Сейсмостойкое здание

 

Сейсмостойкое здание содержит горизонтально расположенную круглую конструкцию основания 1, выполненную из плотно прилегающих друг к другу по радиусам и соединенных между собой элементов, вертикальную ступенчатую конструкцию 2, содержащую колонны 19, 20, опирающиеся на эту горизонтальную конструкцию основания, и круглую конструкцию перекрытия 3, опирающуюся на эти стойки. Натянутые с определенным усилием тросы 15, 34 располагаются, с одной стороны, в горизонтальной плоскости, опоясывая круглую конструкцию основания этого здания, и, с другой стороны, в вертикальных плоскостях, ориентированных в радиальных направлениях, для опоясывания здания от периферийной части конструкции его основания, проходя через конструкцию перекрытия. 18 з. п.ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к специальной конструкции сейсмостойкого здания.

Известно сейсмостойкое здание, включающее круглую горизонтальную конструкцию основания, центр которой расположен по центральной вертикальной оси здания, вертикальную ступенчатую конструкцию здания в виде стоек, опертых на конструкцию основания и поддерживающих конструкции перекрытия и крыши, и тросы, натянутые с определенным усилием и размещенные в вертикальных плоскостях.

Недостатком указанной конструкции является достаточная сложность в практической реализации и сравнительно низкая эффективность.

Изобретение ставит своей целью разработать конструкцию сейсмостойкости здания, гарантирующую также защиту от других явлений или катастрофических последствий, связанных с подземными толчками, таких, например, как пожары или наводнения.

Техническое решение указанной задачи обеспечивает конструкция сейсмостойкого здания, охарактеризованная признаками п.1 формулы изобретения.

Другие пункты упомянутой выше формулы изобретения касаются специфических характеристик данного изобретения и предпочтительного развития отличительных признаков основного пункта формулы изобретения.

На фиг. 1 показан схематический перспективный вид сейсмостойкого здания согласно изобретению в общем виде; фиг. 2 поперечный осевой разрез здания по фиг. 1; фиг. 3 частичный разрез перспективного вида силовой конструкции или каркаса сейсмостойкого здания, показанного в целом на фиг. 1 и фиг. 2; фиг. 4 частичный разрез перспективного вида сейсмостойкого здания, показанного на фиг. 1 и фиг. 2; фиг. 5, 6, 7 виды в разрезе различных элементов основной конструкции сейсмостойкого здания, схематически представленного на фиг. 1 и фиг. 2; фиг. 8 и 9 частичные виды по линиям A-A и B-B, показанным на фиг. 2; фиг. 10 частичный вид сверху конструкции, показанной на фиг. 3; фиг. 11 - частичный вид сверху на конструкцию, показанную на фиг. 4.

Сейсмостойкое здание согласно изобретению содержит в схематическом изображении круглую горизонтально расположенную конструкцию основания 1, располагающуюся вертикально ступенчатую конструкцию 2, образующую в представленном здесь примере всего одну ступень или один этаж упомянутого выше здания, и круглую конструкцию крыши 3, обычно в целом сходящейся кверху формы.

Согласно рассматриваемому здесь примеру реализации конструкции сейсмостойкого здания круглая и горизонтально расположенная конструкция его основания состоит из двух идентичных чашеобразных элементов 4 и 5, каждая из которых собрана из соединенных между собой одинаковых элементов 6 и 7, имеющих форму секторов круга с загнутым и приподнятым краем. Эти элементы плотно примыкают друг к другу по радиусам этой круглой конструкции основания сейсмостойкого здания, центр которой располагается на вертикальной оси здания X-X.

Оба упомянутых выше чашеобразных элемента 4 и 5, один из которых опрокинут по отношению к другому, упираются друг в друга и образуют соединение в паз своими краями, причем оба элемента 6 и 7 для осуществления такого соединения содержат на своих приподнятых кромках соответствующие друг другу шпунт и паз 8 и 9 (см. фиг. 5).

В то же время, эти плотно прилегающие друг к другу элемента 6 и 7 соединяются между собой при помощи шпунтов и пазов 10 и 11, расположенных вдоль их радиальных плоскостей контакта (см. фиг. 3).

Центральные концы стыковочных поверхностей 10 и 11 прилегающих друг к другу секторных элементов 6 и 7, образующих в совокупности две обращенные друг к другу своими полостями чашеобразные половины 4 и 5 конструкции основания заявленного здания, соединены в паз с использованием шипов и канавок с круглыми венцами 12 и 13, причем каждый из этих венцов, в свою очередь, собран из двух полуколец (см. фиг. 3).

Вертикальные стойки 14 поддерживают верхний венец 13, опираясь при этом на нижний венец 12 (фиг. 2).

Выполненная таким образом конструкция основания сейсмостойкого здания согласно изобретению представляет собой герметичную конструкцию, устойчивость которой к воздействию подземных толчков обеспечивается, в частности, достаточно сильно натянутым тросом 15, опоясывающим в горизонтальной плоскости эту конструкцию основания 1 и проходящим по периферии в плоскости взаимного соединения двух составляющих это основание чашеобразных элементов 4 и 5. Соосно между собой венцы 12 и 13 также опоясаны натянутым тросом.

Верхняя плоскость второго перевернутого чашеобразного элемента 5 основания этого здания образуют пол его нижнего или первого этажа и продолжается в наружном по отношению к зданию направлении террасными элементами 16, поддерживаемыми специальными консолями 17 и огороженными элементами балюстрады или парапета 18.

Вертикальная конструкция этажа содержит колонны 19 и 20, а также элементы 21, образующие панель пола этажа.

Колонны 19 и 20 опираются нижними концами в зонах 22 и 23 (см. фиг. 3) на середину элементов 6, образующих в совокупности первый или нижний чашеобразный элемент основания 4 здания, и проходят сквозь второй или верхний чашеобразный его элемент 5 в зонах 24 и 25 на высоте шпунтового соединения, образованного на прилегающих друг к другу и ориентированных в радиальном направлении плоскостях элементов 7. Таким образом, секторные элементы 6 и 7 двух чашеобразных частей 4 и 5 конструкции основания предлагаемого здания установлены с угловым смещением друг относительно друга на некоторый угол, соответствующий половине угла раствора каждого секторного элемента.

Упомянутые выше колонны 19 и 20 в предпочтительном варианте исполнения изобретения связаны друг с другом в радиальном направлении аркой 26, располагающейся непосредственно под элементами пола этажа 21.

В предпочтительном варианте выполнения угол раствора каждого секторного элемента 4, 5 или 21 соответствует половине центрального угла между колоннами 19 и 20, ориентированными в радиальном направлении и смежными между собой. Таким образом, между каждыми двумя смежными колоннами располагаются по два примыкающих друг к другу секторных элемента 7, 21, а также по одному секторному элементу 6, к которому с обеих сторон его примыкают по половине соседних элементов 6.

Элементы пола 21, поддерживаемые элементами шпунтового соединения, располагающимися на колоннах 19 и 20, а также поддерживаемые арками 26, соединены в их центральной зоне внутренней балюстрадой 27, причем эти элементы пола 21 продолжаются наружу по отношению к внешней поверхности здания с образованием балкона 28, огражденного балюстрадой 29.

На колонны 19 и 20 оперты балки крыши 30, располагающиеся в радиальном направлении и объединенные в центральной части здания венцом 31, также опоясанным натянутым с определенным усилием тросом.

Радиально расположенные балки 30 поддерживают соединенные вместе и плотно прилегающие друг к другу в радиальном направлении элементы 32, образующие в своей совокупности купол, завершающийся уже упоминавшимся выше венцом 31.

Периферийная часть конструкции крыши 3 ограничена балюстрадой кровли 33, опирающейся на наружные колонны 20 и соединенной в паз с балками 30.

Натянутые с определенным усилием тросы 34 располагаются в вертикальных плоскостях, ориентированных в радиальном направлении, начиная с периферийной части конструкции основания 1 и проходя через конструкцию крыши 3, с тем, чтобы при помощи комбинированного воздействия этих тросов вместе с тросом 15, опоясывающим в горизонтальной плоскости конструкцию основания 1 здания, образовать в конечном счете жесткую недеформируемую конструкцию, ведущую себя так, как если бы она представляла собой моноблок, в то время как на самом деле эта конструкция собрана из большого количества плотно прилегающих друг к другу бетонных элементов, размеры которых в предпочтительном варианте исполнения изобретения определяются условиями возможности транспортировки их по автомобильным дорогам.

Эти тросы 34 соединяют (фиг. 2) периферийную часть венца 31 с периферийной частью конструкции основания 1 здания в вертикальной плоскости каждой располагающейся в радиальном направлении системы, образованной колоннами 19, 20 и балками 30. Концы тросов 34, присоединенные к периферийной части конструкции основания, раздваиваются на две ветви 35 для того, чтобы быть зацепленными за различные секторные элементы 6 чашеобразной конструкции 4 (фиг. 6 и 7).

Может быть предусмотрено также наличие натянутого с определенным усилием троса 36, опоясывающего в горизонтальной плоскости элементы 21, образующие в своей совокупности панель пола этажа здания в соответствии с предлагаемым изобретением.

Внутри венца кровли 31 располагается полый элемент 37, образующий бассейн для воды, причем над этим бассейном возвышается купол 38, поддерживаемый стойками 39.

Горизонтально расположенные панели 40, окруженные балюстрадой 41, также плотно примыкают друг к другу радиально расположенными поверхностями с образованием пола купольной части здания (фиг. 4).

Бассейн для воды 37, а также купол 38 в предпочтительном варианте исполнения предлагаемого изобретения могут быть выполнены из двух соединенных друг с другом половин, образующих вместе законченную конструкцию.

Наружная поверхность сейсмостойкого здания согласно изобретению образована стеновыми элементами 42 (см. фиг. 4 и 5), располагающимися по обе стороны от отверстий 43, образующих дверные или оконные проемы жилых помещений первого или нижнего этажа этого здания. Эти дверные или оконные проемы ограничены на своих верхних кромках перекрытиями и(или) ригелями 43. На высоте второго этажа, то есть этажа, располагающегося над нижним этажом здания, предусмотрены блок-окна 44, соединенные стеновыми панелями 45, которые в случае необходимости могут быть снабжены специальными панелями 46, улавливающими для последующего полезного использования солнечное излучение.

Такие же солнечные панели 47 могут быть предусмотрены также над элементами каркаса 32, образующими купольную конструкцию здания в соответствии с предлагаемым изобретением.

Как уже было сказано, это сейсмостойкое здание покоится на конструкции основания 1, точнее на первом чашеобразном элементе 4 этой конструкции с герметичными стенками. Следует отметить, что этот чашеобразный элемент 4 конструкции основания 1 может иметь объем, представляющий собой функцию веса располагающегося на этом основании здания, с тем, чтобы образовать в совокупности плавающее на воде здание, уровень погружения которого не превышает края чашеобразного элемента 4 конструкции основания сейсмостойкого здания. Таким образом, здание, согласно изобретению, может быть расположено в воде и плавать в ней в границах некоторого бассейна, что позволит, в частности, постоянно и без больших затруднений ориентировать это здание соответствующим образом по отношению к солнцу.

Формула изобретения

1. Сейсмостойкой здание, включающее круглую горизонтальную конструкцию основания, центр которой расположен по центральной вертикальной оси здания, вертикальную ступенчатую конструкцию здания в виде стоек, опертых на конструкцию основания и поддерживающих конструкцию перекрытия и крыши, и тросы, натянутые с определенным усилием и размещенные в вертикальных плоскостях, отличающееся тем, что круглая конструкция основания выполнена из элементов, прилегающих друг к другу по радиусам конструкции основания и соединенных между собой с образованием в совокупности чашеобразного элемента конструкции основания, причем конструкция перекрытия выполнена из панелей, а конструкция крыши имеет круглую форму и образована балками и панелями, плотно примыкающими друг к другу по радиусам конструкции крыши, при этом здание снабжено натянутыми с определенным усилием, расположенными в горизонтальной плоскости и опоясывающими конструкцию основания тросами, а вертикальные плоскости, в которых размещены тросы, ориентированы в радиальном направлении с охватом этими тросами конструкции основания по ее периферийной части и пропуском их через конструкцию крыши.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что круглая горизонтально расположенная конструкция его основания содержит плотно прилегающие друг к другу соединенные между собой по ее радиусам элементы, образующие в совокупности дополнительный чашеобразный элемент конструкции основания здания, опрокинутый или перевернутый по отношению к основному чашеобразному элементу этой конструкции и опертый своей периферийной частью на периферийную часть основного чашеобразного элемента.

3. Здание по п.2, отличающееся тем, что оба чашеобразных элемента конструкции основания этого здания соединены по своей периферийной части в паз или в шпунт.

4. Здание по пп. 1 3, отличающееся тем, что плотно прилегающие друг к другу по радиусам круглой конструкции основания элементы, образующие по меньшей мере одну из чашеобразных конструкций, соединены своими центральными концами с круглым венцом, расположенным соосно по отношению к зданию.

5. Здание по п. 4, отличающееся тем, что круглый венец, соединенный с плотно прилегающими друг к другу по радиусам конструкции основания элементами по меньшей мере одного из чашеобразных элементов круглой конструкции основания, опоясан натянутыми с определенным усилием тросами.

6. Здание по пп. 1 5, отличающееся тем, что плотно прилегающие друг к другу по радиусам конструкции основания и соединенные между собой элементы двух чашеобразных элементов конструкции основания здания имеют относительное угловое смещение на угол, равный половине центрального угла или угла раствора каждого отдельного элемента.

7. Здание по п.6, отличающееся тем, что плотно прилегающие друг к другу по радиусам конструкции основания и соединенные между собой элементы двух чашеобразных элементов конструкции основания здания выполнены одинаковыми и соединены своими торцами посредством элементов шпунтового соединения.

8. Здание по пп.1 7, отличающееся тем, что стойки в вертикальной конструкции здания расположены в радиальном направлении с центральным углом или углом раствора, вдвое превышающим по величине центральный угол или угол раствора прилегающих друг к другу по радиусам конструкции основания элементов круглой конструкции основания здания.

9. Здание по п.2, отличающееся тем, что каждая стойка вертикальной конструкции здания в радиальной плоскости оперта на середину одного из примыкающих друг к другу по радиусам конструкции элементов основного чашеобразного элемента конструкции основания здания и пропущена сквозь дополнительный чашеобразный элемент этой конструкции основания, поддерживая его, на высоте соединений примыкающих друг к другу по радиусам конструкции основания элементов, образующих дополнительный чашеобразный элемент.

10. Здание по пп.2 9, отличающееся тем, что дополнительный чашеобразный элемент круглой конструкции основания здания образует своей верхней поверхностью пол, причем этот пол продолжен радиально наружу относительно центральной оси здания за пределы дополнительного чашеобразного элемента террасными элементами пола, опертыми на консоли, выполненные на боковой поверхности дополнительного чашеобразного элемента.

11. Здание по пп.1 10, отличающееся тем, что балки круглой конструкции крыши расположены по радиусам круглой конструкции крыши здания.

12. Здание по п.11, отличающееся тем, что балки круглой конструкции крыши здания соединены с венцом, расположенным соосно по отношению к зданию.

13. Здание по п.12, отличающееся тем, что венец крыши опоясан натянутым с определенным усилием тросом.

14. Здание по пп.1 13, отличающееся тем, что натянутые с определенным усилием тросы, расположенные радиально в вертикальных плоскостях и охватывающие здание от конструкции основания, проходя через конструкцию крыши, входят в зацепление с одним из их концов за периферийную часть венца крыши.

15. Здание по п.12, отличающееся тем, что в венец крыши вставлен круглый бассейн для воды, поддерживаемый балками конструкции крыши здания.

16. Здание по пп.1 15, отличающееся тем, что панели перекрытия, поддерживаемые стойками вертикальной ступенчатой конструкции, снабжены внутренними и наружными балюстрадами здания.

17. Здание по п.11, отличающееся тем, что панели конструкции крыши, плотно прилегающие друг к другу в радиальном направлении и соединенные между собой, оперты на балки с образованием купола.

18. Здание по пп.1 17, отличающееся тем, что основной чашеобразный элемент круглой конструкции основания имеет герметичные стенки.

19. Здание по п.18, отличающееся тем, что основной чашеобразный элемент круглой конструкции основания здания выполнен с объемом, представляющим собой функцию веса располагающегося на этом основании здания с образованием плавучей системы, линия погружения которой не превышает кромки основного чашеобразного элемента конструкции основания здания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10