Свая

(51) 02 5/30 (2006.01) 02 27/35 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ- число ветвей укороченной гипоциклоиды,36. Постоянный параметр укороченной гипоциклоиды , радиус направляющей окружности укороченной гипоциклоиды , радиус окружности,перекатываемой без скольжения внутри направляющей окружностии фиксированное расстояние от центра круга, катящегося без скольжения по направляющей окружности и образующее своей крайней точкой укороченную гипоциклоидуопределены между собой зависимостями 2 где- постоянный параметр укороченной гипоциклоиды, 1- радиус окружности, перекатываемой без скольжения внутри направляющей окружности. Вдоль ствола сваи в форме трехлучевой укороченной гипоциклоиды коаксиально ее поперечному сечению выполнены внутренние полости с поперечным сечением в виде окружности,гипоциклоиды или правильного треугольника,заполняемые товарным бетоном, щебенкой, гравием или мелкозернистыми смесями, состоящими из неорганического вяжущего вещества (цемента,извести, гипса, глины) или мелкого заполнителя(песка, дробленого шлака). Технический результат изобретения достигается уменьшением расхода железобетона при изготовлении сваи с обеспечением большей несущей способности и одновременным условием равной сопротивляемости изгибающим нагрузкам в сравнении с соответствующими сваями с сечением в виде правильного треугольника или квадрата за счет равномерного уплотнения грунта по всей боковой поверхности сваи при ее погружении в грунт.(72) Грузин Владимир ВасильевичНураков Серик НураковичПопов Виктор Никитович Абраменков Эдуард АлександровичГрузин Тимофей Владимирович(73) Акционерное общество Казахский агротехнический университет им. Сакена Сейфуллина(56) Инновационный патент РК 26089, 2012(57) Настоящее изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, в том числе из бетона и железобетона, предназначенных для использования при возведении свайных фундаментов в связанных и сыпучих грунтах, в том числе пониженной прочности,сезоннопромерзающих и вечно мерзлых грунтах. Задачей изобретения является уменьшение расхода железобетона при изготовлении сваи с одновременным увеличением ее несущей способности. Задача решается за счет того, что у сваи,включающей цельный сплошной призматический ствол с длиной ствола равной длине соответствующей сваи сплошного сечения в виде правильного треугольника и поперечное армирование, при этом поперечное сечение имеет форму укороченной гипоциклоиды, уравнения которой в параметрической форме имеют следующий вид(0,60,7)(-),(1) у(0,60,7)-(-1) где- радиус направляющей окружности укороченной гипоциклоиды, - угол вращения вокруг центра направляющей окружности при перекатывании окружности радиуса , изменяющийся в диапазоне 0,2, - фиксированное расстояние от центра круга,катящегося без скольжения по направляющей окружности и образующее своей крайней точкой укороченную гипоциклоиду Настоящее изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, в том числе из бетона и железобетона, предназначенных для использования при возведении свайных фундаментов в связанных и сыпучих грунтах, в том числе пониженной прочности,сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтах. Из существующего уровня техники известны стандартные цельные сваи квадратного сплошного сечения с поперечным армированием ствола (ГОСТ 19804-91 Сваи железобетонные). Недостатком данного технического решения является нерациональный расход материалов при изготовлении сваи. Известна свая,включающая составной призматический ствол,имеющий форму правильного треугольника, сформированный при помощи свайных призматических секций и коаксиальных призматических вставок со штифтами гипоциклоидальной и треугольной призматических форм, а вдоль секций составной сваи коаксиально сечению и вставкам выполнены гипоциклоидальные и треугольные полости (Инновационный патент РК 26088. МПК 02 5/30, 02 27/35,опубл. 14.09.2012, бюл. 9). Недостатком этого технического решения является нерациональный расход материалов при изготовлении сваи. Так же известна свая, включающая сплошной призматический ствол с длиной равной длине соответствующей стандартной сваи квадратного сечения и имеющей поперечное армирование и поперечное сечение в форме правильного треугольника, геометрический момент инерции которого равен геометрическому моменту инерции поперечного сечения соответствующей стандартной сваи квадратного сечения. (Инновационный патент РК 26089, МПК 02 5/30, 02 27/35, опубл. 14.09.2012, бюл. 9.). Недостатками этого технического решения являются недостаточно высокая несущая способность сваи из-за разуплотнения грунта, возникающего вдоль ребер при погружении сваи, и не рациональный расход материалов при ее изготовлении. Задачей изобретения является снижение расхода железобетона при изготовлении сваи с одновременным увеличением ее несущей способности. Технический результат изобретения достигается уменьшением расхода железобетона на изготовление сваи с обеспечением большей несущей способности при условии равной сопротивляемости изгибающим нагрузкам в сравнении с соответствующими сваями сплошного сечения в виде правильного треугольника или квадрата. Задача решается за счет того, что у сваи,включающей цельный сплошной призматический ствол с длиной ствола равной длине соответствующей сваи с сечением в виде правильного треугольника (квадрата) и поперечное армирование, поперечное сечение имеет форму укороченной гипоциклоиды, уравнения которой в параметрической форме имеют следующий вид(0,60,7)(-),2(1) где- радиус направляющей окружности укороченной гипоциклоиды, - угол вращения вокруг центра направляющей окружности при перекатывании окружности радиуса , изменяющийся в диапазоне 0,2, - фиксированное расстояние от центра круга,катящегося без скольжения по направляющей окружности и образующее своей крайней точкой укороченную гипоциклоиду- число ветвей укороченной гипоциклоиды,36. При этом постоянный параметр укороченной гипоциклоиды , радиус направляющей окружности укороченной гипоциклоиды , радиус окружности,перекатываемой без скольжения внутри направляющей окружностии фиксированное расстояние от центра круга, катящегося без скольжения по направляющей окружности и образующее своей крайней точкой укороченную гипоциклоидуопределены между собой зависимостями где- постоянный параметр укороченной гипоциклоиды, 1- радиус окружности, перекатываемой без скольжения внутри направляющей окружности. Кроме этого, вдоль ствола сваи в форме трехлучевой укороченной гипоциклоиды коаксиально ее поперечному сечению выполнены внутренние полости с поперечным сечением в виде окружности, гипоциклоиды или правильного треугольника, заполняемые товарным бетоном,щебенкой, гравием или мелкозернистыми смесями,состоящими из неорганического вяжущего вещества(цемента, извести, гипса, глины) или мелкого заполнителя (песка, дробленого шлака). Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен вариант призматической сваи, включающей сплошной ствол 1 с формой поперечного сечения в виде укороченной гипоциклоиды 2. На фиг.2 изображены сечения А-А призматической сваи в виде трхлучевой укороченной гипоциклоиды 2 и с коаксиально выполненными в нем внутренними полостями вдоль ствола сваи в виде окружности 3 (фиг.2 - а),гипоциклоиды 4 (фиг.2 - б) и правильного треугольника 5 (фиг.2 - в), заполненными товарным бетоном или любым другим строительным материалом 6. На фиг.3 изображены сечения призматической сваи в виде укороченной гипоциклоиды 2 с числом ветвей 3 (см. фиг.3 - а) и с числом ветвей 4 перекатывании без скольжения окружности радиусавнутри направляющей окружности радиуса . Свая состоит из призматического сплошного ствола 1 (фиг.1) с формой поперечного сечения в виде укороченной гипоциклоиды 2. В свае,состоящей из призматического сплошного ствола 1,коаксиально сечению в форме укороченной гипоциклоиды 2, может быть выполнена внутренняя полость в виде окружности 3 (фиг.2 - а),гипоциклоиды 4 (фиг.2 - б) и правильного треугольника 5 (фиг.2 - в), заполненная товарным бетоном, щебенкой, гравием или мелкозернистыми смесями, состоящими из неорганического вяжущего вещества (цемента, извести, гипса, глины) или мелкого заполнителя (песка, дробленого шлака) 6. Сваи с формой поперечного сечения в виде укороченной гипоциклоиды могут быть выполнены с числом ветвей 36. Применение свай описанных поперечных сечений позволит уменьшить расход материала на их изготовление,увеличить их несущую способность с сохранением равной сопротивляемости изгибающим нагрузкам в сравнении со сваей с поперечным сечением в виде правильного треугольника или квадрата за счет равномерного уплотнения грунта по всей боковой поверхности сваи при ее погружении в грунт. Предлагаемая форма поперечного сечения сваи позволит уменьшить расход материалов на величину до 9 и одновременно увеличить е несущую способность в зависимости от типа грунта и длины сваи на величину до 24. Использование предлагаемой формы поперечного сечения сваи позволит также существенно сократить объм их грузоперевозок по сравнению со сваями с поперечным сечением в виде правильного треугольника или квадрата. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Свая, включающая сплошной призматический ствол с длиной равной длине соответствующей сваи с сечением в виде правильного треугольника и имеющей поперечное армирование, отличающаяся тем, что поперечное сечение имеет форму укороченной гипоциклоиды, уравнения которой в параметрической форме имеют следующий вид(0,60,7)(-), у(0,60,7) -(-1) где- радиус направляющей окружности укороченной гипоциклоиды- угол вращения вокруг центра направляющей окружности при перекатывании окружности радиуса, изменяющийся в диапазоне 0,2- фиксированное расстояние от центра круга,катящегося без скольжения по направляющей окружности и образующее своей крайней точкой укороченную гипоциклоиду- число ветвей укороченной гипоциклоиды,36. 2. Свая по п.1, отличающаяся тем, что постоянный параметр укороченной гипоциклоиды ,радиус направляющей окружности укороченной гипоциклоиды,радиус окружности,перекатываемой без скольжения внутри направляющей окружностии фиксированное расстояние от центра круга, катящегося без скольжения по направляющей окружности и образующее своей крайней точкой укороченную гипоциклоидуопределены между собой зависимостями где - постоянный параметр укороченной гипоциклоиды, 1- радиус окружности, перекатываемой без скольжения внутри направляющей окружности. 3. Свая по п.1, отличающаяся тем, что вдоль ствола сваи в форме трехлучевой укороченной гипоциклоиды коаксиально ее поперечному сечению выполнены внутренние полости с поперечным сечением в виде окружности,гипоциклоиды или правильного треугольника,заполняемые товарным бетоном, щебенкой, гравием или мелкозернистыми смесями, состоящими из неорганического вяжущего вещества (цемента,извести, гипса, глины) или мелкого заполнителя