неравномерной осадки представляется невозможным. Причины
этого авторы видят в необходимости усиления днища резервуара, они считает, что обойтись без
армирования днища невозможно. В других работах авторы полагают, что ремонт резервуара

138.

нередко, напротив, может привести к опасности увеличения деформаций металлоконструкций
резервуара, при условии, что необходимо добавить, что нормативно-техническая документация
допускает подъѐм резервуаров при помощи различных грузоподъемных механизмов: подъемных
кранов или трубоукладчиков. Закрепление чаще всею производился за стенку РВС через ложные
штуцера. Область применения данных технологий в документах не оговаривается, хотя
разработаны они для резервуаров объемом менее 5000 м3. Попытки использования данных
технологий при ремонтах крупногабаритных резервуаров практически всегда приводили к
возникновению аварийных ситуаций, поэтому в данной работе они не рассматриваются.
Для исправления резервуаров, оболочка которых претерпела деформации, превышающие
установленные стандартами нормы, применяют различные методы. При строительстве некоторых
крупных нефтебаз и хранилищ работы по исправлению резервуаров стали частью технологии их
строительства. Обычно такие работы выполняют после проведения гидравлических испытаний и
обжатия основания после глубинного водопонижения и т.п., а также в порядке планового ремонта
и при развитии опасных неравномерных осадок основания в эксплуатационный период.
Подобные работы сопровождаются ремонтом несущего слоя основания или заменой части
фундамента, пришедшего в негодность. В большинстве
Специальная методика комплексного ремонта фундамента и исправления оболочки резервуара
разработана в Японии. Она обеспечивает подъем на значительную высоту (1,7 м) всей стенки или
большей ее части с тем, чтобы краевые участки фундаментов были доступны для людей и
механизмов. Для обеспечения оптимальных условий работы подъемники размещают с шагом до 2
м. При этом применяют средства синхронизации работы подъемников, представляющие собой
единую гидравлическую систему управления ими. Скорость подъема определяется проектом и
выдерживается с помощью автоматики. Ремонтные работы на практике выполняются по
специальным проектам, при разработке которых учитываются тип фундамента и резервуара, его
вместимость, степень неравномерности осадки основания. В результате по этим данным
выбирают подъемное оборудование, определяют число опор и порядок их размещения в плане, а
также выполняют расчет напряжений в оболочке в зависимости от расстояния между
подъемниками. При необходимости разрабатывают способ усиления конструкций резервуара, его
фундамента и основания.
Перед началом восстановительных работ резервуар промывают, демонтируют трубопроводы,
устанавливают заглушки и удаляют все вспомогательное оборудование. Вокруг резервуара
освобождают пространство шириной не менее 2.5 м. Опоры подъемников устанавливают на
бетонных фундаментах, а подъемники закрепляют анкерными болтами. С внешней стороны
устанавливают опорные выступы, строительные леса и подъемники. Подъемники устанавливают
строго вертикально. Затем устанавливают насосную систему, пульт управления, клапаны и
стойки, прокладывают электрокабели и трубопроводы между устройствами, обеспечивающими
равномерный подъем, крепят измерительные приборы, позволяющие регистрировать высоту
подъема и опускания резервуара, а также его горизонтальность. После этого резервуар
поднимают за счет повышения давления в гидросистеме и регулярно контролируют осадку опор и
подъемников, а также измеряют напряжения в точках опор резервуара. Такой же тщательный
контроль производится при опускании резервуара после усиления основания.
Эта методика успешно применялась при восстановлении нефтяного резервуара вместимостью 10
тыс. м3 (высота 22,7 м, диаметр 22,4 м, масса конструкций 270 т). Для подъема использовали 36
подъемников с максимальной грузоподъемностью 25 т. расположенных на расстоянии 2 м друг от
друга. Работы выполнялись в соответствии с японскими нормами по технике безопасности при
проведении восстановительных работ, связанных с подъемом и опусканием нефтяных
резервуаров, получивших неравномерную осадку.

139.

Большие восстановительные работы, но обеспечению нормальной работы резервуара
вместимостью 24 тыс. м3 для аммиака были проведены в Индии. Резервуар имел диаметр 41,6 м
и высоту 17,4 м. Железобетонные набивные сваи диаметром 50 см изготовлены по методу
«Франки» с помощью извлекаемой обсадной трубы, погружавшейся до глубины ЗЛД—34,7 м.
Вдоль восьми концентрических окружностей располагалось 217 свай с расстоянием между ними в
ряду, равным пяти диаметрам сваи. Верх свай был объединен гибкой плитой из армированною
бетона, установленной примерно на расстоянии 1 м над поверхностью земли для обеспечения
вентиляции и предотвращения повреждений, связанных с заморозками на поверхности. При
толщине плиты в центре 50 см, а на периметре 40 см обеспечивался необходимый уклон от
центра к периферии. Проектная несущая способность свай составляла 880 Н. Сваи проходили
через слой слабой морской глины толщиной 26 м и заглублялись примерно на 8 м в
подстилающий слой туго-пластичной глины.
До введения в эксплуатацию резервуар был подвергнут гидравлическому испытанию водой.
Предполагаемая испытательная нагрузка составляла 137,5 МП, а вода закачивалась в резервуар
со скоростью, обеспечивавшей приращение нагрузки около 2,7 МП в день. При достижении
нагрузки 72 МН на сваях крайнего ряда были отмечены трещины. Вода из резервуара была
откачана. Измерения показали, что плита под днищем прогнулась, приняв блюдцеобразную
форму, а отклонение в центре от проектного положения составило 45 см без значительных
деформаций на периферии.
Последующие статические испытания показали, что несущая способность некоторых свай не
превышала 180 кН, в то время как другие имели незначительную осадку даже при нагрузке 1400
кН. Резкое уменьшение несущей способности некоторых сван может быть объяснено разрывом
ствола сваи при бетонировании или значительным сужением по глубине основания.
Перемещение резервуара под новый фундамент было сопряжено с высокой стоимостью работ и
значительным временем на его устройство. В результате было принято предложение,
предусматривающее проведение ремонтных работ с частичной компенсацией фундамента и
подъем деформированной плиты ростверка с восстановлением ее первоначальной
конфигурации.
Подъем плиты осуществлялся несколькими этапами. Плиту временно поддерживали с помощью
стальной рамы, которую закрепляли ниже уровня выреза. Все сваи, за исключением свай
крайнего ряда, разрезали для введения гидравлических и винтовых домкратов. Арматурные
стержни разрезали и отгибали, а верхнюю и нижнюю поверхности вырезанной части сваи
выравнивали с помощью раствора. В вырезанную часть сваи вставляли деревянные прокладки и
три домкрата – два винтовых грузоподъемностью 120 кН и один гидравлический
грузоподъемностью 300 кН. После этого поддерживающие стальные рамы убирали. Расстояние
между винтовыми домкратами было достаточным для установки между ними гидравлического
домкрата. Подъем выполняли с помощью гидравлических домкратов, а регулировку винтовых
домкратов проводили после каждой операции подъема. Подъем лонной плиты контролировали
нивелиром, установленным на жестко фиксированной деревянной платформе. Кроме того,
постоянно проводили измерение расстояний между поверхностями зазора, вырезанного в сваях.
Таким образом, для достижения проектного подъема непрерывно работали 350 винтовых
домкратов н 22 гидравлических домкрата грузоподъемностью 300 кН и выше. За первый час
работы подъем был осуществлен примерно на 2 см. Полный подъем в центре (на 55 см) был
достигнут за 10 дней. В течение этого времени производилось наблюдение за уровнем донной
плиты, и ее последовательный подъем на разных стадиях представлялся в графической форме
(рис. 32).

140.

Рисунок 32 – Положения плиты ростверка:
1 – после подъема; 2– промежуточное; 3 – после гидроиспытаний
После завершения подъема домкраты убирали, а на их место в зазоре сван плотно забивали
стальную таврообразную плиту.
Для увеличения жесткости подземной конструкции и уменьшения осадки был сооружен
дополнительный фундамент диаметром 42.5 м. глубиной около 5 м. Фрагмент такого фундамента
в разрезе приведен на рис.33.
Поскольку сван внешнего ряда имели высокую несущую способность и незначительные осадки
при нагрузке 880 кН в отличие от свай внутренних рядов, они были изолированы от
дополнительного фундамента с помощью кожухов, что позволяло им работать отдельно. Такая
система, по мнению авторов работы, давала возможность дополнительному фундаменту
саморегулироваться при осадке.
При повторном испытании водой до нагрузки 50 МН существенных осадок фундамент не
испытывал. В центре резервуара полные осадки плиты ростверка и дополнительного фундамента
были почти равными. Однако на периферии осадки дополнительного фундамента превышали
осадки соответствующих точек плиты ростверка. Очевидно, это было связано с работой кожухов,
допускающих свободное движение свай крайнего ряда относительно дополнительного
фундамента. При загружении до нагрузки 11,4 МН максимальная разность осадок в различных
точках дополнительною фундамента составляла 23 мм, а его максимальный наклон был равен
1/1130. Максимальная разность осадок в различных точках дополнительного фундамента
составляла 23 мм, а его максимальный наклон был равен 1/1130. Максимальная разность осадок
в различных точках плиты составляла 34 мм, а осадка по периметру резервуара изменялась от 63
до 90% осадки ее в центре. Состояние основания и фундамента резервуара было признано
нормальным, и в дальнейшем он был введен в эксплуатацию и заполнен жидким аммиаком.

141.

Рисунок 33 – Усиление свайного фундамента резервуара
1 – резервуар; 2 – плита ростверка; 3 – кольцевая стена в грунте; 4 – кожух из монолитного
бетона; 5 – железобетонное ребро дополнительной плиты; 6 – торкретбетон;
7 – свая
https://poznayka.org/s75565t1.html
Основания и фундаменты под резервуары и способ
выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая» Основания и фундаменты под резервуары
Фундаментом называется часть сооружения, передающая нагрузку от веса сооружения на основание.
Основанием называется толща грунта, находящаяся ниже подошвы фундамента и воспринимающая давление,
передаваемое фундаментом.
Грунты, находящиеся в условиях их природного залегания, являются естественными основаниями сооружений, а грунты,
предварительно уплотненные или укрепленные другими способами, искусственными основаниями.
Фундаменты под резервуары являются наиболее ответственной частью всего сооружения, т.к. принимают на себя
гидростатическое давление нефтепродукта в резервуаре. Неправильно спроектированный фундамент может быть
причиной неравномерной осадки резервуара, вследствие чего в корпусе и днище появляются трещины, а в некоторых
случаях происходит полное его разрушение. Нормальные фундаменты строят из крупнозернистых материалов (песка,
гальки, гравия, щебня и других), которые передают давление на большую площадь и дают небольшую равномерную осадку.
Они выгодно отличаются от монолитных фундаментов тем, что благодаря отсутствию связанности между отдельными

142.

частями крупнозернистых материалов обладают эластичностью и перераспределяют усилия, передающиеся грунту при
неравномерной осадке, локализуя тем самым еѐ вредное влияние на резервуар. Поэтому такие фундаменты не заменимы,
когда резервуар строится на насыпных грунтах, насыщенных водой. Нормальный фундамент под резервуары (рис. 5.10. а)
состоит из грунтовой подсыпки, подушки из крупнозернистых материалов и гидроизолирующего слоя. Грунтовая подсыпка
производится сразу после срезки и удаления растительного слоя толщиной 15¸30 см. Для грунтовой подсыпки лучше
использовать щебенистые, гравийные и песчаные грунты. Допускаются глинистые и суглинистые грунты влажностью не
более 15%. На макропористых грунтах для подсыпки лучше использовать суглинистые грунты естественной влажности (без
дренирующих примесей). Подсыпку желательно выполнять из однородных грунтов горизонтальными слоями толщиной
15¸20 см с тщательным послойным уплот нением. Толщина слоя подсыпки 0,5¸2,0 м.
Подушку фундамента устраивают толщиной 20¸25 см из зернистых материалов. Максимальный поперечник частиц не
должен превышать 10% от толщины подушки. Радиус подушки на 0,7 м больше радиуса резервуара. Поскольку наибольший
напор грунтовых вод наблюдается под центром днища резервуара, верхнюю полость подушки целесообразно делать с
уклоном от центра основания. Высота конуса в центре 0,015 R. Конус также разгружает днище от термических напряжений и
позволяет полнее удалять из резервуара подтоварную воду. Подушка укладывается с откосами 1:1,5, поверх неѐ из
крупнозернистых материалов устраивают гидроизолирующий слой толщиной 80¸100 мм (на макропористых грунтах
толщина слоя должна быть увеличена в 2¸2,5 раза). Гидроизолирующий слой предохраняет металл днища от коррозии под
действием грунтовых вод, а макропористые осадочные грунты от увлажнения в случае утечки воды через днище
резервуара. Гидроизолирующий слой изготовляют путем тщательного перемешивания супесчаного грунта (90% объѐма
смеси) с вяжущим веществом (10%) – жидкие битумы, каменноугольные дѐгти, полугудроны и мазуты. Супесчаный грунт
должен быть влажностью не более 3% и иметь следующий гранулометрический состав: 60¸85% по объѐму песка размером
песчинок 0,1¸2 мм, 15¸40% песчаных пылевидных и глинистых частиц размером менее 0,1 мм. Гидроизолирующий слой
следует укладывать без подогрева, равномерно по всей поверхности подушки с уклоном от центра к краям при
последующем уплотнении дорожными катками.
Готовый фундамент должен иметь вокруг резервуара бровку шириной 0,7 м и откосы с уклоном 1:1,5 и 1:2, замощенные
булыжником или бетонными плитами. Для отвода вод вокруг основания устраивается кювет с уклоном i = 0,005 к
приѐмнику ливневой канализации. Для резервуаров объѐмом 10000 м3 и более при проектировании фундамента
необходимо предусматривать бетонное кольцо шириною 1 м и высотой 0,2 м (рис. 5.10).
В районах со слабыми переувлажненными грунтами могут быть применены проектно-технические решения по устройству
оснований на слабых грунтах, основанных на:
— использование предварительного уплотнения грунтов;
— заменен слабых грунтов песчано-гравийной смесью на всю глубину их залегания, иногда достигающую 3,5¸4 м;
— применение свайных оснований, забиваемых по площади равномерно в шахматном порядке на глубину 12¸15 м с шагом
1¸1,5 м;
— использование уплотнения грунтов методом виброфлотации;
— искусственном закреплении местных грунтов одним из способов технической мелиорации.
Предлагаемые проектные решения должны быть приняты по результатам технического и экономического обоснований.
Таким образом, при выборе площадок для размещения резервуаров в процессе строительства и реконструкции
резервуарных парков необходимо учитывать:
— качество и состояние грунтов, залегающих в основании площадки;
— климатические и сейсмические условия района;
— режим течения грунтовых вод, их химический состав, а также допустимые нагрузки на грунты и тип основания, который
необходимо установить для каждого случая после тщательного анализа.
Окончательно основание и фундамент под резервуар выбираются на основании технико-экономических показателей,
включая мероприятия по водоотводу, прокладке коммуникаций, планировки площадки вокруг резервуара.
При сооружении резервуаров на вечномерзлых грунтах следует предусматривать защиту вечномерзлого грунта от
оттаивания в теплое время года.

143.

https://favorit-tk.ru/posts/278-osnovaniya-i-fundamenty-pod-rezervuary.html

144.

Описание способа выравнивания крена плитного основания
вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционноподатливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» , см изобртение
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
RU
(11)
2 203 361
(13)
C2
(51) МПК
E02D 27/38 (2000.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 30.06.2006)
(21)(22) Заявка: 2001117949/03, 28.06.2001
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
28.06.2001
(71) Заявитель(и):
Кубанский государственный аграрный
университет
(72) Автор(ы):
Шадунц К.Ш.,
Ещенко О.Ю.,
(56) Список документов, цитированных в отчете о
Яровенко А.С.
поиске: SU 1173006 A, 15.08.1985. SU 2169234
A, 30.10.1985. SU 926159 A, 09.05.1982. SU
(73) Патентообладатель(и):
903485 A, 17.02.1982. FR 2330809 A1,
Кубанский государственный аграрный
03.06.1977.
университет
(45) Опубликовано: 27.04.2003 Бюл. № 12
Адрес для переписки:
350044, г.Краснодар, ул. Калинина, 13,
КГАУ, ПИО
(54) ФУНДАМЕНТ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментам крупных резервуаров.
Фундамент для цилиндрического резервуара включает круглую опорную плиту,
расположенную на грунтовой подушке. Новым является то, что фундамент содержит по
периметру максимальной окружности опорной плиты наклонное кольцевое ребро и
соединенные с ним железобетонные балки, радиально сходящиеся к центру конусообразного
углубления основания, а грунтовая подушка выполнена в форме усеченного конуса и
расположена
в
конусообразном
углублении
основания.
Технический
результат,
обеспечиваемый изобретением, состоит в обеспечении устойчивости резервуа ра при
горизонтальных сейсмических нагрузках и при неравномерной сжимаемости грунтов
основания. 2 ил.

145.

Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментам крупных резервуаров.
Известны кольцевые и плитные фундаменты резервуаров, опирающиеся на грунт или на
ряды свай (а.с. СССР 1188251, кл. Е 02 D 27/38, 1993 г.).
Недостатком известного фундамента резервуара является сложность его устройства на
переслаивании глинистыx и галечниковых грунтов прибрежных территорий. Погружение свай
через прослои галечников с включением валунов затруднено, а плоские плитные и кольцевые
фундаменты не обеспечивают устойчивость резервуаров при горизонтал ьных сейсмических
воздействиях.
Наиболее близким к предполагаемому фундаменту техническим решением является
фундамент надземного цилиндрического резервуара, включающий круглую опорную плиту и
расположенные по ее периметру тяжи, каждый из которых своим концом соединен с анкерной
плитой, заглубленной в грунт (А.с. СССР 1173006, Б.И., 3,1985).
Недостатком этого фундамента являются большие прогибы плоской плиты и возможность
смятия тяжей при вертикальных колебаниях и осадках опорной плиты.
Техническим peшением задачи является обеспечение устойчивости резервуара при
горизонтальных сейсмических нагрузках и при неравномерной сжимаемости грунтов
основания.
Задача достигается тем, что в фундаменте цилиндрического резервура, включаюшем круглую
опорную плиту, расположенную на грунтовой подушке, oпopная плита по периметру
максимальной окружности имеет наклонное кольцeвoe ребро и соединенные с ним
железобетонные балки, радиально сходящиеся к центру конусообразного углубления
основания, а грунтовая подушка выполнена в форме усеченного конуса и расположена в
конусообразном углублении основания.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что наклонное кольцевое ребро
увеличивает площадь опирания на грунтовую подушку, отсыпанную над железобетонными
балками, повышает сопротивление моментным и горизонтальным нагрузкам, уменьшает
прогибы фундаментов.
На фиг. 1 изображен фундамент резервуара (вид сбоку); на фиг. 2 - план (вид сверху).
Фундамент включает опорную плиту I, по периметру максимальной окружности которой с
наклонным кольцевым ребром 2 соединены железобетонные балки 3, сходящиеся к центру
углубления основания, разработанного в виде пологого конуса, над которым устроена
уплотненная грунтовая подушка 4.
Фундамент возводят в следующей последовательности. Откапывается котлован в виде
пологого конуса. На основание по периметру укладывают железобетонные балки 3 с
арматурными выпусками по концам, которые сваривают и омоноличивают в центре основания.
Затем послойно укладывают и уплотняют грунтовую подушку в форме усеченного конуса 4.
Устанавливают арматурные каркасы опорной плиты 1 и сваривают арматуру кольцевого
наклонного ребра 2 с выпусками арматуры верхних концов железобетонных балок.
Устанавливают опалубку и бетонируют опорную плиту 1.
Формула изобретения
Фундамент для цилиндрического резервуара, включающий круглую опорную плиту,
расположенную на грунтовой подушке, отличающийся тем, что он включает по периметру
максимальной окружности опорной плиты наклонное кольцевое ребро и соединенные с ним
железобетонные балки, радиально сходящиеся к центру конусообразного углубления
основания, а грунтовая подушка выполнена в форме усеченного конуса и расположена в
конусообразном углублении основания.

146.

147.

148.

149.

и способ
выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
Карты ремонта оснований вертикальных цилиндрических резервуаров
с
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая»
Карты примерных исправлений дефектов в стальных цилиндрических резервуарах
распространяются на все случаи устранения дефектов (трещин, непроваров, вмятин
и т. п.), обнаруженных в период их эксплуатации.
Карты являются иллюстрированным дополнением общих указаний, приведенных в
настоящем Руководстве.
В картах приведены наиболее часто встречающиеся случаи образования дефектов в
конструкциях металлических резервуаров и даны примеры устранения этих
дефектов.

150.

Трещины и другие дефекты, обнаруженные не в сварных соединениях, а в
околошовной зоне, должны быть устранены аналогично методам, приведенным в
указанных картах.
Дефекты, возникающие в конструкциях резервуаров, не предусмотренные
настоящими картами, должны устраняться по отдельным решениям с разработкой
технологии применительно к изложенным в картах случаям.
Дефекты в конструкциях могут устраняться организацией, проводящей ремонтные
работы, по специально разработанной и согласованной с заказчиком технологии.
4.1. Карты ремонта оснований стальных вертикальных цилиндрических
резервуаров
Карта 4.1.1
Дефект
Неравномерная осадка основания резервуара А, превышающая допуски и вызывающая
неравномерную осадку резервуара.
Метод исправления I
1. На участке осадки резервуара приваривают через 2,5—3 м ребра жесткости Б на
расстоянии 0,4 м от днища. Сварной шов 8Х 100 мм через 1500 мм.
2. Под ребра жесткости устанавливают домкраты. Резервуар поднимают выше
осадки на 40— 60 мм.
3. Подбирают грунтовую смесь (супесчаный грунт, пропитанный битумом).
4. Резервуар опускают на основание. Ребра удаляют.
5. Смеси подбивают трамбовками: под днищем — вертикальными слоями, за
пределами днища — горизонтальными слоями.
Откосы выполняют в соответствии с требованиями основного проекта.

151.

Метод исправления II
1. На участке осадки резервуара приваривают через 10—12 м в 2—3 местах патрубки
Б из трубы диаметром 520 мм (толщиной 8—10 мм) на расстоянии 0,6—0,8 м от
днища.
2. С помощью трубоукладчика Q-60 тс резервуар поднимается за один из патрубков
на высоту, превышающую величину осадки на 40—60 мм.
3. Подбивают грунтовую смесь с помощью специальных штанг-трамбовок.
4. Резервуар опускают на основание. Патрубки удаляют.

152.

Карта 4.1.2
Дефект
Зазоры между бетонным кольцом основания Аи окрайками днища Бдо 100 мм
назначительном протяжении периметра корпуса резервуара В.
Метод исправления
1. Зазоры между бетонным кольцом и днищем утрамбовывают бетоном марки не
ниже 100.
2.При необходимости работы по восстановлению вертикальности стенки резервуара
выполняют в соответствии с требованиями карты 4.1.1.

153.

Карта 4.1.3
Дефект
Значительная равномерная осадка основания резервуара А, превышающая допуски в
районах с недостаточно устойчивыми грунтами.
Метод исправления
1. Вокруг резервуара на расстоянии 1 м отнего устраивают монолитное бетонное
(бутобетонное) кольцо Б. Верх кольца должен быть ниже основания не менее чем на
50 мм.
2. Отмостки В устраивают по требованиям основного проекта.
3. Подводящие трубопроводы должны обеспечить возможность осадки за счет
гибких вставок или компенсирующих устройств.
Карта4.1.4
Дефект
Местная просадка основания А под днищем резервуара Б (вне зоны окрайков) глубиной
более 200мм на площадке более 3м2.
Метод исправления

154.

1. В днище резервуара Б на участке пустоты вырезают отверстие В диаметром
200-250 мм для подбивки грунтовой смеси Г.
В зависимости от площади просадки основания, а также удобства подбивки при
необходимости вырезают дополнительные отверстия.
2. Пустоту засыпают грунтовой смесью Г(супесчаным грунтом, пропитанным
битумом) и уплотняют глубинным вибратором, пневмотрамбовкой вручную.
3. Вырезанное в днище отверстие закрывают круглой накладкой Д диаметром более
отверстия на 100мм и толщиной не менее толщины днища резервуара.
4. Накладку с днищем сваривают по всему контуру плотным швом.
Примечание. Вслучае пропитки основания в зоне дефектного места нефтепродуктом
допускается выемка гидрофобного грунта в указанной зоне глубиной 200—250мм с
последующей засыпкой и уплотнением сухим песком в соответствии с требованиями
п. 9 Руководства.
Карта 4.1.5
Дефект
Днище резервуара А не просело,а основание Б частично осыпалось. Между днищем и
основанием образовался зазор.

155.

Б
Метод исправления
1. На разрушенном участке подбивают грунтовую смесь пневмотрамбовкой или
вручную (супесчаный грунт, пропитанныйбитумом).
2. За пределами резервуара укладывают слой песчаного грунта В,а сверх него
утрамбовывают изолирующий слой.
3. Откосы основания Г выполняют согласно проекту.
Примечание. При ведении ремонтных работ в зимних условиях смесь для
изолирующего слоя перед укладкой необходимо подогревать до 50—60 °С.
Карта 4.1.6
Дефект

156.

Значительная равномерная просадка стенки резервуара по всему периметру до 250
мм с резким перегибом окрайки днища на расстоянии до 500 мм от стенки; сварные
соединения днища ненарушены.
Метод исправления
1. На отдельных участках стенки резервуара на расстоянии 0,4 м от днища
приваривают через 2,5— 3 м по периметру ребра жесткости (см. карту 4.1.1).
2. Под ребра жесткости устанавливают домкраты.Участок стенки поднимают
выше просадки на 50 мм.
3. Распускают сварные соединения приварки окраек к центральной части днища и
стенки резервуара. Окрайки разрезают на отдельные участки и удаляют из
резервуара.
4. Укладывают слой гидрофобного грунта до проектной отметки основания и
уплотняют трамбовкой.
5. Подводят под стенку окрайки днища с технологической подкладкой. Окрайки
между собой сваривают встык, поджимают к стенке и приваривают двусторонним
тавровым швом.
6. Сваривают внахлест окрайки с центральной частью днища.
7. Стенку опускают на основание, снимают домкраты иудаляют ребра жесткости.
8. Все сварные соединения проверяют на герметичность и проводят гидравлические
испытания резервуара наливом воды до расчетного уровня.
2203361 ФУНДАМЕНТ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА

157.

Суд обязал «Норникель» выплатить ₽146 млрд за разлив топлива в Норильске Компании удалось
сократить претензии государства лишь на 1,3%
«Норникель» должен выплатить 146 млрд руб. в качестве возмещения вреда окружающей среде изза разлива топлива в Норильске. Решение о крупнейшей компенсации за экологический ущерб в
российской истории принял суд Красноярского края
Норникель Арбитражный суд Красноярского края обязал «дочку» «Норникеля» — НорильскоТаймырскую энергетическую компанию (НТЭК) — выплатить более 146 млрд руб. в качестве
компенсации за вред, причиненный природе разливом топлива из-за аварии на ТЭЦ-3 в Норильске 29
мая 2020 года. Такое решение суд принял в пятницу, 5 февраля, рассмотрев иск к компании на 148
млрд руб. от Енисейского межрегионального управления Федеральной службы по надзору в сфере
природопользования.
Представитель Генпрокуратуры сообщил, что надзорные мероприятия по восстановлению
экологической обстановки в Норильском промышленном районе будут продолжены и после того,
как суд взыскал с НТЭК 146,177 млрд руб.
«Ключевым изменением после этого решения должно стать изменение отношения собственников
крупных, опасных производств к тому, как они модернизируют свое производство. Необходимо
вкладывать средства в модернизацию производства, внедрение наилучших доступных технологий,
для того чтобы не допускать таких аварий. Гораздо дешевле модернизировать производство, чем
возмещать ущерб в объеме 146 млрд руб.», — сказала вице-премьер Виктория Абрамченко (слова
передал РБК ее представитель).
«Норникель» сообщил, что в соответствии с российским законодательством решение вступает в
законную силу по истечении месячного срока со дня его изготовления в полном объеме, если оно не
будет обжаловано. Компания планирует внимательно изучить постановление суда после получения
его полного текста. Глава компании Владимир Потанин (контролирует 34,2% ее акций) назвал
решение суда уроком для «Норникеля» и сигналом для бизнес-сообщества. «Норникель» после
решения суда будет относиться к вопросам экологии и промбезопасности еще серьезнее, отметил
он.
Другой акционер «Норникеля» — UC Rusal (владеет 27,8% компании) — считает, что наказание не
отражает всех предпринятых менеджментом «Норникеля» усилий по минимизации последствий
аварии. Капитализация «Норникеля» снизилась по состоянию на 17:45 мск на 1,9%, до 3,98 трлн
руб. (основная реакция рынка на предъявленный компании ущерб была летом, сейчас он уже
заложен в котировки). «Норникель» уже создал резерв на $2,1 млрд для уплаты штрафа.
29 мая 2020 года на ТЭЦ-3, принадлежащей НТЭК, произошел разлив из хранилища более чем 21
тыс. т дизельного топлива, оно попало в близлежащие реки и частично в озеро Пясино, следует из
иска. По официальной версии, причиной инцидента стала разгерметизация одного из резервуаров изза проседания свай фундамента. Ростехнадзор по итогам проведенного расследования сделал вывод,
что причина аварии — недостатки при конструировании свайного основания резервуара, а также
дефекты при его строительстве и изношенность оборудования. Кроме того, ведомство выявило
нарушения при проведении экспертизы промышленной безопасности в 2018 году. По версии
Потанина, авария могла произойти из-за аномально теплой погоды, вследствие которой произошло
таяние вечной мерзлоты и опоры цистерны с топливом просели. Но Ростехнадзор не обнаружил

158.

признаков деградации мерзло
Подробнее на РБК:https://www.rbc.ru/business/05/02/2021/601cfb6d9a7947666e740cda
Это прорыв Ростехнадзор назвал техническую причину разлива топлива в
Норильске
МОСКВА, 16 ноя - РИА Новости. Ростехнадзор завершил техническое
расследование аварии на ТЭЦ в Норильске: причинами разлива топлива стали
недостатки проектирования и строительного производства, а также некачественный
контроль за эксплуатацией сооружений, акт по итогам расследования направлен
госорганам, сообщает ведомство.
"Сформированная Ростехнадзором комиссия по расследованию технических причин
аварии на опасном производственном объекте "Топливное хозяйство ТЭЦ-3" АО
"Норильско-Таймырская энергетическая компания" завершила свою работу", - указано
в релизе.
"Норникель" завершил основные этапы ликвидации аварии в Норильске
Результаты расследования указывают на несколько причин аварии: недостаточная
несущая способность основания и железобетонных свай резервуара, недостатки
проектирования свайного основания, дефекты строительного производства, в том
числе наличие "слабых" грунтов под сваями, а также некачественный контроль за
эксплуатацией сооружений и нарушения требований при проведении экспертизы
промышленной безопасности.
По итогам работы комиссии составлен акт, в котором указаны причины и
обстоятельства аварии, меры по ликвидации последствий и предложения по
предупреждению подобных аварий. "Акт подписан членами комиссии, передан им и
направлен государственным органам 13 ноября 2020 года", - заключается в
сообщении.
Один из резервуаров хранения дизтоплива на ТЭЦ-3 (принадлежит АО "НТЭК",
входящему в группу "Норильский никель") в Норильске 29 мая получил повреждения
из-за резкой просадки опор фундамента, в итоге вылилось около 21 тысячи тонн
топлива. Возбуждено уголовное дело, задержаны сотрудники
ТЭЦ. Росприроднадзор оценил ущерб окружающей среде почти в 148 миллиардов
рублей, однако "Норникель" не согласился с методикой расчета и провел свою
экспертизу, которая дала цифру в семь раз меньше - 21,4 миллиарда рублей.
ЧС федерального масштаба: разлив топлива в Норильске
Глава МЧС Евгений Зиничев заявил, что ведомство нашло способ ликвидировать
последствия аварии в Норильске.
© РИА Новости / МЧС РФ
Перейти в фотобанк
В Росприроднадзоре добавили, что никакого сжигания как способа утилизации
разлившегося топлива не будет.
Из аварийной цистерны вылилось более 20 тысяч тонн дизельного топлива, часть его
попала в местный ручей и речку Амбарную.

159.

© РИА Новости / Пресс-служба "Норникеля"
Площадь загрязнения составила 180 тысяч квадратных метров.
По предварительным данным, причиной ЧП могло стать потепление в условиях
вечной мерзлоты, которое привело в движение опоры под цистернами.
В Красноярском крае ввели режим ЧС федерального уровня.
Авария произошла 29 мая, однако местные чиновники сообщили о случившемся в
МЧС лишь через два дня.
Из-за несвоевременного информирования об аварии СК возбудил дело о халатности.
Ранее следователи завели еще три уголовных дела: о порче земли, нарушении правил
охраны окружающей среды при производстве работ и загрязнении вод.
На месте аварии работают оперативная группа МЧС из 190 человек и 35 единиц
техники. Им на помощь отправили еще 100 сотрудников Сибирского спасательного
центра.
Для уточнения обстановки и объема разлива нефтепродуктов привлекли авиацию.
Глава МЧС Евгений Зиничев заявил, что ведомство нашло способ ликвидировать
последствия аварии в Норильске.
В Росприроднадзоре добавили, что никакого сжигания как способа утилизации
разлившегося топлива не будет.
Из аварийной цистерны вылилось более 20 тысяч тонн дизельного топлива, часть его
попала в местный ручей и речку Амбарную.
Площадь загрязнения составила 180 тысяч квадратных метров.
По предварительным данным, причиной ЧП могло стать потепление в условиях
вечной мерзлоты, которое привело в движение опоры под цистернами.
Система подъѐма и выравнивания здания сооружения
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19)
RU
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ (11)
ЗНАКАМ
2 224 845
(13)
C1
(51) МПК
E02D 35/00 (2000.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 19.09.2011)
Пошлина: учтена за 3 год с 10.06.2005 по 09.06.2006
(21)(22) Заявка: 2003117059/03,
(72) Автор(ы):

160.

09.06.2003
(24) Дата начала отсчета срока
действия патента:
09.06.2003
(45)
Опубликовано: 27.02.2004 Б
юл. № 6
(56) Список документов,
цитированных в отчете о
поиске: RU 2090703 С1,
20.09.1997.
SU 397599 А, 17.09.1973.
SU 1590512 A1, 07.09.1990.
RU 2195532 С1, 27.12.2002.
US 4191496 A, 04.03.1980.
DE 2734550 A, 03.04.1980.
FR 2573789 A, 30.05.1986.
Болотов Ю.К.,
Зотов В.Д.,
Зотов М.В.,
Пимшин Ю.И.
(73) Патентообладатель(и):
Научнопроизводственная
фирма
"ИНТЕРБИОТЕХ"
Адрес для переписки:
344002, г.Ростов-на-Дону,
002, а/я 0066,
пат.пов.И.Е.Журавлеву,
рег. № 210
(54) Система подъѐма и выравнивания здания, сооружения
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству и может быть применено для подъема и
выравнивания многоэтажных зданий и различных сооружений, получивших сверхнормативные
крены, в частности, из-за осадки грунтов. Техническим результатом является предотвращение
несоответствия показаний датчиков перемещений с реальными перемещениями самого здания,
сооружения. Для этого система включает силовой блок, содержащий насосную станцию,
электродвигатель, емкость для рабочей гидравлической жидкости, электрогидравлический
модуль, обеспечивающий общую подачу рабочей жидкости к исполнительным элементам для
подъема и выравнивания, исполнительно-регистрирующий блок, содержащий исполнительные
элементы для подъема и выравнивания, электрогидроклапаны, датчики перемещения и блок
управления. При этом система дополнительно включает блок обратной связи, содержащий
дистанционно отслеживающее устройство геометрического положения здания в пространстве, а
также изменение его геометрической формы и передающее устройство, с возможностью
отправки собранной информации в блок управления и корректировки управляющих команд на
подъем здания, сооружения в реальном режиме времени, а исполнительно -регистрирующий
блок дополнительно содержит датчики давления плоских гидравлических домкратов. Причем
блок управления выполнен в виде электронного информационно-вычислительного комплекса,
снабженного управляющей программой с возможностью осуществления сбора информации с
датчиков перемещения и давления, а также блока обратной связи, обработки этой информации
и выдачи управляющих команд на электрогидроклапаны для проведения непрерывного цикла
подъема в автоматическом режиме. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть применено для подъема и выравнивания многоэтажных зданий и различных сооружений,
получивших сверхнормативные крены, в частности, из-за осадки грунтов.
Известны различные системы подъема и выравнивания многоэтажных зданий и сооружений. Например, известна система подъема и выра внивания
здания, сооружения, представляющая собой собственно устройство для подъема и выравнивания положения здания, сооружения при неравномерных
осадках основания (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1590512, 15.06.90, МПК 7 Е 02 D 35/00. ―Устройство д ля выравнивания
положения сооружений‖). Данная система подъема и выравнивания здания, сооружения включает гидравлические домкраты, установленные между
фундаментом и цокольной частью здания, сооружения. Гидравлические домкраты объединены между собой общей гидросистемой. Гидрос истема имеет
насосную станцию, работа которой может быть осуществлена с помощью электродвигателя. Система -аналог включает также емкость для рабочей
гидравлической жидкости, запорные вентили. Но эта система-аналог имеет основной недостаток - это ненадежность ее работы. Кроме того, при
применении описанной системы на практике затрачивается большое количество времени на весь процесс выравнивания здания, сооруж ения.
Известна также система подъема и выравнивания здания, сооружения (описание изобретения к авторскому свидетельс тву СССР №1818418, 27.09.89,
МПК 7 Е 02 D 35/00. ―Устройство для регулирования положения сооружений‖). Данная система частично исключила недостаток предыд ущего аналога.
Кроме того, при применении данной системы сокращается время выравнивания здания, сооруж ения за счет частичной ее автоматизации. Данная система
содержит гидравлические домкраты, программное устройство, каналы управления гидравлическими домкратами, регулирующий орган по дачи питания.
Вместе с тем, данная система-аналог снабжена блоком включения, блоком общей защиты, переключателем, блоком датчиков контроля положения

161.

сооружения и блоком индикации каналов управления и сигнализации. Причем блок датчиков контроля положения здания, сооружения п одключен через
переключатель к блоку сигнализации, к первому входу блока общей защиты и первому входу программного устройства, соединенного с
исполнительным механизмом регулирующего органа подачи питания. Регулирующий орган подачи питания соединен с каналами управлен ия
гидравлических домкратов и со вторым входом блока общей защиты, выход которого подключен ко второму входу программного устройства, выходы
которого соединены с входами каналов управления гидравлических домкратов. Выходы гидравлических домкратов соединены с остальн ыми входами
блока защиты и программного блока, выход которого подключен ко входу блока включения. Но все же описанная система -аналог недостаточно надежна
в работе. Проявляется это прежде всего в моменты, когда происходит так называемое ―задавливание‖ домкратом фундамента или же происходит
разрушение ―наддомкратного‖ опорного участка. В результате чего неизбежна авария.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению (прототипом) является система подъема и выр авнивания
здания, сооружения, приведенная в описании изобретения к патенту РФ №2090703, МПК 6 Е 02 D 35/00 под названием ―Способ и устройство для
непрерывного подъема и выравнивания здания, сооружения.‖ Описанная система -прототип подъема здания, сооружения содержит грузоподъемные
устройства, узлы управления, ограничители хода, указатели линейного перемещения здания, насосную станцию и центральное устройство управления.
Грузоподъемное устройство системы-прототипа содержит плоские домкраты, опорные вкладыши со стержнями, гидроопору. Узел управления системы прототипа содержит гидрораспределитель с электромагнитами, другой гидрораспределитель тоже с электромагнитами, реле давления, г идрозамок,
запирающий рабочую жидкость в полостях плоских домкратов во время остановок. Гидравлические элементы узла связаны между собой
гидравлическими коммуникациями. Выходы контактной группы ограничителя хода соединены с электромагнитом гидрораспределителя, р абота которого
обеспечивает подачу рабочей жидкости в плоские домкраты.
Выходы контактов реле давления связаны с электромагнитом гидрораспределителя и с другим электромагнитом гидрораспределителя,
обеспечивающих подачу рабочей жидкости в полость гидроопоры с одновременным сливом из штоковых полостей гидроцилиндров и плос ких
домкратов. Гидроопора состоит из корпуса с входным отверстием, уплотнительным кольцом и цилиндрическими гнездами гидроцилиндров, в которые
входят поршни-штоки, из полого плунжера с коммутирующей коробкой и выходным отверстием. Кроме того, в корпусе установлены скользящие
шпонки, входящие в пазы плунжера, в нижней кромке которого выполнены окна. Гидроцилиндры снабжены стопорными кольцами и скользящими
шпонками. Насосная станция состоит из маслоблока, насоса с электроприводом, датчиков давления, распределительной и управляюще й аппаратуры,
контрольных манометров с кранами-демпферами и служит для подачи рабочей гидравлической жидкости в систему гидравлических коммуникаций,
состоящую из рукавов высокого давления и коммутирующих устройств. Центральное устройство управления, анализируя показания дат чиков давления
и указателей линейных перемещений здания, сооружения, инициирует работу насосной станции и узлов давления и, как вариант реализаци и, выполнено
в виде пульта управления (с оператором).
Но описанная система-прототип подъема и выравнивания здания, сооружения имеет следующий крупный недостаток, который состоит в
следующем. На практике при подъеме и выравнивании здания, сооружения часто наблюдается ―задавливание‖ домкратом фундамента зд ания,
сооружения или же происходит разрушение ―наддомкратного‖ опорного участка. Но датчики перемещения фиксируют этот факт как перемещение
самого здания, сооружения, то есть происходит несоответствие показаний датчиков перемещения реальным перемещениям здания, соо ружения. Это на
практике приводит к аварийным ситуациям. Другими словами, описанная система-прототип подъема и выравнивания здания, сооружения является
недостаточно надежной системой.
Задача, которую поставили перед собой разработчики новой системы подъема и выравнивания здания, сооружения, состояла в создан ии такой
системы, которая была бы более надежной в работе, упростила бы технологический процесс подъема и выравнивания здания, сооружения, а такж е дала
бы более качественные показатели выравниваемого здания, сооружения по сравнению с существующими системами этого назначения. Техническим
результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиками задачи, явилось предотвращение несоответствия п оказаний датчиков
перемещений реальным перемещениям самого здания, сооружения, которые, как правило, происходят при ―за давливании‖ домкратного модуля
фундамента здания, сооружения или при разрушении ―наддомкратного‖ опорного участка.
Сущность изобретения состоит в том, что в системе подъема и выравнивания здания, сооружения, включающей силовой блок, содержа щий
насосную станцию, электродвигатель, емкость для рабочей гидравлической жидкости, электрогидравлический модуль, обеспечивающий общую подач у
рабочей жидкости к исполнительным элементам для подъема и выравнивания, исполнительно-регистрирующий блок, содержащий исполнительные
элементы для подъема и выравнивания, электрогидроклапаны, датчики перемещения и блок управления, она дополнительно включает б лок обратной
связи, содержащий дистанционно отслеживающее устройство геометрического положения здания в пространстве, а также и зменение его геометрической
формы и передающее устройство, с возможностью отправки собранной информации в блок управления и корректировки управляющих ком анд на подъем
здания, сооружения в реальном режиме времени, а исполнительно-регистрирующий блок дополнительно содержит датчики давления плоских
гидравлических домкратов, причем блок управления выполнен в виде электронного информационно -вычислительного комплекса, снабженного
управляющей программой с возможностью осуществления сбора информации с датчиков пере мещения и давления, а также блока обратной связи,
обработки этой информации и выдачи управляющих команд на электрогидроклапаны для проведения непрерывного цикла подъема в авто матическом
режиме.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в системе для подъема и выравнивания здания, сооружения дистанционно отслеживающее
устройство представляет собой геодезически привязаные к реперу электронные тахеометры с возможностью снятия показаний о текущ ем
геометрическом положении и форме здания, сооружения с отражателей, установленных на здании, сооружении, и передающие собранную информацию
в блок управления для корректировки управляющих команд в реальном режиме времени.
Сущность изобретения состоит и в том, что в системе для подъема и выравнивания здания, сооружения дистанционно отслеживающее устройство
представляет собой геодезически привязанные к реперу два электронных тахеометра с возможностью снятия показаний о текущем гео метрическом
положении и форме здания, сооружения с отражателей, установленных на здании, сооружении, и передающие собранную информацию в блок
управления для корректировки управляющих команд в реальном режиме времени.
Сущность изобретения состоит и в том, что дистанционно отслеживающее устройство представляет собой геодезически привязанн ый к реперу
электронный сканер с возможностью снятия показаний о текущем геометрическом положении и форме здания, сооружения с отражателе й,
установленных на здании, сооружении, и передающие собранную информацию в блок управления для корректировки управляющ их команд в реальном
режиме времени.
Сущность изобретения состоит и в том, что передающее устройство выполнено в виде кабеля связи, содержащего один или несколько
изолированных проводников, заключенных в защитную оболочку.
Сущность изобретения состоит и в том, что передающее устройство выполнено в виде устройства инфракрасной (ИК) беспроводной связи и
передающего информацию на ИК-порт.
Сущность изобретения состоит и в том, что передающее устройство выполнено в виде радиопередатчика, отправляющего информацию на
радиоприемное устройство блока управления.
Сущность изобретения состоит также в том, что исполнительные элементы для подъема и выравнивания здания, сооружения системы п одъема и
выравнивания здания, сооружения выполнены в виде поршневых гидравлических домкратов, установленных в проемах здания, сооружения.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит в том, что исполнительные элементы для подъема и выравнивания здания, сооружения в ыполнены в
виде плоских гидравлических домкратов.
Сущность изобретения состоит и в том, что плоские гидравлические домкраты выполнены в виде нескольких плоских гидравлических модулей.
Сущность изобретения состоит и в том, что плоские гидравлические домкраты выполнены в виде двух плоских домкратных модулей.
Сущность изобретения состоит и в том, что в центре круга домкратного модуля по обе его стороны смонтированы бобышки, причем отношение
диаметра (D) домкратного модуля к диаметру (F) бобышки составляет 23,5...25,6 при отношении диаметра (F) бобышки к его толщин е (f) 1,9...2,2.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит в том, что домкратный модуль содержит жестко и герметично прикрепленное с полой его сто роны по
периметру тора предохранительное кольцо, причем отношение толщины (d) торообразной части домкратного модуля к высоте кольца (h) составляет
2,5...3,2 при отношении диаметра (D) полого модуля к толщине его плоской части (1) 48,6...50,3.
И наконец, сущность изобретения состоит в том, что электрогидравлический модуль, обеспечивающий общую подачу рабочей жидкости к
исполнительным элементам для подъема и выравнивания, представляет собой совокупность гидравлических элементов, обеспечивающих подачу
рабочей жидкости к исполнительным элементам, регулировку ее расхода, давления, отключение подачи в рабочем и аварийном режима х, возможность
переключения насосной станции, контроль за состоянием гидравлических параметров.
В качестве примера изобретения приведена система подъема и выравнивания здания, сооружения, которая поясняется чертежами, где
на фиг.1 схематически изображена система для подъема и выравнивания здания, сооружения;
на фиг.2 - силовой блок, входящий в систему;
на фиг.3 - исполнительно-регистрирующий блок, входящий в систему;
на фиг.4 - блок управления системой;
на фиг.5 - блок обратной связи;

162.

на фиг.6 - плоский домкратный модуль в сжатом состоянии, входящий в систему;
на фиг.7 - плоский домкратный модуль в раздутом состоянии, входящий в систему.
На фиг.8 - разрез домкратного модуля плоского гидравлического домкрата с соотношениями размеров.
В систему для подъема и выравнивания здания, сооружения входит силовой блок 1, исполнительно-регистрирующий блок 2, блок управления 3 и
блок обратной связи 4.
Силовой блок 1 состоит из насосной станции 5, которая соединена с емкостью 6 для рабочей жидкости, в частности масла. Насосна я станция 5 через
электрогидравлический модуль 7 по подающей рабочую гидравлическую жидкость магистрали 8 соединена с плоскими гидравлическими домкратами 9,
которые входят в состав исполнительно- регистрирующего блока 2. В исполнительно-регистрирующем блоке 2 привязанными к домкратам
смонтированы датчики перемещения 10. Вместе с тем, насосная станция 5 и электрогидравлический модуль 7 смонтированы с возможн остью
управления с блока управления 3 посредством кабелей 11 и 12.
В состав исполнительно-регистрирующего блока 2 входят плоские гидравлические домкраты 9, установленные в домкратные проемы между
фундаментом 13 здания, сооружения и собственно поднимаемым зданием, сооружением 14. Плоские гидравлические домкраты 9 с помощ ью подающей
рабочую гидравлическую жидкость магистрали 8 функционально связаны управляющими кабелями 15 с электрогидроклапанами 16. Подающая рабочую
гидравлическую жидкость магистраль 8 соединена через электрогидроклапан 16 и датчик давления 17 с плоским гидравлическим домк ратом 9.
Регистрирующий кабель 18 соединен с датчиком давления 17, а управляющий кабель 15 соединен с электрогидроклапаном 16.
В блок управления 3 входят аналоговые мультиплексоры 19, которые с помощью регистрирующих кабелей 18 функционально связаны с датчиками
давлений 17. Кроме того, в блок управления 3 входит аналого-цифровой преобразователь информации 20, модуль управления комплексом 21,
микроЭВМ 22, пульт ручного управления 23, контроллер клавиатуры и интерфейса 24, дешифратор 25, силовой модуль 26. В блок упр авления 3 также
входят модуль управления приводами 27 и управляющие кабели 15, предназначенные для насосной станции 5 и электрогидравлического мо дуля 7,
которые находятся в силовом блоке 1.
Блок обратной связи 4 состоит из репера 29, к которому геодезически привязаны электронные тахеометры 30. Электронных тахеометров в данном
примере два, но он может быть и один. Электронные тахеометры предназначены для снятия показаний с отражателей 31, которые уст ановлены на
здании 14, с возможностью передачи информации по кабелям 28 в блок управления 3.
Необходимо отметить, что насосная станция 5, входящая в силовой блок 1, соединена с электродвигателем 32, а датчики перемещен ия 10
функционально связаны кабелями 33 с аналоговыми мультиплексорами 19 блока управления 3. Кроме того, в блок обра тной связи 3 входит электронный
ключ 34. Плоские гидравлические домкраты 9, входящие в систему подъема и выравнивания здания, сооружения, состоят из плоских гидравлических
модулей 35. Плоские гидравлические модули 35 выполнены полыми с торообразным в сечен ии выступом по его периметру. В данном случае
торообразный в сечении выступ выполняет роль сильфона, то есть гофрированной металлической оболочки, которая меняет свой геом етрический объем
за счет изменения радиусов кривизны гофров. Количество домкратных модулей в данном оптимальном случае два, но может быть и один, а также
больше двух. В этом случае необходимо учитывать следующее обстоятельство. Поскольку круглый плоский полый домкратный модуль р аботает по
принципу ―шаровой опоры‖, то при плоско-параллельном подъеме оболочки модулей 9 перемещаются вертикально относительно друг друга, сохраняя
параллельность. Но при повороте поднимаемого объекта относительно какой-либо оси оболочки модулей становятся непараллельными, повторяя
положение поднимаемой и опорной плоскостей. В этом случае угол между оболочками модулей равен углу устраненного крена выравниваемого объекта
(принцип подобия треугольников). С каждой стороны круглого плоского полого гидравлического домкратного модуля 35 смонтированы деревянные
домкратные фасонные прокладки 36, прилегающие к домкратным модулям и копирующие их форму. К каждой фасонной прокладке 36 в нижней и
верхней опорных частях устройства прилегает деревянная нефасонная прокладка 37, которая выполнена с кольцом -обручем 38. Нефасонная прокладка
37 может быть выполнена и металлической, в частности, из дюралюминия. Ниже пакета домкратных модулей с прокладками установлен а рамная
песочница 39. Рамная песочница 39 состоит из рамы 40, которая заполнена сыпучим материалом 41, в частности песком. К каждому плоскому
гидравлическому домкратному модулю 35 прикреплены штуцер для подачи жидкой рабочей среды, в частности масла, и сливной штуцер для его слива.
Гидравлический домкратный модуль включает также домкратные клинья 42. Плоские оболочки домкратног о модуля 35 соединены друг с другом
герметично, например, с помощью сварки и представляют собой единую целую оболочку. В полой части каждого домкратного модуля ж естко и
герметично прикреплено предохранительное кольцо. Предохранительное кольцо может, в част ности, быть присоединено к оболочке домкратного модуля
с помощью сварки.
Лабораторно-экспериментальными исследованиями установлено, что оптимальное отношение толщины (d) торообразной части домкратного модуля
к высоте (h) его предохранительного кольца составляет 2,5...3,2 при отношении диаметра (D) домкратного модуля к толщине его плоской части (1)
48,6...50,3. Посредине каждого круглого полого домкратного модуля с каждой его стороны смонтированы бобышки, предназначенные для центровки
всего устройства. Лабораторно-экспериментальными исследованиями установлено также, что оптимальное отношение диаметра (D) домкратного модуля
к диаметру (F) бобышки составляет 23,5...25,6 при отношении диаметра (F) бобышки к его толщине (f) 1,9...2,2. Плоские гидравл ические домкраты 9
помещены в домкратный проем здания, сооружения 14 и установлены на его фундаментную часть 13. Верхней своей частью плоские ги дравлические
домкраты 9 упираются в цокольную панель здания, сооружения 14.
МикроЭВМ 22 управляющего устройства 3 функционально связана с ПЭВМ 43, в которой заложена управляющая программа.
Работает вышеописанная система подъема и выравнивания здания, сооружения следующим образом. В базу данных управляющей програм мы ПЭВМ
43 закладывают полную геометрическую модель выравниваемого здания, сооружения 14 как в текущем положении, так и в проектном. Кроме этого, в
системе координат XY закладывают координаты расположенных в проемах под зданием, сооружением 14 плоских гидравлических домкра тов 9 и
порядок их работы в соответствии с заранее проведенными расчетами.
По команде оператора с ПЭВМ 43 производят включение насосной станции 5 и подачу давления рабочей гидравлической жидкости чере з
электрогидравлический модуль 7 к электрогидроклапанам 16, управляемым по алгоритму управляющей программы . Рабочая гидравлическая жидкость
по подающей магистрали 8 поступает через электрогидроклапаны 16 и датчики давления 17 ко всем домкратам 9. Согласно управляющ ей программе,
заложенной в ПЭВМ 43 с помощью модуля управления комплексом 21, постоянно опрашивают все датчики 10 и 17. Кроме того, с помощью модуля
управления комплексом 21 производят управление аналого-цифровым преобразованием информации, полученной от датчиков 10 и 17, и полученные
цифровые данные передают в ПЭВМ 43. Все датчики 10 и 17, а также электронные тахеометры 30 подключены ко входам аналогового мультиплексора
19 посредством кабелей 18, 28 и 33. Согласно управляющей программе, заложенной в ПЭВМ 43 с помощью модуля управления комплекс ом 21,
последовательно опрашивают каждый вход аналогового мультиплексора 19. Затем полученную аналоговую информацию с каждого входа аналогового
мультиплексора 19 также последовательно подают на вход аналого-цифрового преобразователя 24. После этого с помощью аналого-цифрового
преобразователя 24 преобразуют аналоговую информацию в цифровую и передают ее в модуль управления комплексом 21. С помощью модуля
управления комплексом 21 собирают данные от всех датчиков 10 и 17 и передают эти данные в управляющую микроЭВМ 22. Затем на о сновании
полученных данных с помощью микроЭВМ 22 формируют управляющую информацию и передают ее назад в модуль управления комплексом 21. После
этого эту управляющую информацию через контроллер клавиатуры и интерфейса 24, а также через модуль управления приводами 27 пе редают каждому
электронному ключу 34. Необходимо отметить, что модуль управления приводами 27 получает питание от силового стабилизированного модуля 26.
Каждый электронный ключ 34 через кабели 15 управляет своим электрогидроклапаном 16 плоского гидравлического домкрата 9. Выбор электронных
ключей 34, которые, открываясь, коммутируют ток, предназначенный для управления электрогидроклапанами 16, осуществляют с помо щью
дешифратора 25.
В процессе подъема и выравнивания здания, сооружения 14 с помощью электронных тахеометров 30, которые ф ункционально связаны с репером 29,
отражателями 31, установленными в заранее определенных точках здания 14, отслеживают изменение его геометрического положения и передают
информацию по кабелям 28 на вход аналогового мультиплексора 19. Далее, управляющей пр ограммой, заложенной в ПЭВМ 43, с помощью микроЭВМ
22 постоянно сверяют заложенные тестовые геометрические модели с полученными от электронных тахеометров 30 и, при необходимос ти, производят
корректировку процесса подъема.
При подъеме и выравнивании здания, сооружения 14 работу гидравлического домкрата 9 осуществляют путем подачи и спуска гидравлической
жидкости, в частности масла, в каждый полый домкратный модуль 35. Под действием масла каждый полый домкратный модуль 35 перед ает усилие
через фасонные 36 и остальные 38 прокладки, а также рамную песочницу 41 на фундамент 13 и цокольную панель здания, сооружения 14, таким образом
приподнимая его в заданном управляющей программой месте. Во время раздутия каждого домкратного модуля 35 происходит увеличени е в
вертикальном направлении самого модуля на величину подъема. Соосность домкратного модуля обеспечена с помощью бобышек, смонтиров анных
посредине каждого домкратного модуля. Как следствие вышесказанного, будет обеспечена четкость работы гидравлических домкратов без скольжения
домкратных модулей относительно друг друга. Таким образом, при применении данной системы подъема и выравнивания здания, сооружения будет
обеспечена наибольшая надежность работы как самой системы, так и собственно плоских гидравлических домк ратов 9 при подъеме и выравнивании
здания, сооружения 14. Другими словами, на сегодняшний день наиболее оптимальными исполнительными устройствами в комплексе с системой
подъема и выравнивания здания, сооружения 14 являются плоские гидравлические домкраты 9 с двумя домкратными модулями 35. Необходимо также
отметить, что в данном случае ресурс работы плоских гидравлических домкратов 9 будет максимальным. Предохранительное кольцо, жестко и
герметично прикрепленное с полой стороны домкратного модуля 35, составляющего плоский гидравлический домкрат 9, ужесточает его, позволяя

163.

увеличить число циклов раздутия-сжатия модуля почти в три раза, как показали это лабораторно-экспериментальные исследования. В то же самое время
определенное лабораторно-экспериментальным путем соотношение размеров кольца и домкратного модуля позволяют торообразному выступу
выполнять функцию сильфона. Выше пределов указанных соотношений предохранительного кольца и домкратного модуля плоского гидра влического
домкрата функции сильфона домкратный модуль выполнять не будет, а ниже этих пределов не будет наблюдаться эффект увеличения количества циклов
раздутия-сжатия. Вместе с тем, благодаря бобышкам, смонтированным посредине круглого плоского модуля, не будет происходить сползания
домкратных модулей относительно друг друга.
Но самое главное - это то, что описанная система подъема и выравнивания здания, сооружения благодаря обратной связи позволяет исключить
несоответствие показаний датчиков перемещений реальным перемещениям здания, сооружения, которые могут иметь место в других системах
аналогичного назначения. Все это связано с тем, что на практике часто происходит ―задавливание‖ домкратом фундамента или же п роисходит
разрушение ―наддомкратного‖ опорного участка. В результате чего такая ситуация пр иводит к аварии. Поэтому применение описанной системы подъема
и выравнивания здания, сооружения в народном хозяйстве позволит решить актуальнейшую проблему в этой области строительства.
Формула изобретения
1. Система подъема и выравнивания здания, сооружения, включающая силовой блок, содержащий насосную станцию, электродвигатель, емкость для
рабочей гидравлической жидкости, электрогидровлический модуль, обеспечивающий общую подачу рабочей жидкости к исполнительным элементам
для подъема и выравнивания, исполнительно-регистрирующий блок, содержащий исполнительные элементы для подъема и выравнивания,
электрогидроклапаны, датчики перемещения и блок управления, отличающаяся тем, что она дополнительно включает блок обратной св язи, содержащий
дистанционно отслеживающее устройство геометрического положения здания в пространстве, а также изменение его геометрической формы и
передающее устройство, с возможностью отправки собранной информации в блок управления и корректировки управляющих команд на п одъем здания,
сооружения в реальном режиме времени, а исполнительно-регистрирующий блок дополнительно содержит датчики давления плоских гидравлических
домкратов, причем блок управления выполнен в виде электронного информационно-вычислительного комплекса, снабженного управляющей
программой с возможностью осуществления сбора информации с датчиков перемещения и давления, а также блока обратной связи, обр аботки этой
информации и выдачи управляющих команд на электрогидроклапаны для проведения непрерывного цикла подъема в автоматичес ком режиме.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дистанционно отслеживающее устройство представляет собой геодезически привязанные к реперу
электронные тахеометры с возможностью снятия показаний о текущем геометрическом положении и форме здания, сооруж ения с отражателей,
установленных на здании, сооружении, и передающие собранную информацию в блок управления для корректировки управляющих команд в реальном
режиме времени.
3.Система по п.1, отличпющаяся тем , что дистанционно отслеживающее устройство представляет собой геодезически привязанные к реперу два
электронных тахеометра с возможшостью снятия показаний о текущем геометрическом положении и форме здания, сооружения с отража телей,
установленных на здании, ооружении, и передающие собранную информацию в блок управления для корректировки управляющих команд в реальном
режиме времени.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что дистанционно отслеживающее устройство представляет собой геодезически привязанный к реперу
электронный сканер с возможностью снятия показаний о текущем геометрическом положении и форме здания, сооружения с отражателей,
установленных на здании, сооружении и передающих собранную информацию в блок управления для корректировки управляющих команд в реальном
режиме времени.
5. Система по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что передающее устройство выполнено в виде кабеля связи, содержащего один или несколько
изолированных проводников, заключенных в защитную оболочку.
6. Система по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что передающее устройство выполнено в виде устройства инфракрасной (ИК) беспроводной
связи, передающего информацию на ИК порт.
7. Система по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что передающее устройство выполнено в виде радиопередатчика, отправляющего информацию
на радиоприемное устройство блока управления.
8. Система по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что исполнительные элементы для подъема и выравнивания здания, сооружения выполнены в
виде поршневых гидравлических домкратов, установленных в проемах здания, сооружения.
9. Система по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что исполнительные элементы для подъема и выравнивания здания, сооружения выполнены в
виде плоских гидравлических домкратов.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что плоские гидравлические домкраты выполнены в виде нескольких плоских гидравлических модулей .
11. Система по п.9, отличающаяся тем, что плоские гидравлические домкраты выполнены в виде двух плоских домкратных модулей.
12. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что в центре круга домкратного модуля по обе его стороны смонтированы бобышки,
причем отношение диаметра (D) домкратного модуля к диаметру (F) бобышки составляет 23,5...25,6, при отношении диаметра (F) бо бышки к его
толщине (f) l,9...2,2.
13. Система по любому из пп.10 - 12, отличающаяся тем, что домкратный модуль содержит жестко и герметично прикрепленное с полой его стороны
по периметру тора предохранительное кольцо, причем отношение толщины (d) горообразной части домкратного модуля к высоте кольц а (h) составляет
2,5...3,2 при отношении диаметра (D) полого модуля к толщине его плоской части (l) 48,6...50,3.
14. Система по любому из пп.1-13, отличающаяся тем, что электрогидравлический модуль, обеспечивающий общую подачу рабочей жидкости к
исполнительным элементам для подъема и выравнивания, представляет собой совокупность гидравлических элементов, обеспечивающих подачу
рабочей жидкости к исполнительным элементам, регулировку ее расхода, давления, отключение подачи в рабочем и аварийном режима х, возможность
переключения насосной станции, контроль за состоянием гидравлических параметров.

164.

165.

166.

УДК 528.48
ОСОБЕННОСТИ УЧЕТА СВЕРХНОРМАТИВНЫХ НЕРАВНОМЕРНЫХ КРЕНОВ
КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ПОДЪЕМЕ И ВЫРАВНИВАНИИ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
Гайрабеков И. Г. *, Пимшин Ю. И. **
* ГОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной институт», ** ГОУ ВПО «Ростовский государственный
строительный университет»
Приведена методика определения пространственной геометрии здания с одновременным использованием двух
электронных тахеометров, обосновывается необходимость учета значений кренов первого уровня при подъеме и
выравнивании здания.
The technique of building spatial geometry definition with simultaneous use of two electronic tachometer was curried
out, the necessity to take into account values of first level tilts at lifting and building alignment was proved in this paper.
Ключевые слова: подъем и выравнивание здания, крен ребра сооружения, электронный тахеометр, отражатель,
деформированное состояние здания, точка наблюдения, координаты.
Keywords: lifting and building alignment, construction edge tilt, electronic tachometer, reflector, deformed building
condition, point of observation, coordinates.
Наиболее передовым методом инженерной защиты зданий, применение которого регламентировано
нормативными документами (СНиП), является способ подъема и выравнивания зданий дистанционно
управляемой гидравлической системой с плоскими домкратами. С использованием такой технологии за
последние 15 лет проведено выравнивание десятков зданий и сооружений в России, Казахстане, Грузии, на
Украине и в Польше. Ранее использованные традиционные методы геодезического сопровождения подъема
и выравнивания здания, которые не могут в достаточной степени контролировать изменяющуюся геометрию
поднимаемого и выравниваемого высотного здания, в результате чего возможно появление очагов
сверхнормативных напряжений в конструкциях здания и, как следствие, их разрушение.
Современный уровень техники позволяет разработать и реализовать геодезические технологии
измерений, основанные на электронных средствах измерений и микропроцессорных системах *1+.
Использование современных электронных геодезических средств измерений позволяет определять полную

167.

пространственную геометрию сооружения и ее динамику. Для решения такой задачи определяют
координаты точек, находящихся на несущих конструкциях сооружения, полах, лестничных площадках и
других доступных для наблюдения местах. По полученным координатам вычисляют крены как самого здания
в целом, так и колонн, если здание каркасного типа, стен, ребер и т. д. Определяют прямолинейность и
вертикальность несущих элементов конструкций, ребер, стен, углы их скручивания и т. п. *2+.
Методика определения координат точек здания с помощью электронного тахеометра заключается в
следующем. По периметру здания на заданном горизонте устанавливаются в марках специальной
конструкции отражатели. Частота расположения марок и число горизонтов зависит от размеров и
конструктивных особенностей сооружения, а также от его технического состояния на момент наблюдений
(рис. 1). При установке отражателей на стенах сооружения следует их располагать как по вертикали, так и по
горизонтали.
Измерения можно производить как непосредственно со штатива, так и со стационарных опорных пунктов. В
первом случае перед зданием закрепляют одну или несколько станций наблюдения, число которых зависит
от протяженности здания. Закрепление точек стояния можно выполнять с помощью костылей, дюбелей и т. д.
Над закрепленными точками на штативе устанавливается электронный тахеометр. Центрирование над точкой
осуществляется с помощью оптического центрира с точностью, не превышающей 1 мм. Во втором случае
перед зданием в удобных для наблюдения местах устанавливают стационарные бетонные или металлические
столбы специальной конструкции, на которых закреплены центры. Число этих пунктов наблюдения также
зависит от параметров здания и условий прямой видимости. На эти стационарные пункты и устанавливаются
непосредственно приборы. Такие пункты удобно использовать при длительной эксплуатации. Точки, с
которых выполняются измерения, включаются в геодезическую основу. Все измерения необходимо
производить в единой системе
Крен как одна из важных характеристик при определении деформированного
состояния и восстановлении эксплуатационной надежности здания
И.Г. Гайрабеков, Ю.И. Пимшин
Грозненский государственный нефтяной институт, г. Грозный
Ростовский государственный строительный университет, г. Ростов-на-Дону
В настоящее время весьма острой становится проблема реконструкции и восстановления
эксплуатационной пригодности жилого, общественного и промышленного фондов, особенно построенного в
60-80-х годах минувшего столетия. К числу таких объектов относятся и так называемые «хрущевки». На
сегодняшний день в РФ по самым скромным подсчетам насчитывается более 3000 зданий и сооружений,
требующих принятия неотложных мер по восстановлению их эксплуатационной надежности. Тенденция
роста предаварийных и аварийных ситуаций в эксплуатируемых зданиях и сооружениях, вызванных
техногенными и природными причинами, требует незамедлительной разработки и применения эффективных
методов определения реальных деформированных состояний зданий и надежных методов и средств их
защиты. Рекомендуемые действующими нормативными документами методы изучения деформаций зданий
нуждаются в совершенствовании, так как рекомендуемые данными методами в качестве характеристик
степени деформированности сооружения некоторые обобщенные величины - крены, осадки фундаментов, а
в отдельных случаях и прогибы (выгибы) в целом сооружения, - не могут в достаточной степени отражать
реальную картину деформированного состояния здания. Основываясь на таких результатах невозможно как
достоверно отразить техническое состояние здания, так и, в случае необходимости, составить качественный
проект по восстановлению ее эксплуатационной надежности. Для решения данных проблем нами разработан
метод более детального определения деформированного состояния сооружения.
В одной статье не представляется возможным подробно рассмотреть все геометрические
характеристики, определяемые при реализации данного метода, поэтому ограничимся рассмотрением
одной из самых важных - крена здания. В нормативной литературе за крен принимается величина
отклонения вертикальной оси здания от отвесной линии. Опыт многократных определений

168.

деформированного состояния зданий показывает, что невозможно охарактеризовать степень наклона здания
одним значением крена, так как для значительного числа зданий, в том числе и относящихся к категории
жестких, имеет место несовпадение значений кренов отдельных ребер здания. Величина крена, зачастую,
может изменяться и с высотой здания, причем даже у одного и того же его ребра. Правильное определение
величин кренов является принципиально важным и для проектирования мер инженерной защиты здания,
например, методом подъема и выравнивания системой домкратов.
Итак, для более полной характеристики деформированного состояния здания вводятся новые
характеристики кренов:
- частные крены ребер здания и его стен по заданным сечениям (по направлению осей
Х и У) -
Чх и Чу;
- приращения кренов по направлениям Х и У - Aqxi, Aqyi;
-абсолютные (полные) крены ребер здания или иных его строительных конструкций Q ;
- угол ориентирования абсолютного крена - в;
относительный крен- i
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОДЪЕМА И ВЫРАВНИВАНИЯ ЗДАНИИ
© 2010 г. Ю.И. Пимшин , Ю.В. Заяров
Ростовский государственный строительный университет Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского
государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)
ООО НПФ «Интербиотех», г. Ростов-на-Дону
РЕГЛАМЕНТ выравнивания крена аварийных железнодорожных мостов с использованием
антисейсмических фрикционно- демпфирующих опор с зафиксированными запорными элементов в штоке,
по линии выправления крена моста , согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» и МОНТАЖА
ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ СЕЙСМОСТОЙКИХ ОПОР ПО ИЗОБРТЕНИ.№ 165075 , заявке на изобртение №
2016119967/20 (031416) от 23.05.2016 "Опора сейсмоизолирующая маятниковая" E04HY 9/02 И
ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПРЕМЕЩЕНИЙ ПО ЗАЯВКЕ НА ИЗОБРТЕНИЕ " 2018122942 /20 (47400) " Опора
сейсмоизолирующая "гармошка" ДЛЯ СЕЙСМОЗАЩИТЫ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ на сейсмоизолирующих
опорах, согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых
соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения
взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение №
20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение
для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора
сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02
1. Подготовительные работы
1.1 Очистка верхних поверхностей бетона оголовка опоры и пролетного строения от загрязнений;
1.2. Контрольная съемка положения закладных деталей (фундаментных болтов) в оголовке опоры и
диафрагме железобетонного пролетного строения или отверстий в металле металлического или
сталежелезобетонного пролетного строения с составлением схемы (шаблона).
1.3. Проверка соответствия положения отверстий для крепления амортизатора к опоре и к пролетному
строению в элементах амортизатора по шаблонам и, при необходимости, райберовка или рассверловка
новых отверстий.

169.

1.4. Проверка высотных и горизонтальных параметров поступившего на монтаж амортизатора и
пространства для его установки на опоре (под диафрагмой). При необходимости, срубка выступающих частей
бетона или устройство подливки на оголовке опоры.
1.5. Устройство подмостей в уровне площадки, на которую устанавливается телескопические опора и
ограничители перемещений на сейсмоизолирующих опорах, согласно изобретениям № 165076 RU E 04H
9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с
использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» №
2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018
«Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка
на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H
9/02
2. Установка и закрепление сейсмоизолирующих опорах, согласно изобретениям № 165076 RU E 04H
9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с
использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» №
2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018
«Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка
на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H
9/02
2.1. Установка телескопических опор с нижним расположением ФПС (под железобетонные пролетные
строения) на сейсмоизолирующих опорах, согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора
сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием
сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему демпфирования фрикционности
и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки
на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на
изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное
соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02
2.1.1. Расположение фундаментных болтов для крепления на опоре может быть двух видов:
1) болты расположены внутри основания и при полностью смонтированном амортизаторе не видны, т.к.
закрыты корпусом упора, при этом концы фундаментных болтов выступают над поверхностью площадки, на
которой монтируется амортизатор;
2) болты расположены внутри основания и оканчиваются резьбовыми втулками, верхние торцы которых
расположены заподлицо с бетонной поверхностью;
3) болты расположены у края основания, которое совмещено с корпусом упора, и после монтажа
амортизатора доступ к болтам возможен, при этом концы фундаментных болтов выступают над поверхностью
площадки;
4) болты расположены у края основания и оканчиваются резьбовыми втулками, как и во втором случае
2.1.2. Последовательность операций по монтажу амортизатора в первом случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом на сейсмоизолирующих опорах, согласно
изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и
сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений,
использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и

170.

сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от
10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от
11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая
маятниковая» E04 H 9/02
б) Разборка соединения основания с корпусом упора, собранного на время транспортировки.
в) Подъем основания амортизатора на подмости в уровне, превышающем уровень площадки, на
которой монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.
г) Надвижка основания в проектное положение до совпадения отверстий для крепления
телескопической опоры и ограничителя перемещений (гармошка) с фундаментными болтами, опускание
основания на площадку, затяжка фундаментных болтов, при необходимости срезка выступающих над гайками
концов фундаментных болтов.
д) Подъем сборочной единицы, включающей остальные части амортизатора, на подмости в уровне
установленного основания.
е) Снятие транспортных креплений.
ж) Надвижка упомянутой сборочной единицы на основание до совпадения отверстий под штифты и
резьбовые отверстия под болты в основании с соответствующими отверстиями в упоре, забивка штифтов в
отверстия, затяжка и законтривание болтов.
з) Завинчивание болтов крепления верхней плиты стержневой пружины в резьбовые отверстия втулок
анкерных болтов на диафрагме пролетного строения. Если зазор между верхней плитой и нижней плоскостью
диафрагмы менее 5мм, производится затяжка болтов. Если зазор более 5 мм, устанавливается опалубка по
контуру верхней плиты, бетонируется или инъектирует- ся зазор, после набора прочности бетоном или
раствором производится затяжка болтов.
и) Восстановление антикоррозийного покрытия.
2.1.3. Операции по монтажу амортизатора во втором случае отличаются от операций первого случая
только тем, что основание телескопической опоры и ограничителя перемещений "гармошка" амортизатора
поднимается на подмости в уровне площадки, на которой монтируется амортизатор и надвигается до
совпадения резьбовых отверстий во втулках фундаментных болтов с отверстиями под болты в основании.
2.1.4. Последовательность операций по монтажу амортизатора в третьем случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б) Подъем амортизатора на подмости в уровень, превышающий уровень площадки, на которой
монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.
в) Снятие транспортных креплений.
г) Надвижка амортизатора в проектное положение до совпадения отверстий для его крепления с
фундаментными болтами, опускание амортизатора на площадку, затяжка фундаментных болтов.
Далее выполняются операции, указанные в подпунктах 2.1.2.д...2.1.2.и.
2.1.5. Операции по монтажу амортизаторов в четвертом случае отличаются от операций для третьего
случая только тем, что амортизатор поднимается на подмости в уровень площадки, на которой он
монтируется и надвигается до совпадения отверстий в амортизаторе с резьбовыми отверстиями во втулках.

171.

2.2. Установка сейсмоизолирующих опорах, согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора
сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием
сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему демпфирования фрикционности
и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки
на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на
изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное
соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 с верхним расположением ФПС (под металлические
пролетные строения)
2.2.1. Последовательность и содержание операций по установке на телескопических опоры , согласно
изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и
сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений,
использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и
сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от
10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от
11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая
маятниковая» E04 H 9/02
как с верхним, так и с нижним расположением ФПС одинаковы.
2.2.2. К металлическому пролетному строению амортизатор прикрепляется посредством горизонтального
упора. После прикрепления амортизатора к опоре выполняются следующие операции:
1) замеряются зазоры между поверхностями примыкания горизонтального упора к конструкциям
металлического пролетного строения;
2) в отверстия вставляются высокопрочные болты и на них нанизываются гайки;
3) при наличии зазоров более 2 мм в местах расположения болтов вставляются вильчатые прокладки
(вилкообразные шайбы) требуемой толщины;
4) высокопрочные болты затягиваются до проектного усилия.
2.3. Подъемка опорах, согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая»,
изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко
сбрасываемых соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для
поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение №
20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение
для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора
сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 на подмости в уровне площадки, на которой он будет
смонтирован.
2.4. Демонтаж транспортных креплений.
Заместитель президента организации "Сейсмофонд" при СПб ГАСУ Е.И.Андреева [email protected]
Согласовано:
Главный инженер проекта Мажиевым Хасан Нажоевичем и ученый секретарь
кафедры ТСМиМ ктн, доцент СПб ГАСУ Аубакировой Ириной Утарабаевной Тел (953) 151-39-15, (999) 535-47-29
Адрес испытательной лаборатории организации"Сейсмофонд" ИНН 2014000780 190005, СПб, 2-я Красноармейская ул. д 4 Спб
ГАСУ

172.

по выравниванию крена
плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием
Список использованной литературы
фрикционно- податливых болтовых соединений с применением
телескопических опор с зафиксированными запорными элементов
в штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно
изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая»
Несколько лет назад по заказу организации писал для них СТО по резервуарам.
Привожу полный список литературы, актуальной на тот момент, а также использованные
ненормативные источники. С актуальность норм Вам придется разобраться самому.
Своды правил применяемые на обязательной основе
1 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», г. Москва, 2011 г
2 СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах», г. Москва, 2014 г
3 СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции», г. Москва, 2011 г
4 СП 43-2012 «Сооружения промышленных предприятий», Москва, 2012 г
Технические стандарты применяемые на добровольной основе
5 СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров для нефти нефтепродуктов», Ростехэкспертиза, г. Москва, 2009 г
6 Серия 03. Выпуск 69 «Руководство по безопасности вертикальных цилиндрических стальных
резервуаров для нефти нефтепродуктов», ЗАО НТЦ ПБ, г. Москва, 2013 г
7 ГОСТ 31385-2008 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов»,
Стандартинформ, г. Москва, 2011 г
8 ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчѐта на прочность», Госстандарт СССР, г.
Москва, 1989 г
9 ГОСТ Р 51273-99 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчѐта на прочность. Определение
расчѐтных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий»,
Госстандарт России, г. Москва, 1999 г
10 ГОСТ Р 51274-99 «Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчѐта на
прочность», Госстандарт России, г. Москва, 1999 г
11 ГОСТ Р ИСО 898-1-2011 «Механические свойства крепѐжных изделий из углеродистых и легированных
сталей», г. Москва, 2013 г.
12 ГОСТ 19903-74 «Прокат листовой горячекатаный», г. Москва, 1974 г.
Дополнительная литература
13 «Руководство по расчѐту зданий и сооружений на действие ветра», ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко,
г.Москва, 1978 г.
14 «Атлас аэродинамических характеристик строительных конструкций» под ред. М.А.Березина, г.
Новосибирск, 2003 г.
15 «Рекомендации по расчѐту резервуаров и газгольдеров на сейсмическое воздействие», ЦНИИСК
им.В.А.Кучеренко , г. Москва, 1969 г
16 «Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*)», ЦНИИСК
им.В.А.Кучеренко, г. Москва, 1989 г.
17 ВСП 34-01-03 (МО РФ) «Руководство по расчѐту и конструированию металлических резервуаров и
трубопроводов на складах горючего МО РФ», Москва, 2003 г.
18 НП-031-01 «Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций», г. Москва, 2002 г.
19 «Справочник проектировщика. Расчѐтно-теоретический» под ред. Уманского А.А. , Том 1, Изд-во
литературы по строительству, г. Москва, 1972 г.
20 «Справочник проектировщика. Расчѐтно-теоретический» под ред. Уманского А.А. , Том 2, Изд-во
литературы по строительству, г. Москва, 1973 г.
21 «Справочник проектировщика. Динамический расчѐт специальных инженерных сооружений и
конструкций» под ред. Коренева Б.Г., Смирнова А.Ф., г. Москва, 1986 г.
22 «Справочник проектировщика» под редакцией Кузнецова. Том 2. 1998 г. Металлические конструкции,
г. Москва, 1998 г
23 «Справочник. Основы конструирования и расчѐта химической аппаратуры» Лащинский А.А., г.
Ленинград, 1970 г.
24 «Справочник проектировщика» Мельников Н.П., г. Москва, 1980 г.
25 «Справочник по сопротивлению материалов» Г.С. Писаренко, г. Киев, 1988 г.
26 «Справочник проектировщика. Металлические конструкции промышленных зданий и сооружений»
под ред. Тахтамышева А.Г., г. Москва, 1962 г.
27 Беленя Е.И. «Металлические конструкции», г. Москва. 1976 г.
28 Бирбраер А.Н. «Расчѐт конструкций на сейсмостойкость», г. Санкт-Петербург, 1998 г.
29 Вольмир А.С. «Гибкие пластины и оболочки», г. Москва, 1956 г.
30 Горев В.В. «Металлические конструкции. Специальные сооружения», г. Москва, 2002 г.
31 Кудишин Ю.И. «Металлические конструкции», г. Москва, 2007 г.
32 Лессинг Е.Н. «Листовые металлические конструкции», г. Москва, 1970 г.
33 МухановК.К«Металлические конструкции», г. Москва, 1978 г.
34 Нехаев Г.А. «Проектирование и расчѐт стальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров низкого
давления», 2005 г.
35 НиколаенкоН.А. «Статическая динамика машиностроительных конструкций», г. Москва, 1977 г.
36 СафарянМ.К. «Металлические резервуары и газгольдеры», г. Москва, 1987 г.
37 Сафарян М.К. «Стальные резервуары для хранения нефтепродуктов», г. Москва, 1958 г.
38 Стрелецкий Н.С. «Металлические конструкции», г. Москва, 1961 г.
39 Тимошенко С.П. «Пластины и оболочки», г. Москва 1966 г.
40 Тимошенко С.П. «Устойчивость стержней, пластин и оболочек», г. Москва, 1971 г

173.

плитного основания
вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционноИспользуемая литература при выравнивании крена аварийных
податливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» железнодорожных
мостов с использованием антисейсмических фрикционно- демпфирующих опор с зафиксированными
запорными элементов в штоке, по линии выправления крена моста , согласно изобретения № 165076 «Опора
сейсмостойкая» и испытаниях на сейсмостойкость выравнивающейся сейсмоизоляции
1 СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И
ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И
СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ" № 2010136746 E 04 C 2/09
Дата опубликования 20.01.2013
2. Патент на полезную модель № 165 076 " Опора сейсмостойкая" 10.10.2016 Б.л 28
3. Патент на полезную модель № 154506 "Панель противовзрывная" 27.08.2015 бюл № 28
4.Изобретение № 1760020 "Сейсмостойкий фундамент" 07.09.1992
5. Изобретение № 1011847 "Башня" 30.08.1982
6. Изобретение № 1038457 "Сферический резервуар" 30.08.1982
7. Изобретение № 1395500 "Способ изготовления ячеистобетонных изделий на пористых заполнителях"
15.05.1988 8. Изобретение № 998300 "Захватное устройство для колонн" 23.02.1983
9. Захватное устройство сэндвич-панелей № 24717800 опуб 05 05.2011
10. Стена и способ ее возведения № 1728414 опул 19.06.1989
11. Заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка».
Используется Японии.
12. Заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 ,
13. Заявка на изобретение № 2016119967/20 ( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая
маятниковая» E04 H 9/02.
14. Журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30 «Отвести опасность», А.И.Коваленко
15. Журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование сейсмоизолирующего пояса для
существующих зданий», А.И.Коваленко
16. Журнал «Жилищное строительство» № 9/95 стр.13 «Сейсмоизоляция малоэтажных жилых зданий»,
17. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 4/95 стр. 24-25 «Сейсмоизоляция
малоэтажных зданий»,
18. Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости». А.И.Коваленко.
19. Российская газета от 11.06.95 «Землетрясение: предсказание на завтра», А.И.Коваленко
20. Газета «Грозненский рабочий» № 5 февраль 1996 «Честь мундира или сэкономленные миллиарды»,
21. «Голос Чеченской Республики» 1 февраль 1996 «Башни и баллы» А.И.Коваленко.
21. Республика ЧР № 7 август 1995 «Удар невиданной звезды или через четыре года». А.И.Коваленко
21. Газета «Земля России» за октябрь 1998 стр. 3 «Уникальные технологии возведения фундаментов без
заглубления – дом на грунте. Строительство на пучинистых и просадочных грунтах»
22. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной организации инженеров
«Сейсмофонд» –
Фонда «Защита и безопасность городов» в области реформы ЖКХ.
23. Журнал «Жизнь и безопасность « № 3/96 стр. 290-294 «Землетрясение по графику» Ждут ли через четыре
года планету
«Земля глобальные и разрушительные потрясения «звездотрясения» А.И.Коваленко,

174.

Е.И.Коваленко.
24. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 11/95 стр. 25 «Датчик регистрации
электромагнитных
волн, предупреждающий о землетрясении - гарантия сохранения вашей жизни!» и
другие зарубежные научные издания и
журналах за 1994- 2004 гг. А.И.Коваленко и др. изданиях С
брошюрой «Как построить сейсмостойкий дом с учетом народного опыта сейсмостойкого строительства
горцами Северного
Кавказа сторожевых башен» с.79 г. Грозный –1996. А.И.Коваленко в ГПБ им
Ленина г. Москва и РНБ СПб пл. Островского, д.3
Материалы лабораторных испытаний фрагментов , узлов, специальные
технические условия (СТУ) и сам способ выравнивания крена плитного
основания вертикальных цилиндрических стальных резервуаров с
дизтопливом методом опусканием с использованием фрикционноподатливых болтовых соединений с применением телескопических опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии выправления крена
резервуара, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» в
программном комплексе SCAD Office, со скощенными торцами для
трубопроводов , согласно изобретения №№ 2423820, 887743,
демпфирующих компенсаторов на фрикционно-подвижных болтовых
соединениях, для восприятия усилий -за счет трения, при термически
растягивающих нагрузках , на сдвиг трубопровода в программном
комплексе SCAD Office, со скощенными торцами, согласно изобретения
№№ 2423820, 887743, демпфирующих компенсаторов на фрикционноподвижных болтовых соединениях, для восприятия усилий -за счет
трения, при термически и растягивающих нагрузках в трубопроводах и
предназначенного для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9
баллов, серийный выпуск (в районах с сейсмичностью 8 баллов и выше
для трубопроводов необходимо использование сейсмостойких
телескопических опор, а для соединения трубопроводов - фланцевых
фрикционно- подвижных соединений, работающих на сдвиг, с
использованием фрикци -болта, состоящего из латунной шпильки с
пропиленным в ней пазом и с забитым в паз шпильки медным
обожженным клином, согласно рекомендациям ЦНИИП им Мельникова,
ОСТ 36-146-88, ОСТ 108.275.63-80, РТМ 24.038.12-72, ОСТ 37.001.05073,альбома 1-487-1997.00.00 и изобрет. №№ 1143895, 1174616,1168755
SU, 4,094,111 US, TW201400676 Restraintanti-windandanti-seismic-friction-

175.

damping-device и согласно изобретения «Опора сейсмостойкая» Мкл E04H
9/02, патент № 165076 RU, Бюл.28, от 10.10.2016, в местах подключения
трубопроводов к оборудованию, трубопроводы должны быть уложены
в виде "змейки" или "зиг-зага "), вместе с изобретениями и СТУ на
способ выравнивания крена плитного основания вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров с дизтопливом методом
опусканием с использованием фрикционно- податливых болтовых соединений
применением телескопических опор с зафиксированными запорными элементов в
штоке, по линии выправления крена резервуара, согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая», хранятся на кафедре теоретическая механика по
адресу: ПГУПС 190031, СПб, Московский пр 9 ,
На кафедре теоретическая механика ПГУПС у проф дтн А.М.Уздин
[email protected] [email protected]
[email protected] [email protected]
[email protected]
(931) 280-11-94, (921) 962-67-78, (999) 535-47-29, (996) 798-26-54
с

176.

177.

178.

179.

180.

181.

182.

183.

184.

Главный инженер проекта
В.Л. Бобровский

185.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УЗДИН А.М., ЕЛИСЕЕВ О.Н., , НИКИТИН А.А., ПАВЛОВ В.Е., СИМКИН А.Ю.,
КУЗНЕЦОВА И.О.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

186.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1
Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
18
3.2
Общее уравнение для определения несущей способности ФПС.
20
3.3
Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4
Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы ФПС
26
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых
фрикционно-подвижных соединений (ФПС)
31
5.1
Общие положения методики расчета многоболтовых ФПС
31
5.2
Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
32
5.3
Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтовых 38
ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и сооружений с такими
соединениями
6.1
42
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей
стальных деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
42
6.2
Конструктивные требования к соединениям
43
6.3
Подготовка
контактных
поверхностей
элементов
и
методы
контроля
6.4
45
Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-0287. Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4.1
Основные требования по технике безопасности при работе с
грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4.2
Транспортировка
и
47
хранение
элементов
законсервированных грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.5
46
и
деталей,
49
Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные 49
поверхности шайб
6.6
7
Сборка ФПС
49
Список литературы
51

187.

1. ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных экстремальным, в
частности, сейсмическим нагрузкам исходит из целенаправленного проектирования предельных
состояний конструкций. В литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования
сооружений с заданными параметрами предельных состояний. Возможны различные технические
реализации отмеченного подхода. Во всех случаях в конструкции создаются узлы, в которых от
экстремальных нагрузок могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих
смещений нормальная эксплуатация сооружения, как правило, нарушается, однако исключается его
обрушение. Эксплуатационные качества сооружения должны легко восстанавливаться после
экстремальных воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были
предложены фрикционно-подвижные болтовые соединения.
Под
фрикционно-подвижными
соединениями
(ФПС)
понимаются
соединения
металлоконструкций высокопрочными болтами, отличающиеся тем, что отверстия под болты в
соединяемых деталях выполнены овальными вдоль направления действия экстремальных нагрузок.
При экстремальных нагрузках происходит взаимная сдвижка соединяемых деталей на величину до 34 диаметров используемых высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет целый ряд
особенностей и существенно влияет на поведение конструкции в целом. При этом во многих случаях
оказывается возможным снизить затраты на усиление сооружения, подверженного сейсмическим и
другим интенсивным нагрузкам.
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для реализации принципа
проектирования мостовых конструкций с заданными параметрами предельных состояний. В 1985-86
г.г. эти соединения были защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от обычных соединений на
высокопрочных болтах предложенные в упомянутых работах отличаются тем, что болты пропущены
через овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках должна происходить
взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль овала, и за счет этого уменьшаться пиковое значение
усилий, передаваемое соединением. Соединение с овальными отверстиями применялись в
строительных конструкциях и ранее, например, можно указать предложения [8, 10 и др]. Однако в
упомянутых работах овальные отверстия устраивались с целью упрощения монтажных работ. Для
реализации принципа проектирования конструкций с заданными параметрами предельных состояний
необходимо фиксировать предельную силу трения (несущую способность) соединения.
При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100 кН, а разброс
натяжения N=20-50 кН, что не позволяет прогнозировать несущую способность такого соединения
по трению. При использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N= 200 - 400
кН, что в принципе может позволить задание и регулирование несущей способности соединения.
Именно эту цель преследовали предложения [3,14-17].

188.

Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные трудности. Первые испытания
ФПС показали, что рассматриваемый класс соединений не обеспечивает в общем случае стабильной
работы конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения, оплавление контактных
поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде случаев имели место обрывы головки болта.
Отмеченные
исследования
позволили
выявить
способы
обработки
соединяемых
листов,
обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость использования
для ФПС пескоструйной обработки листов пакета, рекомендованы использование обжига листов,
нанесение на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти исследования показали,
что расчету и проектированию сооружений должны предшествовать детальные исследования самих
соединений. Однако, до настоящего времени в литературе нет еще систематического изложения
общей теории ФПС даже для одноболтового соединения, отсутствует теория работы многоболтовых
ФПС. Сложившаяся ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику
строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны для использования в
сейсмостойком строительстве, однако, для этого необходимо детально изложить, а в отдельных
случаях и развить теорию работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и

189.

сооружений с такими соединениями. Целью, предлагаемого пособия является систематическое
изложение теории работы ФПС и практических методов их расчета. В пособии приводится также и
технология монтажа ФПС.
2.ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
Развитие науки и техники в последние десятилетия показало, что
надежные и долговечные машины, оборудование и приборы могут быть
созданы только при удачном решении теоретических и прикладных задач
сухого и вязкого трения, смазки и износа, т.е. задач трибологии и
триботехники.
Трибология – наука о трении и процессах, сопровождающих трение
(трибос – трение, логос – наука). Трибология охватывает экспериментальнотеоретические
результаты
исследований
физических
(механических,
электрических, магнитных, тепловых), химических, биологических и других
явлений, связанных с трением.
Триботехника
трибологии
при
–
это
система
знаний
проектировании,
о
практическом
изготовлении
и
применении
эксплуатации
трибологических систем.
С
трением
связан
износ
соприкасающихся
тел
–
разрушение
поверхностных слоев деталей подвижных соединений, в т.ч. при резьбовых
соединениях. Качество соединения определяется внешним трением в витках
резьбы и в торце гайки и головки болта (винта) с соприкасающейся деталью
или шайбой. Основная характеристика крепежного резьбового соединения –
усилие затяжки болта (гайки), - зависит от значения и стабильности моментов
сил
трения
сцепления,
возникающих
при
завинчивании.
Момент
сил
сопротивления затяжке содержит две составляющих: одна обусловлена
молекулярным воздействием в зоне фактического касания тел, вторая –
деформированием
тончайших
поверхностей
микронеровностями взаимодействующих деталей.
слоев
контактирующими

190.

Расчет этих составляющих осуществляется по формулам, содержащим ряд
коэффициентов,
установленных
в
результате
экспериментальных
исследований. Сведения об этих формулах содержатся в Справочниках
«Трение, изнашивание и смазка» [22](в двух томах) и «Полимеры в узлах
трения машин и приборах» [13], изданных в 1978-1980 г.г. издательством
«Машиностроение». Эти Справочники не потеряли своей актуальности и
научной обоснованности и в настоящее время. Полезный для практического
использования материал содержится также в монографии Геккера Ф.Р. [5].
Сухое трение. Законы сухого трения
1. Основные понятия: сухое и вязкое трение; внешнее и внутреннее
трение, пограничное трение; виды сухого трения.
Трение – физическое явление, возникающее при относительном движении
соприкасающихся газообразных, жидких и твердых тел и вызывающее
сопротивление движению тел или переходу из состояния покоя в движение
относительно конкретной системы отсчета.
Существует два вида трения: сухое и вязкое.
Сухое трение возникает при соприкосновении твердых тел.
Вязкое трение возникает при движении в жидкой или газообразной среде,
а также при наличии смазки в области механического контакта твердых тел.
При учете трения (сухого или вязкого) различают внешнее трение и
внутренне трение.
Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух тел,
находящихся в соприкосновении, при этом сила сопротивления движению
зависит от взаимодействия внешних поверхностей тел и не зависит от
состояния внутренних частей каждого тела. При внешнем трении переход
части механической энергии во внутреннюю энергию тел происходит только
вдоль поверхности раздела взаимодействующих тел.
Внутреннее трение возникает при относительном перемещении частиц
одного и того же тела (твердого, жидкого или газообразного). Например,
внутреннее трение возникает при изгибе металлической пластины или

191.

проволоки, при движении жидкости в трубе (слой жидкости, соприкасающийся
со стенкой трубы, неподвижен, другие слои движутся с разными скоростями и
между ними возникает трение). При внутреннем трении часть механической
энергии переходит во внутреннюю энергию тела.
Внешнее
трение
соприкосновения
в
твердых
чистом
тел
без
виде
возникает
смазочной
только
прослойки
в
между
случае
ними
(идеальный случай). Если толщина смазки 0,1 мм и более, механизм трения не
отличается от механизма внутреннего трения в жидкости. Если толщина
смазки менее 0,1 мм, то трение называют пограничным (или граничным). В
этом случае учет трения ведется либо с позиций сухого трения, либо с точки
зрения вязкого трения (это зависит от требуемой точности результата).
В истории развития понятий о трении первоначально было получено
представление о внешнем трении. Понятие о внутреннем трении введено в
науку в 1867 г. английским физиком, механиком и математиком Уильямом
Томсоном (лордом Кельвиным).1)
Законы сухого трения
Сухое трение впервые наиболее полно изучал Леонардо да Винчи (14521519). В 1519 г. он сформулировал закон трения: сила трения, возникающая
при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна нагрузке
(силе прижатия тел), при этом коэффициент пропорциональности – величина
постоянная и равна 0,25:
F 0 ,25 N .
Через 180 лет модель Леонарда да Винчи была переоткрыта французским
механиком и физиком Гийомом Амонтоном2), который ввел в науку понятие
1)
*Томсон (1824-1907) в 10-летнем возрасте был принят в университет в Глазго, после обучения в
котором перешел в Кембриджский университет и закончил его в 21 год; в 22 года он стал профессором
математики. В 1896 г. Томсон был избран почетным членом Петербургской академии наук, а в 1851 г. (в 27
лет) он стал членом Лондонского королевского общества и 5 лет был его президентом+.
2)
Г.Амонтон (1663-1705) – член Французской академии наук с 1699 г.

192.

коэффициента трения как французской константы и предложил формулу силы
трения скольжения:
F f N.
Кроме того, Амонтон (он изучал равномерное движение тела по наклонной
плоскости) впервые предложил формулу:
f tg
,
где f – коэффициент трения; - угол наклона плоскости к горизонту;
В 1750 г. Леонард Эйлер (1707-1783), придерживаясь закона трения
Леонарда да Винчи – Амонтона:
F f N,
впервые получил формулу для случая прямолинейного равноускоренного
движения тела по наклонной плоскости:
f tg
2S
,
g t 2 cos 2
где t – промежуток времени движения тела по плоскости на участке
длиной S;
g – ускорение свободно падающего тела.
Окончательную формулировку законов сухого трения дал в 1781 г. Шарль
Кулон3)
Эти законы используются до сих пор, хотя и были дополнены результатами
работ ученых XIX и XX веков, которые более полно раскрыли понятия силы
трения покоя (силы сцепления) и силы трения скольжения, а также понятия о
трении качения и трении верчения.
Многие десятилетия XX века ученые пытались модернизировать законы
Кулона,
учитывая
все
новые
и
новые
результаты
физико-химических
исследований явления трения. Из этих исследований наиболее важными
являются исследования природы трения.
Кратко о природе сухого трения можно сказать следующее. Поверхность
любого
твердого
тела
обладает
микронеровностями,
3) Ш.Кулон (1736-1806) – французский инженер, физик и механик, член Французской академии наук
шероховатостью

193.

[шероховатость
поверхности
классов)
характеристикой
–
оценивается
«классом
качества
шероховатости»
обработки
(14
поверхности:
среднеарифметическим отклонением профиля микронеровностей от средней
линии и высотой неровностей].
Сопротивление сдвигу вершин микронеровностей в зоне контакта тел –
источник трения. К этому добавляются силы молекулярного сцепления между
частицами,
принадлежащими
разным
телам,
вызывающим
прилипание
поверхностей (адгезию) тел.
Работа
внешней
силы,
приложенной
к
телу,
преодолевающей
молекулярное сцепление и деформирующей микронеровности, определяет
механическую энергию тела, которая затрачивается частично на деформацию
(или даже разрушение) микронеровностей, частично на нагревание трущихся
тел (превращается в тепловую энергию), частично на звуковые эффекты –
скрип, шум, потрескивание и т.п. (превращается в акустическую энергию).
В последние годы обнаружено влияние трения на электрическое и
электромагнитное поля молекул и атомов соприкасающихся тел.
Для решения большинства задач классической механики, в которых надо
учесть сухое трение, достаточно использовать те законы сухого трения,
которые открыты Кулоном.
В современной формулировке законы сухого трения (законы Кулона)
даются в следующем виде:
В случае изотропного трения сила трения скольжения тела А по
поверхности тела В всегда направлена в сторону, противоположную скорости
тела А относительно тела В, а сила сцепления (трения покоя) направлена в
сторону, противоположную возможной скорости (рис.2.1, а и б).
Примечание. В случае анизотропного трения линия действия силы трения
скольжения не совпадает с линией действия вектора скорости. ( Изотропным
называется сухое трение, характеризующееся одинаковым сопротивлением
движению тела по поверхности другого тела в любом направлении, в
противном случае сухое трение считается анизотропным).

194.

Сила трения скольжения пропорциональна силе давления на опорную
поверхность
(или
нормальной
реакции
этой
поверхности),
при
этом
коэффициент трения скольжения принимается постоянным и определяется
опытным путем для каждой пары соприкасающихся тел. Коэффициент трения
скольжения зависит от рода материала и его физических свойств, а также от
степени обработки поверхностей соприкасающихся тел:
(рис. 2.1 в).
FСК fСК N
Y
Y
Fск
tg =fск
N
N
V
Fск
X
G
X
G
N
Fсц
а)
в)
б)
Рис.2.1
Сила сцепления (сила трения покоя) пропорциональна силе давления на
опорную поверхность (или нормальной реакции этой поверхности) и не может
быть
больше
максимального
значения,
определяемого
произведением
коэффициента сцепления на силу давления (или на нормальную реакцию
опорной поверхности):
FСЦ fСЦ N .
Коэффициент сцепления (трения покоя), определяемый опытным путем в
момент перехода тела из состояния покоя в движение, всегда больше
коэффициента трения скольжения для одной и той же пары соприкасающихся
тел:
f СЦ f СК .
Отсюда следует, что:
max
FСЦ
FСК ,

195.

поэтому график изменения силы трения скольжения от времени движения
тела, к которому приложена эта сила, имеет вид (рис.2.2).
При переходе тела из состояния покоя в движение сила трения
max до
скольжения за очень короткий промежуток времени изменяется от FСЦ
FСК (рис.2.2). Этим промежутком времени часто пренебрегают.
В последние десятилетия экспериментально показано, что коэффициент
трения скольжения зависит от скорости (законы Кулона установлены при
fсц
max
Fсц
Fск
fск
V
t
V0
Рис. 2.2
Vкр
Рис. 2. 3
равномерном движении тел в диапазоне невысоких скоростей – до 10 м/с).
Эту зависимость качественно можно проиллюстрировать графиком f СК ( v )
(рис.2.3).
v0
- значение скорости, соответствующее тому моменту времени, когда
сила FСК достигнет своего нормального значения FСК fСК N ,
v КР
- критическое значение скорости, после которого происходит
незначительный рост (на 5-7 %) коэффициента трения скольжения.
Впервые этот эффект установил в 1902 г. немецкий ученый Штрибек (этот
эффект впоследствии был подтвержден исследованиями других ученых).
Российский ученый Б.В.Дерягин, доказывая, что законы Кулона, в
основном, справедливы, на основе адгезионной теории трения предложил
новую формулу для определения силы трения скольжения (модернизировав
предложенную Кулоном формулу):
FСК fСК N S p0 .

196.

[У Кулона: FСК fСК N А , где величина А не раскрыта].
В формуле Дерягина: S – истинная площадь соприкосновения тел
(контактная площадь), р0 - удельная (на единицу площади) сила прилипания
или сцепления, которое надо преодолеть для отрыва одной поверхности от
другой.
Дерягин также показал, что коэффициент трения скольжения зависит от
нагрузки N (при соизмеримости сил N и
S p0
) - fСК ( N ) , причем при
увеличении N он уменьшается (бугорки микронеровностей деформируются и
сглаживаются, поверхности тел становятся менее шероховатыми). Однако, эта
зависимость учитывается только в очень тонких экспериментах при решении
задач особого рода.
Во многих случаях S p0 N , поэтому в задачах классической механики, в
которых следует учесть силу сухого трения, пользуются, в основном, законом
Кулона, а значения коэффициента трения скольжения и коэффициента
сцепления определяют по таблице из справочников физики (эта таблица
содержит значения коэффициентов, установленных еще в 1830-х годах
французским ученым А.Мореном (для наиболее распространенных материалов)
и дополненных более поздними экспериментальными данными. [Артур Морен
(1795-1880) – французский математик и механик, член Парижской академии
наук, автор курса прикладной механики в 3-х частях (1850 г.)].
В случае анизотропного сухого трения линия действия силы трения
скольжения
составляет
с
прямой,
по
которой
направлена
скорость
материальной точки угол:
arctg
Fn
Fτ
,
где Fn и Fτ - проекции силы трения скольжения FCK на главную нормаль и
касательную к траектории материальной точки, при этом модуль вектора
FCK определяется формулой: FCK Fn2 Fτ2 . (Значения Fn и Fτ определяются по
методике Минкина-Доронина).

197.

Трение качения
При качении одного тела по другому участки поверхности одного тела
кратковременно соприкасаются с различными участками поверхности другого
тела, в результате такого контакта тел возникает сопротивление качению.
В конце XIX и в первой половине XX века в разных странах мира были
проведены эксперименты по определению сопротивления качению колеса
вагона или локомотива по рельсу, а также сопротивления качению роликов
или шариков в подшипниках.
В результате экспериментального изучения этого явления установлено,
что сопротивление качению (на примере колеса и рельса) является следствием
трех факторов:
1) вдавливание колеса в рельс вызывает деформацию наружного слоя
соприкасающихся тел (деформация требует затрат энергии);
2)
зацепление
бугорков
неровностей
и
молекулярное
сцепление
(являющиеся в то же время причиной возникновения качения колеса по
рельсу);
3)
трение
скольжения
при
неравномерном
движении
колеса
(при
ускоренном или замедленном движении).
(Чистое качение без скольжения – идеализированная модель движения).
Суммарное
влияние
всех
трех
факторов
учитывается
общим
коэффициентом трения качения.
Изучая трение качения, как это впервые сделал Кулон, гипотезу
абсолютно твердого тела надо отбросить и рассматривать деформацию
соприкасающихся тел в области контактной площадки.

198.

Так как равнодействующая N реакций опорной поверхности в точках зоны
контакта смещена в сторону скорости центра колеса, непрерывно набегающего
на впереди лежащее микропрепятствие (распределение реакций в точках
контакта несимметричное – рис.2.4), то возникающая при этом пара сил N и G
( G - сила тяжести) оказывает сопротивление качению (возникновение качения
Vc
C
N
G
Fск
K
N
K
Рис. 2.4
обязано силе сцепления FСЦ , которая образует вторую составляющую полной
реакции опорной поверхности).
Момент пары сил
N , G
называется моментом сопротивления качению.
Плечо
пары
сил
« к»
называется
коэффициентом трения качения. Он имеет
размерность длины.
Fсопр
Vс
C
Момент
сопротивления
качению
определяется формулой:
MC N k ,
где N - реакция поверхности рельса,
Fсц
N
равная вертикальной нагрузке на колесо с
учетом его веса.
Рис. 2.5
Колесо, катящееся по рельсу, испытывает
сопротивление движению, которое можно отразить силой сопротивления Fсопр ,

199.

приложенной к центру колеса (рис.2.5), при этом: Fсопр R N k , где R – радиус
колеса,
откуда
Fсопр N
k
N h,
R
где h – коэффициент сопротивления, безразмерная величина.
Эту формулу предложил Кулон. Так как множитель h
k
R
во много раз
меньше коэффициента трения скольжения для тех же соприкасающихся тел, то
сила Fсопр на один-два порядка меньше силы трения скольжения. (Это было
известно еще в древности).
Впервые в технике машин это использовал Леонардо да Винчи. Он изобрел
роликовый и шариковый подшипники.
Если на рисунке дается картина сил с обозначением силы Fсопр , то силу N
показывают
без
смещения
в
сторону
скорости
(колесо
и
рельс
рассматриваются условно как абсолютно твердые тела).
Повышение угловой скорости качения вызывает рост сопротивления
качению. Для колеса железнодорожного экипажа и рельса рост сопротивления
качению заметен после скорости колесной пары 100 км/час и происходит по
параболическому
закону.
Это
объясняется
деформациями
колес
и
гистерезисными потерями, что влияет на коэффициент трения качения.
Трение верчения
Трение верчения возникает при вращении тела,
опирающегося на некоторую поверхность. В этом
случае следует рассматривать зону контакта тел, в
Fск
Fск
r
О
Fск
Рис. 2.6.
точках которой возникают силы трения скольжения
FСК (если контакт происходит в одной точке, то

200.

трение верчения отсутствует – идеальный случай) (рис.2.6).
А
–
зона
контакта
вращающегося
тела,
ось
вращения
которого
перпендикулярна к плоскости этой зоны. Силы трения скольжения, если их
привести к центру круга (при изотропном трении), приводятся к паре сил
сопротивления верчению, момент которой:
М сопр N f ск r ,
где r – средний радиус точек контакта тел;
f ск
- коэффициент трения скольжения (принятый одинаковым для всех
точек и во всех направлениях);
N – реакция опорной поверхности, равная силе давления на эту
поверхность.
Трение верчения наблюдается при вращении оси гироскопа (волчка) или
оси стрелки компаса острием и опорной плоскостью. Момент сопротивления
верчению стремятся уменьшить, используя для острия и опоры агат, рубин,
алмаз и другие хорошо отполированные очень прочные материалы, для
которых коэффициент трения скольжения менее 0,05, при этом радиус круга
опорной площадки достигает долей мм. (В наручных часах, например, М сопр
менее
5 10 5
мм).
Таблица коэффициентов трения скольжения и качения.
к (мм)
f ск
Сталь по стали……0,15
Шарик из закаленной стали по стали……0,01
Сталь по бронзе…..0,11
Мягкая сталь по мягкой стали……………0,05
Железо по чугуну…0,19
Дерево по стали……………………………0,3-0,4
Сталь по льду……..0,027
Резиновая шина по грунтовой дороге……10
Процессы износа контактных поверхностей при трении
Молекулярное
сцепление
приводит
к
образованию
связей
между
трущимися парами. При сдвиге они разрушаются. Из-за шероховатости

201.

поверхностей трения контактирование пар происходит площадками. На
площадках с небольшим давлением имеет место упругая, а с большим
давлением - пластическая деформация. Фактическая площадь соприкасания
пар представляется суммой малых площадок. Размеры площадок контакта
достигают 30-50 мкм. При повышении нагрузки они растут и объединяются. В
процессе разрушения контактных площадок выделяется тепло, и могут
происходить химические реакции.
Различают три группы износа: механический - в форме абразивного
износа, молекулярно-механический - в форме пластической деформации или
хрупкого разрушения и коррозийно-механический - в форме коррозийного и
окислительного износа. Активным фактором износа служит газовая среда,
порождающая
окислительный
износ.
Образование
окисной
пленки
предохраняет пары трения от прямого контакта и схватывания.
Важным фактором является температурный режим пары трения. Теплота
обусловливает физико-химические процессы в слое трения, переводящие
связующие в жидкие фракции, действующие как смазка. Металлокерамические
материалы на железной основе способствуют повышению коэффициента
трения и износостойкости.
Важна быстрая приработка трущихся пар. Это приводит к быстрому
локальному износу и увеличению контурной площади соприкосновения тел.
При
медленной
приработке
локальные
температуры
приводят
к
нежелательным местным изменениям фрикционного материала. Попадание
пыли, песка и других инородных частиц из окружающей среды приводит к
абразивному разрушению не только контактируемого слоя, но и более
глубоких слоев. Чрезмерное давление, превышающее порог схватывания,
приводит к разрушению окисной пленки, местным вырывам материала с
последующим, абразивным разрушением поверхности трения.
Под нагруженностью фрикционной пары понимается совокупность условий
эксплуатации:
давление
поверхностей
трения,
скорость
относительного

202.

скольжения пар, длительность одного цикла нагружения, среднечасовое число
нагружений, температура контактного слоя трения.
Главные требования, предъявляемые к трущимся парам, включают
стабильность коэффициента трения, высокую износостойкость пары трения,
малые модуль упругости и твердость материала, низкий коэффициент
теплового расширения, стабильность физико-химического состава и свойств
поверхностного слоя, хорошая прирабатываемость фрикционного материала,
достаточная механическая прочность, антикоррозийность, несхватываемость,
теплостойкость и другие фрикционные свойства.
Основные факторы нестабильности трения - нарушение технологии
изготовления
деталей,
фрикционных
даже
в
элементов;
пределах
отклонения
установленных
размеров
допусков;
отдельных
несовершенство
конструктивного исполнения с большой чувствительностью к изменению
коэффициента трения.
Абразивный
износ
фрикционных
пар
подчиняется
следующим
закономерностям. Износ пропорционален пути трения s,
=ks s,
(2.1)
а интенсивность износа— скорости трения
k s v
(2.2)
Износ не зависит от скорости трения, а интенсивность износа на единицу
пути трения пропорциональна удельной нагрузке р,
kp p
s
Мера
(2.3)
интенсивности
износа
рv
не
должна
превосходить
нормы,
определенной на практике (pv<С).
Энергетическая концепция износа состоит в следующем.
Для имеющихся закономерностей износа его величина представляется
интегральной функцией времени или пути трения
t
s
k p pvdt k p pds .
0
0
(2.4)

203.

В условиях кулонова трения, и в случае kр = const, износ пропорционален
работе сил трения W
k w W
kp
f
s
W ; W Fds .
(2.5)
0
Здесь сила трения F=f N = f p ; где f – коэффициент трения, N – сила
нормального давления; - контурная площадь касания пар.
Работа сил трения W переходит в тепловую энергию трущихся пар E и
окружающей среды Q
W=Q+ E.
Работа сил кулонова трения при гармонических колебаниях s == а sin t за
период колебаний Т == 2л/ определяется силой трения F и амплитудой
колебаний а
W= 4F а.
(2.6)
3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОДНОБОЛТОВЫХ ФПС
3.1. Исходные посылки для разработки методики
расчета ФПС
Исходными посылками для разработки методики расчета ФПС
являются
экспериментальные
исследования
одноболтовых
нахлесточных соединений [13], позволяющие вскрыть основные
особенности работы ФПС.
Для выявления этих особенностей в НИИ мостов в 1990-1991 гг.
были выполнены экспериментальные исследования деформирования
нахлесточных соединений такого типа. Анализ полученных диаграмм
деформирования позволил выделить для них 3 характерных стадии
работы, показанных на рис. 3.1.

204.

На первой стадии нагрузка Т не превышает несущей способности
соединения [Т], рассчитанной как для обычного соединения на
фрикционных высокопрочных болтах.
На второй стадии Т > [Т] и происходит преодоление сил трения по
контактным плоскостям соединяемых элементов при сохраняющих
неподвижность шайбах высокопрочных болтов. При этом за счет
деформации болтов в них растет сила натяжения, и как следствие
растут силы трения по всем плоскостям контактов.
На третьей стадии происходит
срыв с места одной из шайб и
дальнейшее взаимное смещение
соединяемых
элементов.
процессе
В
подвижки
наблюдается интенсивный износ
во
всех
контактных
сопровождающийся
Рис.3.1. Характерная диаграмма деформирования
ФПС
1 – упругая работа ФПС;
2 – стадия проскальзывания листов ФПС при
заклиненных шайбах, характеризующаяся ростом
натяжения болта вследствие его изгибной деформации;
3 – стадия скольжения шайбы болта,
характеризующаяся интенсивным износом контактных
поверхностей.
парах,
падением
натяжения
болтов
и,
следствие,
снижение
как
несущей
способности соединения.
В
процессе
испытаний
наблюдались следующие случаи
выхода из строя ФПС:
• значительные взаимные перемещения соединяемых деталей, в
результате которых болт упирается в край овального отверстия и в
конечном итоге срезается;
• отрыв головки болта вследствие малоцикловой усталости;
• значительные пластические деформации болта, приводящие к
его
необратимому
удлинению
и
исключению
“обратном ходе" элементов соединения;
из
работы
при

205.

• значительный износ контактных поверхностей, приводящий к
ослаблению болта и падению несущей способности ФПС.
Отмеченные
результаты
экспериментальных
исследований
представляют двоякий интерес для описания работы ФПС. С одной
стороны для расчета усилий и перемещений в элементах сооружений
с ФПС важно задать диаграмму деформирования соединения. С
другой стороны необходимо определить возможность перехода ФПС в
предельное состояние.
Для
описания
диаграммы
деформирования
наиболее
существенным представляется факт интенсивного износа трущихся
элементов соединения, приводящий к падению сил натяжения болта
и несущей способности соединения. Этот эффект должен определять
работу как стыковых, так и нахлесточных ФПС. Для нахлесточных
ФПС важным является и дополнительный рост сил натяжения
вследствие деформации болта.
Для оценки возможности перехода соединения в предельное
состояние необходимы следующие проверки:
а) по предельному износу контактных поверхностей;
б) по прочности болта и соединяемых листов на смятие в случае
исчерпания зазора ФПС u0;
в) по несущей способности конструкции в случае удара в момент
закрытия зазора ФПС;
г) по прочности тела болта на разрыв в момент подвижки.
Если учесть известные результаты [11,20,21,26], показывающие,
что закрытие зазора приводит к недопустимому росту ускорений в
конструкции,
то
проверки
(б)
и
ограничивающей перемещения ФПС
(в)
заменяются
проверкой,
и величиной фактического
зазора в соединении u0.
Решение вопроса об износе контактных поверхностей ФПС и
подвижке в соединении должно базироваться на задании диаграммы

206.

деформирования
соединения,
представляющей
зависимость
его
несущей способности Т от подвижки в соединении s. Поэтому
получение зависимости Т(s) является основным для разработки
методов
расчета
ФПС
и
сооружений
с
такими
соединениями.
Отмеченные особенности учитываются далее при изложении теории
работы ФПС.
3.2. Общее уравнение для определения несущей
способности ФПС
Для
построения
общего
уравнения
деформирования
ФПС
обратимся к более сложному случаю нахлесточного соединения,
характеризующегося трехстадийной диаграммой деформирования. В
случае стыкового соединения второй участок на диаграмме Т(s) будет
отсутствовать.
Первая стадия работы ФПС не отличается от работы обычных
фрикционных соединений. На второй и третьей стадиях работы
несущая способность соединения поменяется вследствие изменения
натяжения болта. В свою очередь натяжение болта определяется его
деформацией (на второй стадии деформирования нахлесточных
соединений) и износом трущихся поверхностей листов пакета при их
взаимном
смещении.
При
этом
для
теоретического
описания
диаграммы деформирования воспользуемся классической теорией
износа
[5,
14,
23],
согласно
которой
скорость
износа
V
пропорциональна силе нормального давления (натяжения болта) N:
V K N,
(3.1)
где К— коэффициент износа.
В свою очередь силу натяжения болта N можно представить в
виде:
N N0 a N1 N2
(3.2)

207.

здесь
a
EF
l
N0 -
начальное -натяжение болта, а - жесткость болта;
, где l - длина болта, ЕF - его погонная жесткость,
N1 k f ( s ) -
увеличение
натяжения
болта
вследствие
его
деформации;
N2 ( s ) - падение натяжения болта вследствие его пластических
деформаций;
s - величина подвижки в соединении, - износ в соединении.
Для стыковых соединений обе добавки N1 N 2 0 .
Если пренебречь изменением скорости подвижки, то скорость V
можно представить в виде:
V
d d ds
V ср ,
dt
ds dt
(3.3)
где V ср — средняя скорость подвижки.
После подстановки (3.2) в (3.1) с учетом (3.3) получим уравнение:
k a k N0 к f ( s ) ( s ) ,
(3.4)
где k K / Vср .
Решение уравнения (3.4) можно представить в виде:
k N0 a
1
1 e
kas
k e ka( s z ) k f ( z ) ( z ) dz ,
s
0
или
k N0 a
1
e
kas
s
k k f ( z ) ( z ) e kazdz N0 a 1 .
0
(3.5)
3.3. Решение общего уравнения для стыковых ФПС
Для стыковых соединений общий интеграл (3.5) существенно
упрощается, так как в этом случае N 1 N 2 0 , и обращаются в 0
функции
f(z)
и
( z ) ,
входящие в (3.5). С учетом сказанного
использование интеграла. (3.5) позволяет получить следующую
формулу для определения величины износа :

208.

1 e kas k N0 a 1
(3.6)
Падение натяжения N при этом составит:
N 1 e kas k N0 ,
а
(3.7)
несущая
соединений
способность
определяется
по
формуле:
T T0 f N T0 f 1 e kas k N 0 a 1
T0 1 1 e kas k a 1 .
(3.8)
Рис.3.2.Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта 24
мм при коэффициенте износа k=5 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм; - l=50 мм;
- l=60 мм; - l=70 мм; - l=40 мм
Как
видно
из
полученной
формулы относительная несущая
способность соединения КТ =Т/Т0
определяется
всего
двумя
параметрами - коэффициентом износа k и жесткостью болта на
растяжение а. Эти параметры могут быть заданы с достаточной
точностью и необходимые для этого данные имеются в справочной
литературе.
На рис. 3.2 приведены зависимости КТ(s) для болта диаметром 24
мм и коэффициента износа k~5×10-8 H-1 при различных значениях
толщины пакета l, определяющей жесткость болта а. При этом для
наглядности несущая способность соединения Т отнесена к своему
начальному значению T0, т.е. графические зависимости представлены
в безразмерной форме. Как видно из
рисунка, с ростом толщины пакета
падает
влияние
износа листов
на
несущую способность соединений. В
целом падение несущей способности
соединений весьма существенно и при
Рис.3.3. Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта
24 мм при коэффициенте износа k=3 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм;
- l=50 мм; - l=60 мм; - l=70 мм; - l=80 мм
реальных величинах подвижки s
2 3см
составляет
для
стыковых

209.

соединений 80-94%. Весьма существенно на характер падений
несущей способности соединения сказывается коэффициент износа k.
На рис.3.3 приведены зависимости несущей способности соединения
от величины подвижки s при k~3×10-8 H-1.
Исследования показывают, что при k > 2 10-7 Н-1 падение несущей
способности соединения превосходит 50%. Такое падение натяжения
должно приводить к существенному росту взаимных смещений
соединяемых деталей и это обстоятельство должно учитываться в
инженерных расчетах. Вместе с тем рассматриваемый эффект будет
приводить к снижению нагрузки, передаваемой соединением. Это
позволяет при использовании ФПС в качестве сейсмоизолирующего
элемента конструкции рассчитывать усилия в ней, моделируя ФПС
демпфером сухого трения.
3.4. Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
Для нахлесточных ФПС общее решение (3.5) определяется видом
функций f(s) и >(s).Функция f(s) зависит от удлинения болта
вследствие искривления его оси. Если принять для искривленной оси
аппроксимацию в виде:
u( x ) s sin
x
2l
(3.9)
,
где x — расстояние от середины болта до рассматриваемой точки
(рис. 3.3), то длина искривленной оси стержня составит:
1
L
2
1
1
2
1
2
2
du
1 dx
dx
1
s 2 2
1
2
2
cos
8l 2 1
2
x
2l
1 s
2
4l
2
dx 1
cos
2l
1
dx
2 2
1 s cos x dx
8l 2
2l
1
2
2
s 2 2
.
8l
Удлинение болта при этом определится по формуле:
s 2 2
l L l
.
8l
(3.10)

210.

Учитывая,
что
приближенность
представления
(3.9)
компенсируется коэффициентом k, который может быть определен из
экспериментальных данных, получим следующее представление для
f(s):
2
f(s) s
l
.
Для дальнейшего необходимо учесть, что деформирование тела
болта будет иметь место лишь до момента срыва его головки, т.е. при
s < s0. Для записи этого факта воспользуемся единичной функцией
Хевисайда :
f(s)
s2
( s s0 ).
l
(3.11)
Перейдем теперь к заданию функции (s). При этом необходимо
учесть следующие ее свойства:
1. пластика проявляется лишь при превышении подвижкой s
некоторой величины Sпл, т.е. при Sпл<s<S0.
2. предельное натяжение стержня не превосходит усилия Nт, при
котором напряжения в стержне достигнут предела текучести,
т.е.:
lim ( N0 кf ( s ) ( s )) 0 .
(3.12)
s
Указанным условиям удовлетворяет функция (s) следующего
вида:
( s ) N пл ( NТ N пл ) ( 1 e q( s S пл ) ) 1 ( s s0 ) ( s S пл).
(3.13)
Подстановка выражений (3.11, 3.12) в интеграл (3.5) приводит к
следующим зависимостям износа листов пакета от перемещения s:
при s<Sпл
s
N0
k
2
2
( 1 e k1as ) s 2
s
1 e k1as
2
a
al
k1a
k1a
при Sпл< s<S0
,
(3.14)

211.

( s ) I ( Sпл ) k1(
( S пл s )
e
e
),
NT
N N пл
1 ek1a( S пл s ) T
k1a
k1 a
(3.15)
k1a( S пл s )
при s<S0
( s ) II ( S0 )
N ( S0 )
( 1 e k 2 a( s S0 ) ).
a
Несущая
способность
(3.16)
соединения
определяется
при
этом
выражением:
(3.17)
T T0 fv a .
Здесь fv— коэффициент трения, зависящий в общем случае от
скорости
подвижки
v.
Ниже
мы
используем
наиболее
распространенную зависимость коэффициента трения от скорости,
записываемую в виде:
f
f0
1 kvV
,
(3.18)
где kv — постоянный коэффициент.
Предложенная
зависимость
содержит
9
неопределенных
параметров:
k1, k2, kv, S0, Sпл, q, f0, N0, и k0. Эти параметры должны
определяться из данных эксперимента.
В отличие от стыковых соединений в формуле (3.17) введено два
коэффициента
износа
-
на
втором
участке
диаграммы
деформирования износ определяется трением между листами пакета
и характеризуется коэффициентом износа k1, на третьем участке
износ определяется трением между шайбой болта и наружным
листом пакета; для его описания введен коэффициент износа k2.
На
рис.
3.4
приведен
пример
теоретической
диаграммы
деформирования при реальных значениях параметров k1 = 0.00001;
k2 =0.000016; kv = 0.15; S0 = 10 мм; Sпл = 4 мм; f0 = 0.3; N0 = 300 кН.
Как видно из рисунка, теоретическая диаграмма деформирования
соответствует описанным выше экспериментальным диаграммам.

212.

Рис. 3.4
Теоретическая диаграмма деформирования ФПС

213.

26
4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями необходимы
фактические
данные
о
параметрах
исследуемых
соединений.
Экспериментальные
исследования работы ФПС достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования
были начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были получены записи Т(s)
для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами диаметром 22, 24,
27 и 48 мм. Принятые размеры образцов обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм
являются наиболее распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение становится громоздким.
Для уменьшения числа болтов необходимо увеличение их диаметра. Поэтому было
рассмотрено ФПС с болтами наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на
рис. 4.1.
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами 48 мм
Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки 10ХСНД.
Высокопрочные болты были изготовлены тензометрическими из стали 40Х "селект" в
соответствии с требованиями [6]. Контактные поверхности пластин были обработаны
протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41 после дробеструйной очистки. Болты
были предварительно протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с тарировочными
зависимостями ручным ключом на заданное усилие натяжения N0.
4.

214.

АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями
необходимы
соединений.
фактические
данные
Экспериментальные
о
параметрах
исследования
исследуемых
работы
ФПС
достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования были
начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были
получены
записи
Т(s)
для
нескольких
одноболтовых
и
четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с
болтами диаметром 22, 24, 27 и 48 мм. Принятые размеры образцов
обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм являются наиболее
Рис. 4.1 Общий вид образцов
распространенными. Однако при этом в соединении
ПС с болтами 48 мм
необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение
становится громоздким. Для уменьшения числа болтов необходимо
увеличение их диаметра. Поэтому было рассмотрено ФПС с болтами
наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на рис.
4.1.

215.

Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки
10ХСНД.
Высокопрочные
тензометрическими
требованиями
из
[6].
стали
болты
40Х
Контактные
были
"селект"
в
поверхности
изготовлены
соответствии
пластин
с
были
обработаны протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41
после
дробеструйной
очистки.
Болты
были
предварительно
протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с
тарировочными зависимостями ручным ключом на заданное усилие
натяжения N0.
Испытания проводились на пульсаторах в НИИ мостов и на
универсальном динамическом стенде УДС-100 экспериментальной
базы ЛВВИСКУ. В испытаниях на стенде импульсная нагрузка на ФПС
обеспечивалась путем удара движущейся массы М через резиновую
прокладку в рабочую тележку, связанную с ФПС жесткой тягой.
Масса и скорость тележки, а также жесткость прокладки подбирались
таким образом, чтобы при неподвижной рабочей тележке получился
импульс силы с участком, на котором сила сохраняет постоянное
значение, длительностью около 150 мс. Амплитудное значение
импульса силы подбиралось из условия некоторого превышения
несущей способности ФПС. Каждый образец доводился до реализации
полного смещения по овальному отверстию.
Во
время
испытаний
на
стенде
и
пресс-пульсаторах
контролировались следующие параметры:
• величина динамической продольной силы в пакете ФПС;
• взаимное смещение пластин ФПС;
• абсолютные скорости сдвига пластин ФПС;
• ускорение движения пластин ФПС и ударные массы (для
испытаний на стенде).

216.

После
каждого
нагружения
проводился
замер
напряжения
высокопрочного болта.
Из полученных в результате замеров данных наибольший интерес
представляют для нас зависимости продольной силы, передаваемой
на соединение (несущей способности ФПС), от величины подвижки S.
Эти зависимости могут быть получены теоретически по формулам,
приведенным выше в разделе 3. На рисунках 4.2 - 4.3 приведено
графическое
Рис. 4.2, 4.3 Экспериментальные диаграммы деформирования
ФПС для болтов 22 мм и 24 мм.
представление полученных диаграмм деформирования ФПС. Из
рисунков видно, что характер зависимостей Т(s) соответствует в
целом принятым гипотезам и результатам теоретических построений
предыдущего раздела. В частности, четко проявляются три участка
деформирования
соединения,
соединения:
после
до
проскальзывания
проскальзывания
листов
элементов
пакета
и
после
проскальзывания шайбы относительно наружного листа пакета.
Вместе
с
тем,
необходимо
отметить
существенный
разброс
полученных диаграмм. Это связано, по-видимому, с тем, что в
проведенных испытаниях принят наиболее простой приемлемый
способ обработки листов пакета. Несмотря на наличие существенного
разброса,
полученные
дальнейшей обработки.
диаграммы
оказались
пригодными
для

217.

В результате предварительной обработки экспериментальных
данных построены диаграммы деформирования нахлесточных ФПС. В
соответствии с ранее изложенными теоретическими разработками
эти диаграммы должны описываться уравнениями вида (3.14). В
указанные уравнения входят 9 параметров:
N0— начальное натяжение; f0 — коэффициент трения покоя;
k0
—
коэффициент,
определяющий
влияние
скорости
на
коэффициент трения скольжения;
k1— коэффициент износа по контакту трущихся листов пакета;
k2— коэффициент износа по контакту листа и шайбы;
Sпл
—
предельное
смещение,
при
котором
возникают
пластические деформации в теле болта;
S0— предельное смещение, при котором возникает срыв шайбы
болта относительно листа пакета;
к — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения
болта вследствие геометрической нелинейности его работы;
q — коэффициент, характеризующий уменьшение натяжения
болта вследствие его пластической работы.
Обработка
экспериментальных
данных
заключалась
в
определении этих 9 параметров. При этом параметры варьировались
на сетке их возможных значений. Для каждой девятки значений
параметров по методу наименьших квадратов вычислялась величина
невязки
между
деформирования,
расчетной
причем
и
экспериментальной
невязка
суммировалась
диаграммами
по
точкам
цифровки экспериментальной диаграммы.
Для поиска искомых значений параметров для болтов диаметром
24 мм последние варьировались в следующих пределах:
k1, k2— от 0.000001 до 0.00001 с шагом 0.000001 Н; kv— от 0 до 1 с
шагом 0.1 с/мм;

218.

S0 — от величины Sпл до 25 с шагом 1 мм; Sпл — от 1 до 10 с шагом
1 мм;
q— от 0.1 до 1 с шагом 0.1 мм~1; f0— от 0.1 до 0.5 с шагом 0.05;
N0— от 30 до 60 с шагом 5 кН; к — от 0.1 до 1 с шагом 0.1;
Н
а рис.
4.4 и
4.5
приве
дены
харак
терн
Рис. 4.5
Рис.4.4
ые
диаграммы деформирования ФПС, полученные экспериментально и
соответствующие
им
теоретические
диаграммы.
Сопоставление
расчетных и натурных данных указывают на то, что подбором
параметров ФПС удается добиться хорошего совпадения натурных и
расчетных диаграмм деформирования ФПС. Расхождение диаграмм
на конечном их участке обусловлено резким падением скорости
подвижки
перед
остановкой,
не
учитываемым
в
рамках
предложенной теории расчета ФПС. Для болтов диаметром 24 мм
было обработано 8 экспериментальных диаграмм деформирования.
Результаты определения параметров соединения для каждой из
подвижек приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения параметров ФПС
k ,
параметры k1106, k2
S0, SПЛ
q,
1
6
N подвижки кН10 , с/мм мм мм
мм-1
1
кН1
11
32
0.25 11
9 0.0000
2
8
15
0,24 8
7 0.0004
1
3
12
27
0.44 13.5 11.2 0.0001
4
4
7
14
0.42 14.6 12 0.0001
2
1
f0
N0 ,
к
0.34
0.36
0.39
0.29
105
152
125
193
260
90
230
130
кН

219.

5
6
7
8
14
6
8
8
35
11
20
15
0.1
0.2
0.2
0.3
8
12
19
9
4.2
9
16
2.5
0.0006
0.0000
0.0000
2
0.0002
1
8
0.3
0.3
0.3
0.35
370
120
106
154
310
100
130
75
Приведенные в таблице 4.1 результаты вычислений параметров
соединения
были
статистически
обработаны
и
получены
математические ожидания и среднеквадратичные отклонения для
каждого из параметров. Их значения приведены в таблице 4.2. Как
видно
из
приведенной
таблицы,
значения
параметров
характеризуются значительным разбросом. Этот факт затрудняет
применение
одноболтовых
ФПС
с
поверхности (обжиг листов пакета).
одноболтовых
к
многоболтовым
рассмотренной
обработкой
Вместе с тем, переход от
соединениям
должен
снижать
разброс в параметрах диаграммы деформирования.
Таблица. 4.2.
Результаты статистической обработки значений параметров ФПС
Значения параметров
Параметры
математическо среднеквадратичн
соединени
е
ое
я
6
1
ожидание
отклонение
k1 10 , КН9.25
2.76
6
1
k2 10 , кН21.13
9.06
kv с/мм
0.269
0.115
S0, мм
11.89
3.78
Sпл , мм
8.86
4.32
-1
q, мм
0.00019
0.00022
f0
0.329
0.036
Nо,кН
165.6
87.7
165.6
88.38
5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МНОГОБОЛТОВЫХ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ФПС)

220.

5.1. Общие положения методики расчета
многоболтовых ФПС
Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования
одноболтовых ФПС позволяют перейти к анализу многоболтовых
соединений. Для упрощения задачи примем широко используемое в
исследованиях фрикционных болтовых соединений предположение о
том, что болты в соединении работают независимо. В этом случае
математическое ожидание несущей способности T и дисперсию DT
(или среднеквадратическое отклонение T ) можно записать в виде:
T( s )
DT
(T T )
2
p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k
... T 2 p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k
(5.1)
T ( s , 1 , 2 ,... k ) p1( 1 ) p2 ( 2 )... pk ( k )d 1d 2 ...d k
(5.2)
T
2
T DT
(5.3)
В приведенных формулах:
T ( s , 1 , 2 ,... k ) - найденная выше зависимость несущей способности
T от подвижки s и параметров соединения i; в нашем случае в
качестве параметров выступают коэффициент износа k, смещение
при срыве соединения S0 и др.
pi(ai) — функция плотности распределения i-го параметра; по
имеющимся данным нам известны лишь среднее значение i
и их
стандарт (дисперсия).
Для дальнейших исследований приняты два возможных закона
распределения
возможном
параметров
диапазоне
ФПС:
изменения
равномерное
параметров
в
некотором
min i max
и
нормальное. Если учесть, что в предыдущих исследованиях получены

221.

величины
математических
ожиданий
i и
стандарта
i ,
то
соответствующие функции плотности распределения записываются в
виде:
а) для равномерного распределения
1
pi
при 3 3
2 i 3
(5.4)
и pi = 0 в остальных случаях;
б) для нормального распределения
pi
2
i ai
1
i 2
e
2 i 2
(5.5)
.
Результаты расчетного определения зависимостей T(s) и (s) при
двух законах распределения сопоставляются между собой, а также с
данными натурных испытаний двух, четырех, и восьми болтовых
ФПС.
5.2. Построение уравнений деформирования стыковых
многоболтовых ФПС
Для
вычисления
несущей
способности
соединения
сначала
рассматривается более простое соединение встык. Такое соединение
характеризуется всего двумя параметрами - начальной несущей
способностью Т0 и коэффициентом износа k. При этом несущая
способность одноболтового соединения описывается уравнением:
T=Toe-kas .
(5.6)
В случае равномерного распределения математическое ожидание
несущей способности соединения из п болтов составит:
k T 3
dk
dT
kas
T
e
2
3
2
3
k
T
3
k T 3
T0 T 3
T n
T0 T
nT0 e kas
sh( sa k 3 )
sa k
.
(5.7)

222.

При
нормальном
законе
распределения
математическое
ожидание несущей способности соединения из п болтов определится
следующим образом:
T n
kas
Te
1
T 2
( T T ) 2
e
2 T 2
1
k 2
( k k )2
e
2 k 2
dkdT
( k k )2
( T T ) 2
2
2
1
1
2 k
2 T
kas
n
Te
dT
e
e
dk
.
T 2
k 2
Если
учесть,
что
математическим
для
ожиданием
любой
случайной
функцией
x
величины
распределения
x
с
р(х}
выполняется соотношение:
x
x p( x ) dx ,
то первая скобка. в описанном выражении для вычисления
несущей
способности
соединения
Т
равна
математическому
ожиданию начальной несущей способности Т0. При этом:
T nT0
kas
1
k 2
e
( k k )2
2 k 2
dk .
Выделяя в показателе степени полученного выражения полный
квадрат, получим:
T nT0
nT0
1
k 2
1
k 2
k k as k2 2 as k as k2
e
2 k2
2
dk
2
as 2
k k as k2
k
as k
2
2 k2
e
e
dk .
Подынтегральный член в полученном выражении с учетом
множителя
1
k 2
представляет не что иное, как функцию плотности
нормального распределения с математическим ожиданием k as k2 и

223.

среднеквадратичным отклонением k . По этой причине интеграл в
полученном выражении тождественно равен 1
и выражение для
несущей способности соединения принимает окончательный вид:
T nT0 e
ask
a 2 s 2 k2
2
.
(5.8)
Соответствующие принятым законам распределения дисперсии
составляют:
для равномерного закона распределения
T2
2
1 2 F ( 2 x ) F ( x ) ,
T0
2 2 ask
D nT0 e
где F ( x )
(5.9)
shx
; x sa k 3
x
для нормального закона распределения
2
2
2 1 A
A1
2
D n T0 T 1 ( A1 ) e T0 e 1 ( A ) ,
2
(5.10)
где A1 2 as( k2 as k ).
Представляет интерес сопоставить полученные зависимости с
аналогичными
зависимостями,
выведенными
выше
для
одноболтовых соединений.
Рассмотрим,
прежде
всего,
характер
изменения
несущей
способности ФПС по мере увеличения подвижки s и коэффициента
износа
k
для
случая
использования
равномерного
закона
распределения в соответствии с формулой (5.4). Для этого введем по
аналогии с (5.4) безразмерные характеристики изменения несущей
способности:
относительное падение несущей способности
sh( x )
kas
T
x
1
e
nT0
.
(5.11)

224.

коэффициент перехода от одноболтового к многоболтовому
соединению
T
1
nT0 e
kas
Наконец
sh( x )
.
x
для
(5.12)
относительной
величины
среднеквадратичного
отклонения с с использованием формулы (5.9) нетрудно получить
1
nT0 e kas
2
1
T2 sh2 x shx
1
.
2 2 x
n
x
T0
(5.13)
Аналогичные зависимости получаются и для случая нормального
распределения:
2
1 A
e 1 ( A ) ,
2
(5.14)
2 2
k s
1 2 kas
2 e
1 ( A )
2
2
T2
1
1 2
n
T0
,
(5.15)
2
1 ( A ) e A1 1 e A 1 ( A ) ,
1
2
(5.16)
где
k2 s 2
A
2 s ka ,
2
A1 2 As ( k2 sa k ) ,
( A )
2
A
e
z2
dz .
0
На рис. 5.1 - 5.2 приведены зависимости i и i от величины
подвижки s. Кривые построены при тех же значениях переменных,
что использовались нами ранее при построении зависимости T/T0 для
одноболтового соединения. Как видно из рисунков, зависимости
i ( k , s ) аналогичны
зависимостям,
полученным
для
одноболтовых
соединений, но характеризуются большей плавностью, что должно
благоприятно сказываться на работе соединения и конструкции в
целом.

225.

Особый интерес представляет с нашей точки зрения зависимость коэффициента перехода
i ( k ,a, s ) .
По своему смыслу математическое ожидание несущей способности многоболтового соединения T
получается из несущей способности одноболтового соединения Т1 умножением на , т.е.:
T T1
Согласно (5.12)
(5.17)
lim x 1 . В частности, 1 при неограниченном увеличении
математического ожидания коэффициента износа k или смещения s. Более того, при выполнении условия
k k 3
(5.18)
будет иметь место неограниченный рост несущей способности ФПС с увеличением подвижки s, что
противоречит смыслу задачи.
Полученный результат ограничивает возможность применения равномерного распределения условием
(5.18).
Что касается нормального распределения, то возможность его применения определяется пределом:
lim 2
s
1
lim e ( kas A ) 1 ( A ) .
2 s
Для анализа этого предела учтем известное в теории вероятности соотношение:
x2
1 2 1
lim 1 x lim
e
.
x
x
x
2

226.

1=
а)
2=Т/nT0
S, мм
Подвижка S, мм
Рис.5.1. Графики зависимости расчетного снижения несущей способности ФПС от величины подвижки в
соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; ▼ - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм;

227.

1
а)
S, мм
Коэффициент перехода 2
б)
Подвижка S, мм
Рис.5.2. Графики зависимости коэффициента перехода от одноболтового к многоболтовому ФПС от
величины подвижки в соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС

228.

● - l=20мм; - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм
С учетом сказанного получим:
1
1
lim 2 lim e kas A
e
s
s 2
2
A2
2
1
0.
A
(5.19)
Предел (5.19) указывает на возможность применения нормального закона распределения при любых
соотношениях k и k.
Результаты обработки экспериментальных исследований, выполненные ранее, показывают, что разброс
значений несущей способности ФПС для случая обработки поверхностей соединяемых листов путем
нанесения грунтовки ВЖС достаточно велик и достигает 50%. Однако даже в этом случае применение ФПС
вполне приемлемо, если перейти от одноболтовых к многоболтовым соединениям. Как следует из
полученных
формул
(5.13,
5.16),
для
среднеквадратичного
отклонения
1
последнее
убывает
пропорционально корню из числа болтов. На рисунке 5.3 приведена зависимость относительной величины
среднеквадратичного отклонения 1 от безразмерного параметра х для безразмерной подвижки 2-х, 4-х, 9-ти
и 16-ти болтового соединений. Значения T и
T0 приняты в соответствии с данными выполненных
экспериментальных исследований. Как видно из графика, уже для 9-ти болтового соединения разброс
значений несущей способности Т не превосходит 25%, что следует считать вполне приемлемым.
Рис.5.3. Зависимость относительного разброса несущей
способности ФПС от величины подвижки при различном
числе болтов n

229.

5.3. Построение уравнений деформирования
нахлесточных многоболтовых соединений
Распространение использованного выше подхода на расчет нахлесточных соединений достаточно
громоздко из-за большого количества случайных параметров, определяющих работу соединения. Однако с
практической точки зрения представляется важным учесть лишь максимальную силу трения Тmax, смещение
при срыве соединения S0 и коэффициент износа k. При этом диаграмма деформирования соединения между
точками (0,Т0) и (S0, Tmax) аппроксимируется линейной зависимостью. Для учета излома графика T(S) в точке S0
введена функция :
1 при 0 S S 0
0 при S S 0
S , S 0
(5.20)
При этом диаграмма нагружения ФПС описывается уравнением:
T ( S ) T1( S , S0 ,T0 ,Tmax ) ( S , S0 ) T2 ( S ,Tmax ,k , S0 ) 1 ( S , S0 ) ,
где T1( S ) T0 ( Tmax T0 )
S
,
S0
(5.21)
T2 ( S ) Tmax e ka( S S0 ) .
Математическое ожидание несущей способности нахлесточного соединения из n болтов определяется
следующим интегралом:
T n
T
( S ) p( k ) p( S0 ) p( Tmax ) dk dS0 dT0 dTmax n I 1 I 2
(5.22)
k S0 T0 Tmax
Обратимся сначала к вычислению первого интеграла. После подстановки в (5.22) представления для Т1
согласно (5.20) интеграл I1 может быть представлен в виде суммы трех интегралов:
s
T0 ( Tmax T0 ) s , S 0 p( S 0 ) p( T0 ) p( Tmax )
S0
S0 T0 Tmax
dS 0 dT0 dTmax I 1,1 I 1,2 I 1,3
I1
где
I1,1
T0 p( T0 ) ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax )dTmax dS0 dT0
S0 T0 Tmax
T0 p( T0 )dT0 s , S0 p( S0 )dS0 Tmax p( Tmax )dTmax
T0
S0
Tmax
Если учесть, что для любой случайной величины x выполняются соотношения:
(5.23)

230.

xp( x )dx x ,
p( x )dx 1
и
то получим
I 1,1 T ( s , S0 )p( S0 ) dS0 .
S0
Аналогично
I1,2
Tmax
S0 T0 Tmax
T max
( s , S0 )
S0
S0
I1,3
T0
S0 T0 Tmax
T0
( s , S0 )
S0
S0
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
p( S0 ) dS0 .
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
p( S0 ) dS0 .
Если ввести функции
1 ( s ) ( s , S 0 ) p( S 0 ) dS0
(5.24)
и
1( s )
( s , S0 )
S0
p( S 0 ) dS0 ,
(5.25)
то интеграл I1 можно представить в виде:
I 1 T 1( s ) ( T max T 0 )s 2 ( s ).
(5.26)
Если учесть, что на первом участке s < S0, то с учетом (5.20) формулы (5.24) и (5.25) упростятся и примут
вид:
1( s ) p( S0 )dS0
s
(5.27)

231.

2( s )
s
p( S0 )
dS0 .
S0
(5.28)
Для нормального распределения p(S0) функция 1 1 erf ( s ) , а
функция записывается в виде:
( S0 S 0 )2
2
s
e
2 s2
(5.29)
dS0 .
S0
Для равномерного распределения функции 1 и 2 могут быть
представлены аналитически:
1 при s S 0 s 3
1 S0 s 3 s при S 0 s 3 s S 0 s 3
0 при s S 0 s 3 .
(5.30)
S0 s 3
1
ln
при s S 0 s 3
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
1
2
ln
при S 0 s 3 s S 0 s 3
s
2
3
s
0 при s S 0 s 3
(5.31)
Аналитическое
представление
для
интеграла
(5.23)
весьма
сложно. Для большинства видов распределений его целесообразно
табулировать; для равномерного распределения интегралы I1 и I2
представляются в замкнутой форме:
S0 s 3
S
ln
при S S 0 s 3
T 0 ( T max T 0 )
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
S0 s 3
1
( T max T 0 )S ln
I1
T 0 S 0 s 3 S ln
s
s
2 s 3
при S 0 s 3 S S 0 s 3
0 при S S 0 3
s
(5.32)
0 при S S 0 s 3
I2 T m
F( S ) F( s 3 )
2 s 3
(5.33)
при
S S0 s 3,

232.

причем F ( x ) Ei ax( k k 3 ) Ei ax( k k 3 ) . В формулах (5.32, 5.33)
Ei - интегральная показательная функция.
Полученные
экспериментальных
формулы
исследований
подтверждены
многоболтовых
результатами
соединений
и
рекомендуются к использованию при проектировании сейсмостойких
конструкций с ФПС.

233.

42
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И СООРУЖЕНИЙ С
ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология изготовления ФПС включает выбор материала элементов соединения,
подготовку контактных поверхностей, транспортировку и хранение деталей, сборку
соединений. Эти вопросы освещены ниже.
6.1. Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС
и опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77, гайки по ГОСТ
22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной поверхности по указаниям
раздела 6.4 настоящего пособия. Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные
площади поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номиналь
Расчетная
Высота
Высота
ный
площадь
головки
гайки
12
15
диаметр по сечения
телу по резьбе
по
болта
16
201
157
Размер
Диаметр
Размеры шайб
Толщина
Диаметр
под ключ опис.окр.
внутр.
нар.
гайки
27
29,9
4
18
37
18
255
192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314
245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380
303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453
352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573
459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707
560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018
816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386
1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810
1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75 назначается в
соответствии с данными табл.6.2.
6.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И

234.

СООРУЖЕНИЙ С ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология
элементов
изготовления
соединения,
транспортировку
и
ФПС
включает
подготовку
хранение
выбор
контактных
деталей,
сборку
материала
поверхностей,
соединений.
Эти
вопросы освещены ниже.
6.1.
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС и
опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 55377, гайки по ГОСТ 22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой
опорной поверхности по указаниям раздела 6.4 настоящего пособия.
Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные площади
поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номина Расчетная
льный
диаметр
болта
Высота Высот Разме Диамет
площадь головк
сечения
и
а
р под
р
Размеры шайб
Диаметр
внут нар.
на
Толщи
гайки ключ опис.ок
по
р.
р. гайки
по телу по
16
201 резьбе
157
12
15
27
29,9
4
18
37
18
255 192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314 245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380 303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453 352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573 459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707 560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018 816
23
29
55
60,8
6
39
78

235.

42
1386 1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810 1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 2235575 назначается в соответствии с данными табл.6.2.
Таблица 6.2.
Номинальна Длина резьбы 10 при номинальном диаметре
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
я
длина резьбы d
40
*
45
38 *
стержня
50
38 42 *
55
38 42 46 *
60
38 42 46 50 *
65
38 42 46 50 54
70
38 42 46 50 54 60
75
38 42 46 50 54 60 66
80
38 42 46 50 54 60 66
85
38 42 46 50 54 60 66
90
38 42 46 50 54 60 66 78
95
38 42 46 50 54 60 66 78
100
38 42 46 50 54 60 66 78
105
38 42 46 50 54 60 66 78 90
110
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
115
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
120
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
125
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
130
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
140
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
150
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
160,
170,
190,
200, 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108
180
240,260,280,
220
Примечание:
знаком * отмечены болты с резьбой по всей длине стержня.
300
Для консервации контактных поверхностей стальных деталей
следует применять фрикционный грунт ВЖС 83-02-87 по ТУ. Для
нанесения на опорные поверхности шайб методом плазменного
напыления антифрикционного покрытия следует применять в
качестве материала подложки интерметаллид ПН851015 по ТУ14-1-3282-81, для несущей структуры - оловянистую бронзу
БРОФ10-8 по ГОСТ, для рабочего тела - припой ПОС-60 по ГОСТ.

236.

Примечание: Приведенные данные действительны при сроке
хранения несобранных конструкций до 1 года.
6.2. Конструктивные требования к соединениям
В
конструкциях
соединений
должна
быть
обеспечена
возможность свободной постановки болтов, закручивания гаек и
плотного
стягивания
постановки
с
пакета
болтами
применением
во
всех
местах
динамометрических
ключей
их
и
гайковертов.
Номинальные
диаметры
круглых
и
ширина
овальных
отверстий в элементах для пропуска высокопрочных болтов
принимаются по табл.6.3.
Таблица 6.3.
Группа
Номинальный диаметр болта в мм.
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
соединений
Определяющи 17 19 21 23 25 28 32 37 44 50
х геометрию
Не
20
23
25
28
30
33
36
40
45
52
определяющи
Длины овальных
х геометрию
отверстий
в
элементах
для
пропуска
высокопрочных болтов назначают по результатам вычисления
максимальных абсолютных смещений соединяемых деталей для
каждого ФПС по результатам предварительных расчетов при
обеспечении
несоприкосновения
болтов
о
края
овальных
отверстий, и назначают на 5 мм больше для каждого возможного
направления смещения.
ФПС следует проектировать возможно более компактными.
Овальные отверстия одной детали пакета ФПС могут быть не
сонаправлены.
Размещение болтов в овальных отверстиях при сборке ФПС
устанавливают
с
учетом
назначения
смещений соединяемых элементов.
ФПС
и
направления

237.

При необходимости в пределах одного овального отверстия
может быть размещено более одного болта.
Все
контактные
поверхности
деталей
ФПС,
являющиеся
внутренними для ФПС, должны быть обработаны грунтовкой
ВЖС 83-02-87 после дробеструйной (пескоструйной) очистки.
Не допускается осуществлять подготовку тех поверхностей
деталей ФПС, которые являются внешними поверхностями ФПС.
Диаметр болтов ФПС следует принимать не менее 0,4 от
толщины соединяемых пакета соединяемых деталей.
Во всех случаях несущая способность основных элементов
конструкции, включающей ФПС, должна быть не менее чем на
25%
больше
несущей
способности
ФПС
на
фрикционно-
неподвижной стадии работы ФПС.
Минимально
допустимое
расстояние
от
края
овального
отверстия до края детали должно составлять:
- вдоль направления смещения >= 50 мм.
- поперек направления смещения >= 100 мм.
В соединениях прокатных профилей с непараллельными
поверхностями
полок
или
при
наличии
непараллельности
наружных плоскостей ФПС должны применяться клиновидные
шайбы, предотвращающие перекос гаек и деформацию резьбы.
Конструкции
ФПС
и
конструкции,
обеспечивающие
соединение ФПС с основными элементами сооружения, должны
допускать
возможность
ведения
последовательного
не
нарушающего связности сооружения ремонта ФПС.
6.3. Подготовка контактных поверхностей элементов
и методы контроля.
Рабочие контактные поверхности элементов и деталей ФПС
должны быть подготовлены посредством либо пескоструйной

238.

очистки
в
соответствии
с
указаниями
ВСН
163-76,
либо
дробеструйной очистки в соответствии с указаниями.
Перед обработкой с контактных поверхностей должны быть
удалены заусенцы, а также другие дефекты, препятствующие
плотному прилеганию элементов и деталей ФПС.
Очистка должна производиться в очистных камерах или под
навесом,
или
на
открытой
площадке
при
отсутствии
атмосферных осадков.
Шероховатость поверхности очищенного металла должна
находиться в пределах 25-50 мкм.
На очищенной поверхности не должно быть пятен масел,
воды и других загрязнений.
Очищенные
контактные
соответствовать
первой
поверхности
степени
удаления
должны
окислов
и
обезжиривания по ГОСТ 9022-74.
Оценка
шероховатости
контактных
поверхностей
производится визуально сравнением с эталоном или другими
апробированными способами оценки шероховатости.
Контроль степени очистки может осуществляться внешним
осмотром поверхности при помощи лупы с увеличением не менее
6-ти кратного. Окалина, ржавчина и другие загрязнения на
очищенной поверхности при этом не должны быть обнаружены.
Контроль
степени
обезжиривания
осуществляется
следующим образом: на очищенную поверхность наносят 2-3
капли бензина и выдерживают не менее 15 секунд. К этому
участку поверхности прижимают кусок чистой фильтровальной
бумаги и держат до полного впитывания бензина. На другой
кусок фильтровальной бумаги наносят 2-3 капли бензина. Оба
куска выдерживают до полного испарения бензина. При дневном
освещении
сравнивают
внешний
вид
обоих
кусков

239.

фильтровальной
бумаги.
Оценку
степени
обезжиривания
определяют по наличию или отсутствию масляного пятна на
фильтровальной бумаге.
Длительность
перерыва
между
пескоструйной
очисткой
поверхности и ее консервацией не должна превышать 3 часов.
Загрязнения, обнаруженные на очищенных поверхностях, перед
нанесением консервирующей грунтовки ВЖС 83-02-87 должны
быть
удалены
жидким
калиевым
стеклом
или
повторной
очисткой. Результаты проверки качества очистки заносят в
журнал.
6.4. Приготовление и нанесение протекторной
грунтовки ВЖС 83-02-87. Требования к
загрунтованной поверхности. Методы контроля
Протекторная грунтовка ВЖС 83-02-87 представляет собой
двуупаковочный
лакокрасочный
материал,
состоящий
из
алюмоцинкового сплава в виде пигментной пасты, взятой в
количестве 66,7% по весу, и связующего в виде жидкого
калиевого стекла плотностью 1,25, взятого в количестве 33,3%
по весу.
Каждая
партия
документации
поступившие
на
материалов
соответствие
без
должна
ТУ.
быть
проверена
Применять
документации
по
материалы,
завода-изготовителя,
запрещается.
Перед смешиванием составляющих протекторную грунтовку
ингредиентов
следует
довести
жидкое
калиевое
стекло
до
необходимой плотности 1,25 добавлением воды.
Для приготовления грунтовки ВЖС 83-02-87 пигментная
часть и связующее тщательно перемешиваются и доводятся до
рабочей вязкости 17-19 сек. при 18-20°С добавлением воды.

240.

Рабочая вязкость грунтовки определяется вискозиметром ВЗ4 (ГОСТ 9070-59) по методике ГОСТ 17537-72.
Перед
и
во
время
нанесения
следует
перемешивать
приготовленную грунтовку до полного поднятия осадка.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
сохраняет
малярные
свойства
(жизнеспособность) в течение 48 часов.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87 наносится под навесом или в
помещении. При отсутствии атмосферных осадков нанесение
грунтовки можно производить на открытых площадках.
Температура воздуха при произведении работ по нанесению
грунтовки ВЖС 83-02-87 должна быть не ниже +5°С.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
может
наноситься
методами
пневматического распыления, окраски кистью, окраски терками.
Предпочтение следует отдавать пневматическому распылению.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится за два раза по взаимно
перпендикулярным
направлениям
с
промежуточной
сушкой
между слоями не менее 2 часов при температуре +18-20°С.
Наносить грунтовку следует равномерным сплошным слоем,
добиваясь окончательной толщины нанесенного покрытия 90110 мкм. Время нанесения покрытия при естественной сушке при
температуре воздуха 18-20 С составляет 24 часа с момента
нанесения последнего слоя.
Сушка загрунтованных элементов и деталей во избежание
попадания
атмосферных
осадков
и
других
загрязнений
на
невысохшую поверхность должна проводится под навесом.
Потеки, пузыри, морщины, сорность, не прокрашенные места
и другие дефекты не допускаются. Высохшая грунтовка должна
иметь серый матовый цвет, хорошее сцепление (адгезию) с
металлом и не должна давать отлипа.

241.

Контроль
толщины
покрытия
осуществляется
магнитным
толщиномером ИТП-1.
Адгезия определяется методом решетки в соответствии с
ГОСТ
15140-69
на
контрольных
образцах,
окрашенных
по
принятой технологии одновременно с элементами и деталями
конструкций.
Результаты
проверки
качества
защитного
покрытия
заносятся в Журнал контроля качества подготовки контактных
поверхностей ФПС.
6.4.1 Основные требования по технике безопасности
при работе
с грунтовкой ВЖС 83-02-87
Для обеспечения условий труда необходимо соблюдать:
"Санитарные
применением
правила
ручных
при
окрасочных
распылителей"
работах
с
(Министерство
здравоохранения СССР, № 991-72)
"Инструкцию по санитарному содержанию помещений и
оборудования производственных предприятий" (Министерство
здравоохранения СССР, 1967 г.).
При
пневматическом
увеличения
методе
туманообразования
распыления,
и
расхода
во
избежание
лакокрасочного
материала, должен строго соблюдаться режим окраски. Окраску
следует производить в респираторе и защитных очках. Во время
окрашивания
в
располагаться
таким
материала
имела
закрытых
образом,
направление
помещениях
чтобы
струя
маляр
должен
лакокрасочного
преимущественно
в
сторону
воздухозаборного отверстия вытяжного зонта. При работе на
открытых площадках маляр должен расположить окрашиваемые

242.

изделия так, чтобы ветер не относил распыляемый материал в
его сторону и в сторону работающих вблизи людей.
Воздушная магистраль и окрасочная аппаратура должны
быть оборудованы редукторами давления и манометрами. Перед
началом
работы
маляр
должен
проверить
герметичность
шлангов, исправность окрасочной аппаратуры и инструмента, а
также
надежность
присоединения
краскораспределителю
воздушных
и
шлангов
воздушной
к
сети.
Краскораспределители, кисти и терки в конце рабочей смены
необходимо
тщательно
очищать
и
промывать
от
остатков
грунтовки.
На каждом бидоне, банке и другой таре с пигментной частью
и связующим должна быть наклейка или бирка с точным
названием и обозначением этих материалов. Тара должна быть
исправной с плотно закрывающейся крышкой.
При приготовлении и нанесении грунтовки ВЖС 83-02-87
нужно соблюдать осторожность и не допускать ее попадания на
слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
Рабочие
и
ИТР,
работающие
на
участке
консервации,
допускаются к работе только после ознакомления с настоящими
рекомендациями, проведения инструктажа и проверки знаний по
технике
безопасности.
На
участке
консервации
и
в
краскозаготовительном помещении не разрешается работать без
спецодежды.
Категорически запрещается прием пищи во время работы.
При попадании составных частей грунтовки или самой грунтовки
на слизистые оболочки глаз или дыхательных путей необходимо
обильно промыть загрязненные места.

243.

6.4.2 Транспортировка и хранение элементов и
деталей, законсервированных грунтовкой
ВЖС 83-02-87
Укладывать,
законсервированные
исключить
хранить
и
элементы
возможность
и
транспортировать
детали
нужно
механического
так,
чтобы
повреждения
и
загрязнения законсервированных поверхностей.
Собирать можно только те элементы и детали, у которых
защитное
покрытие
высохло.
контактных
Высохшее
защитное
поверхностей
полностью
покрытие
контактных
поверхностей не должно иметь загрязнений, масляных пятен и
механических повреждений.
При наличии загрязнений и масляных пятен контактные
поверхности
должны
быть
обезжирены.
Обезжиривание
контактных поверхностей, законсервированных ВЖС 83-02-87,
можно
производить
водным
раствором
жидкого
калиевого
стекла с последующей промывкой водой и просушиванием.
Места механических повреждений после обезжиривания должны
быть подконсервированы.
6.5. Подготовка и нанесение антифрикционного
покрытия на опорные поверхности шайб
Производится очистка только одной опорной поверхности
шайб в дробеструйной камере каленой дробью крупностью не
более 0,1 мм. На отдробеструенную поверхность шайб методом
плазменного напыления наносится подложка из интерметаллида
ПН851015 толщиной . …..м. На подложку из интерметаллида
ПН851015 методом плазменного напыления наносится несущий
слой
оловянистой
бронзы
БРОФ10-8.
На
несущий
слой

244.

оловянистой бронзы БРОФ10-8 наносится способом лужения
припой ПОС-60 до полного покрытия несущего слоя бронзы.
6.6. Сборка ФПС
Сборка
ФПС
фрикционным
проводится
покрытием
с
использованием
одной
из
шайб
поверхностей,
с
при
постановке болтов следует располагать шайбы обработанными
поверхностями внутрь ФПС.
Запрещается
деталей
ФПС.
очищать
внешние
Рекомендуется
поверхности
использование
внешних
неочищенных
внешних поверхностей внешних деталей ФПС.
Каждый болт должен иметь две шайбы (одну под головкой,
другую под гайкой). Болты и гайки должны быть очищены от
консервирующей смазки, грязи и ржавчины, например, промыты
керосином и высушены.
Резьба болтов должна быть прогнана путем провертывания
гайки от руки на всю длину резьбы. Перед навинчиванием гайки
ее резьба должна быть покрыта легким слоем консистентной
смазки.
Рекомендуется следующий порядок сборки:
совмещают отверстия в деталях и фиксируют их взаимное
положение;
устанавливают
гайковертами
на
болты
90%
от
и
осуществляют
проектного
их
усилия.
натяжение
При
сборке
многоболтового ФПС установку болтов рекомендуется начать с
болта находящегося в центре тяжести поля установки болтов, и
продолжать установку от центра к границам поля установки
болтов;
после
проверки
герметизацию ФПС;
плотности
стягивания
ФПС
производят

245.

болты затягиваются до нормативных усилий натяжения
динамометрическим ключом.

English Русский Rules