Высотное сейсмостойкое многоэтажное здание "ласам"

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении зданий в сейсмически активных районах. Кроме того, предлагаемое решение может быть использовано для уменьшения колебаний зданий при воздействии промышленной, транспортной вибрации и при действии ветровых нагрузок. Задачей изобретения является повышение устойчивости высотных многоэтажных зданий при сейсмических нагрузках за счет расширения диапазона возможности динамических перемещений и увеличения затухания. Высотное сейсмостойкое многоэтажное здание ЛАСАМ состоит из многоэтажных объемных секций с гибкими каркасами, между которыми по высоте устроены деформационные швы. По высоте объемные секции соединены между собой на уровне междуэтажных перекрытий шарнирными связями. Многоэтажное сейсмостойкое здание формируют не менее чем из трех объемных секций, расположенных в плане вдоль взаимно перпендикулярных осей. В зазорах между объемными секциями устроены деформационные швы, которые заполнены по высоте сыпучим гидрофобным фракционированным материалом из твердых пород. При этом по боковым сторонам деформационного шва и по контурам технологических проемов устроен стык в виде симметрично расположенных навстречу друг другу одинаковой высоты ребер с полками. Ширина полок назначается из условия, чтобы она превышала возможные относительные горизонтальные перемещения соседних объемных секций, т.е. чтобы выполнялось условие b > a_x, где b - ширина полки, a_x - возможное относительное динамическое перемещение соседних объемных секций друг относительно друга при максимальных сейсмических воздействиях. Зазор между полками соседних ребер не должен превышать 1/3 размера частиц фракционированного сыпучего материала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано, в частности, при возведении многоэтажных зданий и сооружений на площадках с сейсмическим воздействием 7 9 баллов.

Известно многоэтажное сейсмическое здание в виде отдельных секций, размещенных с зазором друг относительно друга и соединенных по высоте горизонтальными связями, жестко прикрепленными своими концами к смежным секциям, а сами связи выполнены податливыми в виде пластин из материала с гистерезисными свойствами. Зазоры между отдельными секциями в зоне углов заполнены упругопластичным материалом, прикрепленным к стенам блоков смежных секций [1] Эта конструкция здания сложна в изготовлении и не рассчитана на большие динамические перемещения при действии сейсмических нагрузок.

Известно многоэтажное сейсмостойкое здание, выбранное за прототип, в виде отдельных секций, размещенных с зазором друг относительно друга и соединенных по высоте горизонтальными связями, жестко прикрепленными своими концами к смежным секциям. Связи установлены в уровне перекрытий и выполнены в виде пластин с гистерезисными свойствами. Зазоры между углами секций и на части их длины между гранями секций заполнены вязким материалом [2] Эта конструкция здания обладает теми же недостатками, что и предыдущая.

Задачей изобретения является повышение сейсмостойкости здания за счет расширения диапазона динамических перемещений.

Задача решается следующим образом.

Высотное сейсмическое многоэтажное здание ЛАСАМ, включающее отдельные многоэтажные объемные секции, установленные друг на друга и жестко соединенные между собой с образованием вертикальных столбов, размещенных с зазором между ними и соединенных по высоте на уровне перекрытий горизонтальными связями, сформировано не менее, чем из трех многоэтажных объемных секций, расположенных в плане вдоль взаимно перпендикулярных осей, причем объемные секции выполнены с гибким каркасом, зазоры между столбами представлены в виде деформационных швов, заполненных по высоте сыпучим гидрофобным материалом из твердых пород, а горизонтальные связи выполнены шарнирными. По боковым сторонам деформационных швов и по контуру технологических проемов устроен стык в виде симметрично расположенных навстречу друг другу одинаковой высоты ребер с полками, ширина которых принимается из условия b > a_x, где b ширина полки; a_x возможное относительное динамическое перемещение отдельных объемных секций друг относительно друга.

При этом между полками соседних ребер устроен зазор, размер которого не превышает одной трети размера отдельных фракций фракционированного сыпучего материала, заполняющего деформационный шов.

На фиг. 1 и 2 приведены примеры формирования зданий из отдельных объемных многоэтажных секций; на фиг. 3 и 4 показаны соответственно разрез здания по высоте I I и узел примыкания отдельных объемных многоэтажных секций в месте устройства ребер.

Высотное сейсмостойкое многоэтажное здание ЛАСАМ состоит из многоэтажных объемных секций 1 с гибкими каркасами 2, между которыми по высоте устроены деформационные швы 3. По высоте объемные секции 1 соединены между собой на уровне междуэтажных перекрытий шарнирными связями 4. Многоэтажное сейсмостойкое здание формируют не менее чем из трех объемных секций 1, расположенных в плане вдоль взаимно перпендикулярных осей. В зазорах между объемными секциями 1 устроены деформационные швы 3, которые заполнены по высоте сыпучим гидрофобным фракционированным материалом из твердых пород 5. При этом по боковым сторонам деформационного шва и по контурам технологических проемов устроен стык в виде симметрично расположенных навстречу друг другу одинаковой высоты ребер 6 с полками 7. Ширина полок 7 назначается из условия, чтобы она превышала возможные относительные горизонтальные перемещения соседних объемных секций, т.е. чтобы выполнялось условие b > a_x, где b ширина полки;
a_x возможное относительное динамическое перемещение соседних объемных секций друг относительно друга при максимальных сейсмических воздействиях.

Зазор 8 между полками соседних ребер не должен превышать 1/3 размера частиц фракционированного сыпучего материала.

При сейсмических воздействиях происходят деформации изгиба отдельных многоэтажных объемных секций с относительным перемещением по высоте противоположных боковых граней. Одновременно с этим происходит перемещение сыпучего материала, заполняющего деформационный шов, в результате чего возникают силы сухого трения. Последние и обеспечивают необходимое затухание всего высотного здания. Наличие шарнирных связей по высоте обеспечивает постоянный зазор между отдельными многоэтажными объемными секциями при любых сейсмических воздействиях. Сухое демпфирование в конструкции здания можно регулировать как за счет подбора состава сыпучего гидрофобного фракционированного материала, так и размером и положением зоны его расположения по высоте зазора между объемными секциями. Увеличение демпфирования всего здания в целом позволяет увеличить гибкость каркаса (за счет этого увеличить его сейсмостойкость) и одновременно предотвратить его раскачивание при малых (например, ветровых) воздействиях.

Предлагаемая конструкция высотного сейсмостойкого здания с устройством деформационных швов, заполненных фракционированным сыпучим материалом, проста в изготовлении и обеспечивает повышенную сейсмостойкость сооружения. Кроме того, предлагаемое конструктивное решение может быть использовано для защиты зданий от промышленной и транспортной вибрации.

Формула изобретения

1. Высотное сейсмостойкое многоэтажное здание, включающее отдельные объемные секции, число которых равно или более трех и которые установлены друг на друга и жестко соединены между собой с образованием вертикальных столбов, размещенных с зазором в виде деформационных швов между ними и соединенных по высоте на уровне перекрытий горизонтальными связями, отличающееся тем, что секции размещены в плане вдоль взаимно перпендикулярных осей здания, а деформационные швы заполнены по высоте сыпучим гидрофобным фракционным материалом из твердых пород, при этом объемные секции выполнены с гибким каркасом, а горизонтальные связи шарнирными.

2. Здание по п. 1, отличающееся тем, что объемные секции выполнены с технологическими проемами, а по боковым сторонам деформационных швов и по контуру технологических проемов устроен стык в виде симметрично расположенных ребер с полками, ширина которых принята из условия b > а_х, где b - ширина полки, а_х возможное относительное динамическое перемещение отдельных объемных секций относительно друг друга, причем между полками соседних ребер выполнен зазор, размер которого равен или менее одной трети размера отдельных фракций сыпучего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4