Сейсмостойкое многоэтажное здание,сооружение

 

СЕЙСМОСТОЙКОЕ МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ, содержащее фундамент, опертые на него конструкции подземной и надземной частей здания, перекрытия подземной части и сейсмоизолирующий экран в виде наружного ограждения подземной части, выполненного из материала, плотность которого выше плотности грунта, и установленного по наружному контуру фундамента с уклоном от подошвы фундамента наружу здания, отличающеесятем , что, с целью повышения сейсмостойкости , сейсмоизолируюший экран выполнен замкнутым в плане и снабжен консольными элементами перекрытий, над которыми размещены с зазором перекрытия подземной части, при этом фундамент выполнен в виде плиты с уступом по наружному контуру, на котором установлен экран подвижно через антифрикционные прокладки и с зазором относительно вертикальной грани уступа, причем угол наклона экрана определен соотношением oL arcsin-Х-, где Ч - скорость распространения сейсмических волн в, грунте; Vj,- скорость распространения сейсмических волн в материале экрана.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3сю Е 04 Н 9 02 (К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<Риг. 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3451860/29-33 (22) 08.06.82. (46) 07.07.84. Бюл. № 25 (72) О. Н. Краковский (71) Среднеазиатское отделение Всесоюз.ного государствен ного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института «ВН ИП И э нергопром» (53) 699.841 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 623923, кл. Е 04 Н 9/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР но заявке № 3374120, кл. Е 04 Н 9/02, 29.12.81 (прототип). (54) (57) СЕЙСМОСТОЙКОЕ МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ, содержащее фундамент, опертые на него конструкции подземной и надземной частей здания, перекрытия подземной части и сейсмоизолирующий экран в виде наружного,,SUÄÄ 1101536 ограждения подземной части, выполненного из материала, плотность которого выше плотности грунта, и установленного по наружному контуру фундамента с уклоном от подошвы фундамента наружу здания, отлачаюи1ееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, сейсмоизолирующий экран выполнен замкнутым в плане и снабжен консольными элементами перекрытий, над которыми размещены с зазором перекрытия подземной части, при этом фундамент выполнен в виде плиты с уступом по наружному контуру, на котором установлен экран подвижно через антифрикционные прокладки и с зазором относительно вертикальной грани уступа, причем угол наклона экрана определен соотношением -at. ъ атса1п —, Vt

Ча где Ч, — скорость распространения сеисмических волн в, грунте; Чг — скорость распространения сейсмических волн в материале экрана.

1101536

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям сейсмостойких многоэтажных зданий, сооружений.

Известно сейсмостойкое здание с сейсмоизолирующим экраном, расположенным в грунте по периметру здания ((1).

Недостатками такого здания являются

его невысокая эффективность и высокая матери алоем кость.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является сейсмостойкое многоэтажное здание, сооружение, содержащее фундамент, опертые на него конструкции подземной и надземной частей здания, перекрытия подземной части, сейсмоизолирующий экран в виде наружного ограждения подземной части, выполненного из материала, плотность которого выше плот ности грунта, и установленного по наружному контуру фундамента с уклоном от подошвы фундамента наружу здания (2).

Недостатком такого решения является то, что наклонные стены подземной части. жестко соединены с каркасом здания, т.е. являются частью здания, единым с ним целым. При этом эффект уменьшения горизонтальных сейсмических нагрузок на здание (который обусловлен наклоном стенового ограждения подземной части в сторону обратной засыпки) из-за передачи всех горизонтальных нагрузок от грунта на каркас здания через жестко соединенные с ним подпорные стены существенно снижается.

Цель изобретения — повышение сейсмостойкости.

Указанная цель достигается тем, что в сейсмостойком многоэтажном здании, сооружении, содержащем фундамент, опертые на него конструкции подземной и надземной частей здания, перекрытия подземной части и сейсмоизолирующий экран в виде наружного -ограждения подземной части, выполненного из материала, плотность которого выше плотности грунта, и установленного по наружному контуру фундамента с уклоном от подошвы фундамента наружу здания, сейсмоизолирующий экран выполнен замкнутым в плане и снабжен консольными элементами перекрытий, над которыми размещены с зазором .перекрытия подземной части, при этом фундамент выполнен в виде плиты с уступом по наружному контуру, на котором установлен экран подвижно через антифрикционные прокладки и с зазором относительно вертикальной грани уступа, причем угол наклона экрана определен соотношением с1 > arcsin, где

„vI.

V — скорость распространения сейсмических волн в грунте; Vq — скорость распространения сейсмических волн в материале экрана.

На фиг. 1 схематически изображено сейсмостойкое здание; на фиг. 2 — сейсмостойкое сооружение (дымовая труба).

Сейсмостойкое многоэтажное здание, сооружение содержит фундамент 1, опертые на него конструкции подземной 2 и надземной 3 частей здания, сооружения, перекрытия 4 подземной части 2 и сейсмоизолирующий экран 5 в виде наружного ограждения подземной части 2, выполненного из материала, плотность которого выше плот ности грунта 6, и установленного подвижно по наружному контуру фундамента 1 с уклоном от подошвы фундамента 1 наружу здания, сооружения.

Сейсмоизолирующий экран 5 выполнен замкнутым в плане и снабжен консольными элементами 7 перекрытий, над которыми размещены.с зазором 8 перекрытия 4 подземной части 2.

Фундамент 1 выполнен в виде плиты с уступом 9, на который оперт сейсмоизолирующий экран 5 подвижно через антифрикционные прокладки 10 и с зазором 11 относительно вертикальной грани 12 уступа

9, что позволяет максимально снизить возможное влияние при сейсмических воздействиях горизонтального перемещения грун- та (выше подошвы фундамента) на здан ие, соору жение.

Антифрикционные прокладки 10 защищены от повреждения за пределами опорной части экрана 5 специальным легкодеформируемым материалом 13 (например, резиновой кромкой, газобетоном и т.п.) .

Фундаментная плита 1 и экран 5 заглублены в грунт 6,основания на величину, обеспечивающую необходимый уровень снижения горизонтальных сейсмических ускорений по сравнению с нормированными на поверхности грунта для места застройки. Так, например, при заглублении подошвы фундамента 1 на величину, равную или большую

1/10 V,-Т„ (где (скорость распространения сейсмических волн в грунте; Тп — преобладающий период сейсмических колебаний в месте застройки), и исключении влияния на здание сейсмического давления от вышерасположенного грунта можно ожидать снижения уровня сейсмического воздействия на здание, сооружение примерно вдвое, те. на 1 балл.

Экран 5 здания, сооружения выполняется из железобетона (бетона).с углом наклона, определяемым соотношением с(а дагсзю р, где% и Yz — скорости распространейия сейсмических волн соответственно в грунте 6 и материале экрана 5.

Такой наклон стенок экрана 6 обеспечивает изменение направления (преломление) сейсмической волны, распространяющейся в грунте 6 горизонтально, таким образом, что она уходит вниз и не воздействует непосредственно на сооружение.

Наклон стен экрана 5 выбирается оптимальным с точки зрения получения эффекта отражения сейсмической волны на гра1101536 нице стен экрана 5 и грунта 6, для чего предложена вышеуказанная математическая зависимость, учитывающая конкретные условия строительства. Этот фактор дает дополнительное уменьшение горизонтальных сейсмических нагрузок на здание.

Практически экран 5 можно выполнять в виде облицовки непосредственно стенок котлована, разработанного для строительства сооружения, исключив тем самым необходимость устройства традиционной обратной засыпки.

Работа сейсмостойкого здания, сооружения в нормальных несейсмических условиях практически ничем не отличается от работы обычных конструкций. Исключение составляет несколько уменьшенное горизонтальное давление грунта на экран 5 из3а обратного уклона последнего. KpoMei того, за счет симметричности действия горизонтальных нагрузок от грунта 6 (в плане) и полной конструктивной самостоятельности экрана 5 усилия в нем будут преимущественно сжимающими, внутренними, которые не передаются на каркас здания или сооружение выше фундаментной плиты 1.

При сейсмическом воздействии на сооружение .наибольший интерес представляют поверхностные горизонтально распространяющиеся в грунте волны сжатия-разжатия. Вертикальные сейсмические нагрузки, как менее опасные, из рассмотрения исключены (как показывает анализ последствий ЗО землетрясений, даже ЗОБО-ная перегрузка вертикальными силами практически не вызывает разрушений в обычных не большепролетных зданиях).

На контакте грунт-экран происходит отражение горизонтальной волны сжатияразжатия вниз, в грунт основания, однако экран 5 при этом испытает импульсное воздействие-реакцию, направленное в сторону экрана 5. Величина воздействия на экран

5 так же, как и эффективность отражения, зависит от плотности и общей массы экрана 5, чем больше плотность и масса, тем эффективнее отражение и тем меньше воздействие. В связи с тем, что высоты подземной части 2 здания и, соответственно,. экрана 5 выбраны такими, чтобы в нижней части здания (на уровне фундаментной плиты 1) горизонтальные сейсмические нагрузки были бы существенно меньше, чем в поверхностных слоях, а конструкция экрана 5 оперта на фундаментную плиту 1 здания подвижно, горизонтальные сейсмические воздействия, передаваемые грунтом 6 на здание через экран 5, определяются только величиной сил трения между экраном 5 и фундаментной плитой 1, причем величина этих сил уменьшается за счет разгружающего действия вертикальной составляющей сейсмического воздействия.

Кроме того; величина горизонтального сейсмического воздействия дополнительно снижается (или исключается совсем) за счет пассивного отпора грунта 6 по противоположной подвергающейся воздействию стене экрана 5, так как скорость распространения волн сжатия-разжатия в материале экрана 5 выше, чем в грунте 6. Этот фактор как бы дополнительно увеличивает рабочую массу экрана и повышает тем самым эффективность снижения сейсмических воздействий на защищаемое здание, сооружение.

Изобретение позволяет повысить сейсмостойкость здания, сооружения.

1101536 юг. 2

Редактор И. Николайчук

Заказ 4670/18

Составитель Г. Иванова

Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4