Сейсмостойкое здание,сооружение

 

Изобретение относится к сейсмостойким зданиям, сооружениям и позволяет повысить кх сейсмоустойчи- Bocib, Здание, сооружение включает фундамент 1 и надфундам нтную часть 2, размещенные с зазором 3 В зазоре /J 16 Л 3 установлены скользящие опоры 4, жесткие ограничители 8 горизонтальных перемещений, вертикальные связи 9, состояпше из .верхнего элемента 10 таврового сечения и заанкеренного в фундаменте нижнего элемента 1 в виде щелевого захвата, входящего в зацепление с элементом 10 с возможностью его горизонтального перемещения , и сейсмоизолирующее устройство 12, состоящее из стойки 13, которая нижним сферическим шарниром I4 опирается на выступ 15 фундамента, а верхним подвижным по вертикали шарниром 16 соединена с надфундаментной частью., С противоположных сторон к стойке 13 жестко прикреплены рычаги 17. К свободным концам рычагов подвешены грузы 19 с зазором 20 от поверхности фундамента . 4 ил о 9 10 Y S. 5 (Л оо QO 4: 00 СЛ 2{ Фиг. /

44,, ((,1,Уьи 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 13 1б

Р, Ь

4 4 о Р Р Ь а Р Р 4P ° др

Р

Ь4 44 о

° p

0 44 0

Ь

Ь 0

Р0 Р

0 р

Ь

4 Р 4

Ь

Ь 4

Р 4

О

Р

1 р б 7

Рр

4

4 Р Ь

R 0

Ьь Ь

Ю бал 1,/*В

-"1 Ф, ". Л СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1.. 4 -;.- / РЕСПУБЛИН а .—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTFT СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4069742/29-33 (22) 22,05.86 (46) 07.03.,88,. Вюл. 11 9 (71) Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Каз11 промстройниппроект (72) A.„H,Äîëãèõ (53) 624,159,14 (088.8) (56) Патент CIA 11 3940895, кл, Е 04 Н 9/02, 1976, Авторское свидетельство СССР

Ф 896190, кл. Е 02 О 27/34, 1979. (54) CEACMOCTOAKOI . ЗДАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к сейсмостойким зданиям, сооружениям и позволяет повысить их сейсмоустойчивость. Здание, сооружение включает фундамент 1 и надфундаментную часть

2, размещенные с зазором 3. В зазоре

„„ЯЦ„„1379435 A 1 (ql) 4 Е 04 Н 9/02, Е 02 D 27/34

3 установлены скользящие опоры жесткие ограничители 8 горизонтальнь(х перемещений, вертикальные связи 9, состоящие из,верхнего элемента 10 таврового сечения и заанкеренного в фундаменте нижнего элемента 11 в виде щелевого захвата, входящего в зацепление с элементом 10 с возмож— ностью его горизонтального перемещения, и сейсмоизолирующее устройство

12, состоящее из стойки 13, которая нижним сферическим шарниром 14 опирается на выступ 15 фундамента, а верхним подвижным по вертикали шарниром

16 соединена с надфундаментной частью„

С противоположных сторон к стойке 13 жестко прикреплены рычаги 17. К свободным концам рычагов подвешены грузы

19 с зазором 20 от поверхности фундамента. 4 ил.

1379435

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству сейсмостойких зданий, сооружений, обладающих активной сейсмозащитой.

Цель изобретения — повышение сейсмоустойчивости здания, сооружения за счет ускорения рассеивания энергии колебаний.

На фиг.! изображено предлагаемое здание, сооружение, продольный разрез; на фиг.2 — схема сейсмоизолирующего устройства; яа фиг.3 — узел

1 на фиг.l; на фиг.4 — разрез А-А на фиг.l. 15

Сейсмостойкое здание, сооружение включает фундамент 1, надфундаментную конструкцию 2, размещенную с зазором 3 относительно фундамента l.

В зазоре 3 расположены скользящие 20 опоры 4, состоящие из верхнего 5 и нижнего 6 опорных элементов с антифрикционными пластинами 7 между ними (например, иэ фторопласта 4), жесткие ограничители 8 горизонтальных перемещений, вертикальные связи 9 из верхнего элемента )О таврового сечения и эаанкеренного в фундаменте 1 щелевого захвата 11 иэ двух Г-образных пластин, входящих в зацепление 30 с элементом 10 с возможностью его горизонтального перемещения, и сейсмоиэолирующее устройство 12, состоящее иэ стойки 13, нижним сферическим шарниром 14 опирающейся на выступ 15 фундамента ), а верхним подвижным по вертикали шарниром 16 связанной с надфундаментной частью и жестко прикрепленных в вертикальной плоскости, параллельной главным осям здания, 40 сооружения в плане с противоположных сторон стойки 13 двух рычагов 17, К свободному концу каждого рычага 17 подвешен при помощи скобы 18 груз 19. с зазором 20 от поверхности фундамен- 45 та 1, причем угол 4 наклона скобы

18 к горизонтали меньше угла р наклона к горизонтали касательной, проведенной к любой точке траектории движения свободного конца рычага 17 на участке движения его конца после опирания груза 19 на поверхность фундамента 1.

Для облегчения монтажа и повышения сборки вертикальных связей

9, т.е. для исключения вертикального .зазора в соединении элементов 10, верхний элемент 10 крепится болтами

21 к пластине 22, жестко эаанкеренной в надфундаментной конструкции, причем отверстия 23 для болтов 21 в пластине 22 имеют удлиненную по вертикали форму.

Здание, сооружение работает следующим образом.

Скользящие опоры 4 воспринимают только вертикальную нагрузку, обеспечивая свободное перемещение надфундаментной конструкции в горизонтальной плоскости. До сейсмического воздействия надфундаментная часть при наличии скользящих опор 4 находится в состоянии устойчивого равновесия, что обеспечивается уравновешенными силами сейсмоиэолирующего устройства 12 эа счеr равных по величине, но разных по знаку моментов обоих грузов 19 относительно центра шарнира !4 стойки 13.

При слабых горизонтальных колебаниях основания инерционная нагрузка, действующая на надфундаментную часть, не превышает сил трения между надфундаментной частью и фундаментом, в результате чего здание, сооружение .работает как обычное.

При превышении инерционной нагрузки значения, равного силе трения, происходит проскальзывание массы надфундаментной части относительно фундамента с передачей горизонтальных сил на стойки 13 сейсмоиэолирующих устройств 12. При наклоне стойки

13 рычаги 17 приводят в движение грузы 19 в вертикальной плоскости с изменением начальной высоты их над поверхностью фундамента, что выводит сейсмоизолирующее устройство 12 иэ равновесия с возникновением восстанавливающей горизонтальной силы, приложенной к верхнему шарниру 16 стойки

13 и направленной обратно горизонтальной сейсмической силе, действующей на надфундаментную часть, Необходимым условием получения восстанавливающей силы и обеспечения устойчивого равновесия системы сейсмоизолирующего устройства 12 является расположение центра тяжести грузов 19 ниже центра нижнего шарнира 14. При качении стойки 13 с рычагами 17 центры тяжести грузов 19 перемещаются по дуге окружности с центром в нижнем шарнире 14, при этом плечо от центра последнего до центра тяжести поднимаемого груза с массой увеличивается, а плечо до центра тяжести опускаемого груза уменьшается, что ведет к увеличению

1379435 реактивного момента. Величина реактивного момента или горизонтальной восстанавливающей силы определяется подбором расчетного плеча груза 19 и его массы иэ условия превышения восста5 навливающей силы над силами скольжения в скользящих опорах, вертикальных связях и шарнирах 14 и 16 стойки 13.

При значительных перемещениях грунта, при приближении частот сейсмического воздействия к частотам соб- ственных колебаний здания груз 19 упирается в поверхность фундамента 1.

С ликвидацией зазора 20 прекращается влияние противовеса, увеличивается раэгружающий момент второго рычага с изменением частоты основного тона колебаний с выходом системы иэ резонансного режима, что повышает надежность 20 сейсмоиэоляции зданий, сооружений.

Рассеяние энергии колебаний и величина относительного перемещения надфундаментной части зависят от подбора динамических параметров сейсмоиэоли- 25 рующего устройства 12.

Для предотвращения удара соединение груза 19 со свободным концом рычага 17 выполнено с возможностью обеспечения движения рычага 17 после упира- З0 ния груза 19 в фундамент 1, т.е. соединительные элементы подвеса груза имеют зазор, при этом угол наклона к горизонтали скобы 18 меньше угла наклона к горизонтали касательной к траектОрии движения конца рычага )7.

Вертикальные, связи 9, установленные для восприятия сильных вертикальных сейсмических воздействий, обеспечивают относительные горизонтальные перемещения надфундаментной части.

Эти связи в вертикальном направлении выполнены жесткими без амортизаторов

1 а вертикальная сейсмическая нагрузка воспринимается по схеме зданий на обычных фундаментах.

Для ограничения относительного горизонтального сдвига надфундаментной части и фундамента в систему сейсмозащиты введены жесткие ограничители 8 перемещений (например, же50 ,лезобетонные выступы во впадинах с расчетной величиной зазоров). При изменении приложения горизонтальной нагрузки на 90 в работу включаются другие сейсмоизолирующие устройства

l2, расположенные перпендикулярно.

Изменяющаяся при колебаниях величина восстанавливающей силы изменяет динамические характеристики здания, сооружения, что повышает его сейсмостойкость из-эа снижения возможности вхождения в режим резонанса.

Таким образом, в предлагаемом здании, сооружении обеспечивается повышение сейсмоустойчивости за счет ускорения затухания энергии колебаний. формула изобретения

Сейсмостойкое здание, сооружение, включающее фундамент и надфундаментную часть, размещенные с зазором, в котором установлены верхние и нижние опорные элементы с антифриционной прокладкой между ними, ограничители горизонтальных перемещений и вертикальные связи, концы которых жестко прикреплены к фундаменту и к надфундаментной части, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения сейсмоустойчивости здания, сооружения эа счет ускорения рассеивания энергии колебаний, оно снабжено стойкой, прикрепленной посредством верхнего и нижнего шарниров на ее концах к фундаменту и к надфундаментной конструкции и выполненной с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам рычагами с грузами одинаковой массы, свободно подвешенными к концам рычагов на расстоянии от них, причем нижний шарнир стойки размещен выше свободных концов рычагов, рычаги расположены в вертикальной плоскости, параллельной одной иэ главных осей здания, сооружения в плане, а вертикальные связи выполнены составными по высоте из верхних и охватывающих Нх с воэможностью горизонтального перемещения нижних элементов.

1 3794 435

Составитель Г. Гаврищук

Техред А. Кравчук

Редактор Н.Рогулич

Корректор М;лароши

Заказ 953/33

Тираж 688

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,