Многоэтажное сейсмостойкое здание

 

Использование: строительство многоэтажных зданий в сейсмических районах. Сущность изобретения: по крайней мере один этаж здания выполнен гибким с колоннами, которые имеют конструктивные шарниры. Последние выполнены попарно в виде перекрестного продольного армирования колонн и обладают восстанавливающим моментом. 7 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для возведения многоэтажных зданий в сейсмических районах.

Известно сейсмостойкое здание с первым гибким этажом, выполненным каркасным без заполнения, которое может препятствовать eгo деформациям, и остальными вышележащими этажами, выполненными в виде жесткой коробчатой системы (см. Ашрабов А. Б. и др. Проектирование, возведение и восстановление зданий в сейсмических районах. Издательство Узбекистана, Ташкент, 1968, с. 2-10).

Недостатком здания с такой конструктивной схемой является то, что при сейсмическом воздействии разрушаются колонны каркаса первого этажа. В местах заделки колонн в фундаментах появляются большие остаточные деформации. Арматура колонн, многократно изгибаясь в противоположных направлениях, значительно удлиняется, а затем выпучивается при сжатии, а бетон разрушается.

Наиболее близким техническим решением является многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие этажи, образованные из колонн, ригелей, перекрытий, покрытия и стеновых панелей, и по крайней мере один гибкий этаж с колоннами, имеющий продольное и поперечное армирование, и шарнирами (см. авторское свидетельство СССР N 808659, кл. Е 04 Н 9/02, 1981).

Недостатком этого технического решения является то, что при сейсмических воздействиях работа верхнего гибкого этажа незначительно снижает инерционные силы. Кроме того, шарнирные узлы имеют низкую технологию в изготовлении и монтаже, чем и затрудняется массовое применение этой конструкции.

Задача изобретения снижение инерционных сил на здание и повышение степени его сейсмостойкости.

Поставленная задача решена тем,что колонны гибкого этажа жестко соединены с перекрытиями смежных этажей, а шарниры расположены в приопорной части колонн гибкого этажа и выполнены конструктивными в виде попарно перекрестного продольного армирования с образованием в них упругого ядра при сейсмических воздействиях, при этом поперечное армирование колонн гибкого этажа выполнено в виде арматурных сеток, из которых расположенные в зоне шарниров имеют шаг, меньший чем шаг арматурных сеток, размещенных в остальной части колонн гибкого этажа.

На фиг. 1 изображен фрагмент многоэтажного сейсмостойкого здания с нижним гибким этажом; на фиг. 2 фрагмент многоэтажного сейсмостойкого здания с гибкими нижним и промежуточным этажом; на фиг. 3 многоэтажное здание с гибкими нижним и промежуточным этажом; на фиг. 4 колонна гибкого этажа в состоянии покоя; на фиг. 5 колонна гибкого этажа при сейсмическом воздействии после раскрытия трещин в местах перекрестного армирования; на фиг. 6 фрагмент фиг. 5; на фиг. 7 фрагмент колонны гибкого этажа с перекрестным продольным армированием (в аксонометрии).

Многоэтажное сейсмостойкое здание содержит пространственно жесткие этажи 1 в виде колонн 2, ригелей 3, перекрытий 4, покрытия 5 и стеновых панелей 6 и по крайней мере одного гибкого этажа 7 с колоннами 8.

Колонны 8 гибкого этажа 7 жестко соединены с перекрытиями 4 смежных этажей 1 и имеют продольное 9 и поперечное 10 армирование и конструктивные шарниры 11, расположенные в приопорной части колонн 8.

Шарниры 11 выполнены в виде попарно перекрестного продольного армирования с образованием в них упругого ядра при сейсмических воздействиях на здание.

Поперечное армирование 10 колонн 8 гибкого этажа 7 выполнено в виде арматурных сеток 12. Часть сеток 12, расположенных в зоне шарниров 11, имеют шаг "а", меньший чем шаг "в" арматурных сеток 12, размещенных в остальной части колонн 8 гибкого этажа. Гибкий этаж 7 может быть расположен в подвале здания или нижнем и/или промежуточном этаже здания. При расположении гибкого этажа 7 в подвале или нижнем этаже здания его колонны 8 жестко соединены с перекрытием 4 над подвалом или нижним этажом и с опорной частью 13 здания.

При отсутствии сейсмических воздействий на здание колонны 8 воспринимают только вертикальную нагрузку Q, т.е. находятся в состоянии покоя. При воздействии сейсмических сил F на здание опорная его часть 13 начинает перемещаться относительно перекрытия 4 подвала или нижнего этажа. При этом в шарнирах 11 колонн 8 гибкого этажа 7 (подвала или нижнего этажа) раскрываются трещины и образуются упругие ядра. Увеличение поперечной арматуры в зонах шарниров 11 позволяет ограничить в них распространение крощения бетона.

Горизонтальные перемещения колонн 8 ограничены восстанавливающим моментом М, необходимая величина которого обеспечивается изменением сечения и высоты колонн 8. Колонны 8 технологичны как при их изготовлении в заводских условиях, так и в условиях возведения здания на строительной площадке, например при возведении здания из монолитного железобетона.

Формула изобретения

Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие этажи, образованные из колонн, ригелей, перекрытий, покрытия и стеновых панелей, и по крайней мере один гибкий этаж с колоннами, имеющими продольное и поперечное армирование, и шарнирами, отличающееся тем, что колонны гибкого этажа жестко соединены с перекрытиями смежных этажей, а шарниры расположены в приопорной части колонн гибкого этажа и выполнены конструктивными в виде попарно перекрестного продольного армирования с образованием в них упругого ядра при сейсмических воздействиях, при этом поперечное армирование колонн гибкого этажа выполнено в виде арматурных сеток, из которых расположенные в зоне шарниров имеют шаг меньший, чем шаг арматурных сеток, размещенных в остальной части колонн гибкого этажа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7