Современные сооружения все чаще возводятся на строительных площадках, подвергаемых вибрационным воздействиям, в том числе на земле, примыкающей к землеотводу под метро или железную дорогу. Такие источники становятся причинами для появления колебательных движений определенных конструктивных элементов зданий, значительно превышающих определенные уровни, разрешенные для людей. Чтобы минимизировать эти проявления, применяется виброизоляция фундамента.
Источники вибраций и их основные характеристики
Основными источниками, создающими вибрацию в комнатах различного предназначения, считаются транспортные средства и промышленные агрегаты, способные создавать во время работы существенные нагрузочные воздействия динамического характера, способствующие появлению вибрирования в почвенном составе с дальнейшим переходом на элементы сооружения.
Кроме того, такие проявления зачастую становятся причиной образования так называемого «вторичного» шумового эффекта в здании. Следует заметить, что разрешенный уровень вибрирования может находиться в пределах разрешенных норм, но шум вторичной степени создает дискомфортные ощущения проживающим.
Для сооружений больше всего неблагоприятных проявлений создают следующие источники:
- метрополитен;
- трамвайные пути;
- железнодорожное полотно.
Исследовательскими путями доказано, что уровень колебаний с постепенной удаленностью от источника, образующего возмущение, постепенно затухают, но скоростной режим данного процесса во многом зависим от многочисленных условий на путти распространения.
К ним относятся:
- вариант прокладки рельсов;
- параметры толщины тоннельных стен;
- характеристики почвенного состава;
- заглубленность и тип фундаментной основы;
- конструктивные особенности строящегося объекта.
В случае, если объект располагается близко от рельсовых путей, вибрация в его помещениях способна превысить нормативные значения, утвержденные нормативными документами, в десять раз, что составляет разницу в 20 дБ. Если рассматривать спектральный состав таких вибраций, то в нем преобладают октавные полоски, среднегеометрическое частотное значение которых достигает 31.5 и 63 Гц.
Источником вибрации можно считать инженерное и технологическое оборудование, устанавливаемое в зданиях. При составлении проекта приходится принимать в расчет тот факт, что такое оборудование является причиной вибрации несущих стен, вызывая сверхнормативные шумовые эффекты.
Примерами такого оснащения являются:
- вентиляционные системы;
- кондиционеры;
- водопроводные и отопительные коммуникации;
- лифты;
- трансформаторные подстанции.
По своему происхождению вибрационные проявления бывают:
- механическими. Создаются неуравновешенными и находящимися в движении массами, ударными явлениями, стуком в зазорных местах;
- аэрогидродинамическими. Источником является работающая компрессорная установка, образующиеся вихри в вентиляторах и насосах.
Материалы, используемые для виброизоляции
Изолировать вибрацию возможно, как в источнике, создаваемом помехи, так и непосредственно в ее приемнике. Предпочтительней считается первый вариант, для решения которого имеется несколько способов. К сожалению, в большинстве случаев решение вопроса таким способом не представляется возможным.
В подобной ситуации проблему приходится решать на стадии проектирования объекта, предусматривая изолирование его от вибраций. Одним из самых результативных вариантов оснащения виброизоляцией объекта является возведение его на упругие полиуретановые опоры из эломастеров – Sylomer.
Пользуясь такими материалами, можно разработать массу вариантов приспособлений виброизоляции:
- полноплоскостную;
- ленточную;
- точечную.
Используемый с этой целью материал представлен аналогом пружин, конструктивно соединенных с амортизаторами. Он имеет оптимальное соотношение параметров жесткости динамического и статистического характера, отличается ячеистым структурным строением и способностью поглощать в влагу в определенных количествах. Вода оказывает незначительное воздействие на оба показателя жесткости, даже если материал полностью находится в жидкости. Повреждения его исключены, грязь внутрь не попадает из-за небольшого размера пор.
Второй вариант материала (Sylodyn) представлен пружинами без амортизирующих приспособлений. Его закрытая пористая структура позволяет использовать такой виброизолятор даже при неглубоком залегании грунтовых вод.
Конструкции виброизоляций объектов
Опоры на указанных материалах бывают точечными, ленточными и полноплоскостными.
Конкретный вариант определяется с учетом требуемых собственных частот и конструктивных особенностей сооружения.
Примыкающие элементы, к которым относятся стены и потолочные перекрытия, изготавливаются из монолитного железобетона или сборных бетонных элементов.
В первом случае опорную площадь используют вместе опалубочной системы несъемного типа. На матах же устраивается и арматурный каркас. Если применяются мягкие опорные материалы, их площадь увеличивается подкладками, чтобы стальные арматурные прутья не продавливали маты. Блоки, изготовленные в заводских условиях, просто выставляются на опорный материал.
Перекрытия на опорах с элементом упругости выполняются армированными плитами. Чтобы полностью изолировать сооружение от вибрационного воздействия, следует все стены, располагающиеся над упругой опорой и соприкасающиеся с почвенным составом, отделить упругой прокладкой.
Достоинством полноплоскостной опоры считается легкость монтажа и незначительные риски появления акустических проявлений в результате ошибочных действий, допущенных во время укладки матов. Для лучшей эффективности основа делается максимально жесткой. Нагрузочные усилия, воздействующие на объект, распределяются на большую площадь за счет полноплоскостной опоры, подаются в основание. Особых конструкций, перераспределяющих нагрузки на ленточную или точечную опору, не требуется.
При устройстве такой виброизоляции фундамента под промышленное оборудование получается в большей степени избегать структурных вибрирований пола.
Использование ленточных опор рекомендовано в ситуациях, когда происходит линейная передача нагрузочного усилия. Упругий слой располагается как возле фундаментной основы, так и под защищаемым межэтажным перекрытием (1 – 2 этаж). Непосредственно в таком случае появляется возможность сэкономить на объемах используемого для виброизоляции материала. В связи с тем, что цокольная часть и подвальное помещение в подобной ситуации от вибраций не защищены, применять материал по всему периметру фундаментной основы необходимости нет.
Использование упругих разделений точечных видов обосновывается конструкциями с фундаментными основами из свайных или столбчатых опор. Прилагающаяся нагрузка окажется определяющим фактором в выборе варианта материала. Для точечной виброзащиты фундаментов под оборудование используют наиболее плотный тип материала.
