СЕЙСМОСТОЙКИЙ КАРКАС Российский патент 1994 года по МПК E04B9/02 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в сейсмостойком строительстве многоэтажных зданий.

Известны сейсмостойкий каркас многоэтажного здания, включающий продольные и поперечные рамы из ригелей и колонн, образующих ячейки, в которых размещены сборные элементы диафрагм жесткости, установленные с зазором между собой и с колоннами и жестко соединенные с верхними и нижними ригелями, при этом количество сборных элементов диафрагм жесткости убывает с увеличением высоты здания, а также сейсмостойкий каркас многоэтажного здания, включающий панели заполнения, установленные между ригелями и колоннами с зазором относительно последних и верхних ригелей и жестко соединенные с нижними ригелями, каждая панель заполнения соединена с ригелями при помощи шпонок с наклонными гранями, причем между панелью заполнения и нижним ригелем образован зазор, заполненный раствором, а жесткое их соединение выполнено посредством сварки арматурных выпусков нижнего ригеля и панели заполнения, размещенных в угловых вырезах последней и замоноличенных бетоном (прототип).

Недостатками таких решений являются низкие изгибная жесткость и прочность ригелей каркаса с "хрупким" характером их разрушения по наклонному сечению (от среза вертикальной поперечной силой), а общая жесткость каркаса оказывается недостаточной для увеличения высоты (этажности) здания.

Цель изобретения - исключение изгибной податливости и повышение прочности ригелей и общей жесткости каркаса здания.

Поставленная цель достигается тем, что в сейсмостойком каркасе многоэтажного здания, включающем колонны, ригели и сборные панели заполнения, установленные между колоннами с зазором относительно них и верхних и нижних ригелей и жестко соединенные с нижними ригелями шпонками и сваркой арматурных выпусков, размещенных в угловых вырезах панелей заполнения и замоноличивания бетоном, сборные панели заполнения установлены через этаж с уменьшением их количества в каждом этаже от нижнего к верхнему этажу, причем каркас снабжен стеновыми панелями, установленными в промежуточных этажах с зазорами относительно колонн и жестко соединенных с верхними и нижними ригелями с образованием балок-стенок с верхними и нижними полками.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", т. к. при проведении патентно-информационного поиска не было обнаружено признаков, сходных с отличительными.

В предлагаемом техническом решении новым признаком является выполнение ярусов рам из жестких балок-стенок, расположенных через этаж, а сборные панели заполнения установлены в промежуточных (смежных) этажах между балками-стенками с убывающим количеством панелей заполнения в ячейках рамы по высоте здания, при этом балки-стенки могут быть выполнены с верхними и нижними полками и вертикальными зазорами с колоннами.

Такое решение при новой совокупности известных решений позволяет получить качественно новое решение, при котором исключается разрушение ригеля рамы, повышается его жесткость и прочность, исключается податливость нижнего соединения панели заполнения и соответственно повышаются эффективность его работы, общая жесткость каркаса здания и соответственно его высота (этажность), при этом положительные свойства аналога - регулирование жесткости каркаса и исключение разрушения колонн, сохраняется.

На фиг.1 изображен каркас с панелями заполнения и балками-стенками; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - соединение панели заполнения с балками-стенками.

Сейсмостойкий каркас многоэтажного здания состоит из поперечных и продольных рам, выполненных из колонн 1, жестких балок-стенок 2 и панелей заполнения 3, при этом количество панелей заполнения по высоте здания уменьшается. Ярусы рам из балок-стенок 2 и панелей заполнения 3 выполняются, чередуясь, через этаж, при этом балки-стенки 2 могут быть выполнены с нижними 4 и верхними 5 горизонтальными полками и вертикальными зазорами 6 с колоннами 1, соединение панелей заполнения 3 с верхними и нижними балками-стенками выполняется через шпонки 7 с устройством зазоров 8, при этом нижнее жесткое соединение выполняется сваркой арматурных выпусков 10, размещенных в угловых вырезах 9, и замоноличиванием бетоном 11.

Выполнение сейсмостойкого каркаса многоэтажного здания осуществляется следующим образом. Рамы каркаса выполняются из колонн 1 и балок-стенок 2, устанавливаемых через этаж, в промежуточных этажах (между балками-стенками) устанавливаются панели заполнения 3 с податливым соединением с верхней балкой-стенкой 2 с устройством свободных зазоров 8 и с жестким соединением с нижней балкой-стенкой 2 сваркой арматурных выпусков 10 и замоноличиванием бетоном 11. При этом на балки-стенки 2 через верхние 5 и нижние 4 полки передаются нагрузки от панелей перекрытия. Вертикальная нагрузка от балок-стенок 2 передается на колонны 1, а горизонтальная (сейсмическая) нагрузка воспринимается более податливыми ярусами рамы со сборными панелями заполнения 3, при этом балки-стенки 2 выполняют роль жестких вставок между податливыми ярусами с панелями заполнения 3, которые, являясь элементами активной сейсмозащиты, поглощают сейсмическую энергию.

В предлагаемом решении повышается эффективность работы панелей заполнения на горизонтальное нагружение за счет исключения податливости нижнего соединения, что увеличивает его изгибную жесткость. При таком решении повышается жесткость каркаса и соответственно увеличивается воспринимаемая им горизонтальная (сейсмическая) нагрузка, что позволяет повысить высоту (этажность) здания.

Использование: в строительстве. Сущность изобретения: панели заполнения установлены через этаж с уменьшением их количества от нижнего к верхнему этажу. В промежуточных этажах размещены стеновые панели, соединенные с верхним и нижним ригелями с образованием балок - стенок. 4 ил.

СЕЙСМОСТОЙКИЙ КАРКАС многоэтажного здания, включающий колонны, ригели и сборные панели заполнения, установленные между колоннами с зазором относительно них и верхних и нижних ригелей и жестко соединенных с нижними ригелями шпонками и сваркой арматурных выпусков, размещенных в угловых вырезах панелей заполнения и замоноличенных бетоном, отличающийся тем, что панели заполнения установлены через этаж с уменьшением их количества в каждом этаже от нижнего к верхнему этажу, причем каркас снабжен стеновыми панелями, установленными в промежуточных этажах с зазорами относительно колонн и жестко соединенных с верхними и нижними ригелями с образованием балок стенок с верхними и нижними полками.