МНОГОЭТАЖНОЕ КРУПНОПАНЕЛЬНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ Российский патент 1997 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям сейсмостойких крупнопанельных зданий.

Известно многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее перекрестно расположенные продольные и поперечные панельные стены, последние из которых выполнены в виде диафрагмы жесткости с вертикальными скользящими швами, связи сейсмозащиты, размещенные в вертикальных швах, плиты перекрытия и гибкие связи (авторское свидетельство СССР N 767331, кл. Е 04 Н 9/02, 1980).

К недостаткам известной конструкции можно отнести сложность выполнения опорной части диафрагм криволинейного очертания и устройства гнезд в верхней части стен нижнего этажа, а также создание концентраций напряжений в местах контакта элементов здания при передаче нагрузок от стен верхних этажей через выпуклые торцы.

Наиболее близким предлагаемому изобретению по технической сущности является конструкции многоэтажного сейсмостойкого здания, включающая перекрестно расположенные продольные и поперечные панельные стены, последние из которых выполнены в виде диафрагм жесткости с вертикальными скользящими швами между их панелями, связи сейсмозащиты и плиты перекрытий, причем панели внутренних продольных стен и средние панели диафрагм жесткости соединены между собой, а между панелями диафрагмы жесткости размещены горизонтальные плоские элементы с отверстиями по продольной оси и полками для опирания плит перекрытий, соединенные с последними посредством гибких связей, связи сейсмозащиты выполнены в виде шпонок, вертикальные торцы стыкуемых панелей диафрагмы жесткости имеют пазы для установки шпонок с зазором относительно поверхностей пазов, а верхние торцы панелей диафрагм жесткости выступы, размещенные в отверстиях горизонтальных элементов с зазором относительно поверхностей отверстий (авторское свидетельство СССР N 1057666, кл. Е 04 Н 9/02, 1983).

Известная конструкция обеспечивает компенсацию горизонтальных и вертикальных перемещений элементов за счет выбора зазоров между ними, что обусловливает изменение жесткостных характеристик здания.

К недостаткам известной конструкции можно отнести сложность изготовления связей сейсмозащиты в виде шпонок и необходимость использования материалов высокой прочности для изготовления элементов здания, что приводит к повышению материалоемкости здания.

Задача изобретения снижение материалоемкости за счет снижения объемного веса его элементов и снижение уровня сейсмических нагрузок на элементы здания.

Поставленная задача решена тем, что в многоэтажном крупнопанельном сейсмостойком здании, включающем расположенные перекрестно и выполненные из панелей продольные и поперечные стены, внутренние продольные из которых размещены со смещением к центральной продольной оси здания относительно торцов средних панелей внутренних поперечных стен и образуют с последними ядро жесткости, отделенное от остальных стен вертикальными швами, и плиты перекрытий, одна часть которых оперта на горизонтальные элементы, расположенные на верхней грани панелей поперечных стен, горизонтальные элементы выполнены с формой продольных граней, соответствующей форме торцов опертых на них плит перекрытий, и установлены в уровне плит перекрытий на крайних панелях поперечных стен с образованием консольного выступа над средней панелью поперечных стен и зазора между ними, а другая часть плит перекрытий выполнена ребристыми и оперта наружными ребрами на панели внутренних продольных стен, причем здание снабжено балками, установленными на верхней грани панелей наружных продольных стен с перевязкой из швов со швами последних и панелей внутренних поперечных стен и упругими прокладками, размещенными в зазорах между выступом балок и средней панелью поперечных стен, панелей стен, плиты перекрытия, опертые на горизонтальные элементы и балки выполнены из легкого бетона, а ребристые плиты перекрытий и горизонтальные элементы из тяжелого бетона.

Из фиг.1 изображен поперечный разрез здания; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 вид Г на фиг.1.

Многоэтажное крупнопанельное сейсмостойкое здание содержит расположенные перекрестно и выполненные из панелей продольные 1 и поперечные 2 стены, ядро жесткости 3, плиты перекрытий 4, 5 и горизонтальные элементы 6.

Ядро жесткости 3 образовано внутренними поперечными 7 и продольными 8 стенами, размещенными со смещением к центральной продольной оси здания относительно торцов средних 9 панелей 10 внутренних поперечных стен 7. Ядро жесткости 3 отделено от стен 2 здания вертикальными швами 11. Горизонтальные элементы 6 размещены на верхней грани панелей 12 поперечных стен 2 и выполнены с формой продольных граней, соответствующей форме торцов опертых на них плит перекрытий 5. Горизонтальные элементы 6 установлены в уровне плит перекрытий 5 на крайних панелях 12 поперечных cтен 2 с образованием консольного выступа 13 над средней панелью 10 поперечных стен 2 и зазора 11 между ними.

Одна часть плит перекрытий 4 оперта на горизонтальные элементы 6, а другая часть плиты 5 выполнена ребристой и оперта наружными ребрами на панели внутренних продольных стен 8.

Здание снабжено балками 14, которые установлены на верхней грани панелей наружных продольных стен 1 с перевязкой их швов 15 со швами 16 панелей стен 1 и панелей 12 внутренних поперечных стен 2.

В зазоре между выступом балок 17 и средней панелью поперечных стен размещены упругие прокладки 18. Несущие панели стен 1, 2, 7, 8 и плиты перекрытий 4, 5 соединены между собой посредством горизонтальных и вертикальных металлических связей с ограниченной податливостью, например сваркой (на чертежах связи условно не показаны).

Монтаж многоэтажного крупнопанельного здания выполняют следующим образом. После установки средних поперечных панелей 10 стен 2 и панелей продольных стен 1, 8 монтируют крайние панели 12 поперечных стен 2 и устанавливают на них горизонтальные элементы 6, затем монтируют наружные стеновые панели 1. После этого устанавливают ребристые плиты 5, остальные плиты перекрытия 4 и балки 14, после чего в зазоры 17 устанавливают упругие прокладки 18 и производят окончательную заделку стыков.

Панели продольных 1, 8 и поперечных 2 стен, плиты перекрытий 4 и балки 14 могут быть выполнены из легкого бетона, например из ячеисто-бетонных блоков класса В 2,5 В 3,5, собираемых в панели. Элементы пояса жесткости - ребристые плиты 5 и горизонтальные элементы 6 выполняют из тяжелого бетона, например, класса В 25.

В процессе эксплуатации здание представляет собой пространственно жесткую систему, состоящую из ядра жесткости 3, объединяющего средние поперечные панели 7 и продольные внутренние панели 8 с перекрытием в виде ребристой плиты 5, и включающую крайние участки поперечных стен 2 с перекрытиями 4 и наружные стеновые панели 1.

При незначительных по интенсивности сейсмических воздействиях конструкция работает как обычное крупнопанельное здание. При интенсивных сейсмических воздействиях происходят взаимные перемещения в элементах поперечной стены 2 и 7, обжатие упругих прокладок 17 между горизонтальным элементом 6 и средней стеновой панелью 10, сопровождающееся изменением жесткостных характеристик системы и поглощением энергии колебания. При этом горизонтальный элемент 6, выполненный из материала с большей прочностью, и ребристая плита 5, являющаяся перекрытием средней части здания, распределяют нагрузку в продольном и поперечном направлениях равномерно на продольные 1,8 и поперечные 2 стены, не вызывая возникновения локальных концентраций напряжений на участках стен (панели 12), выполненных из материала меньшей прочности.

Конструктивное выполнение здания обеспечивает возможность выполнения его элементов различными по объемному весу и прочности, что обеспечивает элемент 6 с образованием консольного выступа 13 в сторону поперечной панели 10, обеспечивает включение в совместную работу крайних участков поперечных стен 2 и ядра жесткости 3, а установка ребристой плиты 5 с платформенным опиранием на средние поперечные стены 7 обеспечивает перекрытие зоны стыка продольных 8 и поперечных стен 7 ядра жесткости 3 и перевязку горизонтальных швов перекрытий, которые проходят между опорным элементом и плитами крайних поперечных стен. Тем самым достигается восприятие горизонтальных усилий сдвига от сейсмических воздействий и равномерное распределение нагрузки на все элементы здания. При этом совокупность установленных в уровне перекрытия горизонтальных элементов 6, ребристых плит 5 и балок 14 образует непрерывный сейсмический пояс жесткости, перекрывающий вертикальные стыки продольных 1,8 и поперечных стен 2,7 здания, что повышает сейсмостойкость конструкции в целом.

Таким образом, в предлагаемом конструктивном решении обеспечивается как снижение усилий в элементах продольных и поперечных стен, так и необходимая устойчивость всего здания при сейсмических воздействиях.

Использование: строительство многоэтажных крупнопанельных сейсмостойких зданий. Сущность изобретения: продольные наружные и поперечные стены размещены перекрестно и выполнены из панелей. Внутренние продольные стены установлены со смещением к центральной продольной оси здания и образуют со средними панелями внутренних стен ядро жесткости. Последнее отделено от остальных стен вертикальными швами. Одна часть плит перекрытий оперта на горизонтальные элементы, расположенные на верхней грани панелей поперечных стен, имеющие форму продольных граней, соответствующую форме торцов плит перекрытий, и установлены с образованием консольного выступа над средней панелью поперечных стен и зазора относительно них. Другая часть плит перекрытий выполнена ребристыми. Балки установлены на верхней грани панелей наружных продольных стен с перевязкой швов и размещением упругих прокладок в зазорах между выступом балок и средней панелью поперечных стен. Плоские плиты перекрытий и балки выполнены из легкого бетона, а ребристые плиты перекрытий и горизонтальные элементы - из тяжелого бетона. 5 ил.

Многоэтажное крупнопанельное сейсмостойкое здание, включающее расположеннные перекрестно и выполненные из панелей продольные и поперечные стены, внутренние продольные из которых размещены со смещением к центральной горизонтальной оси здания относительно торцов средних панелей внутренних поперечных стен и образуют с последними ядро жесткости, отделенное от остальных стен вертикальными швами, и плиты перекрытий, одна часть которых оперта на горизонтальные элементы, расположенные на верхней грани панелей поперечных стен, отличающееся тем, что горизонтальные элементы выполнены с формой продольных граней, соответствующей форме торцов опертых на них плит перекрытий, и установлены в уровне последних на крайних панелях поперечных стен с образованием консольного выступа над средней панелью поперечных стен и зазора между ними, а другая часть плит перекрытий выполнена ребристыми и оперта наружными ребрами на панели внутренних продольных стен, причем здание снабжено балками, установленными на верхней грани панелей наружных продольных стен с перевязкой их швов со швами последних и панелей внутренних поперечных стен, и упругими прокладками, размещенными в зазорах между выступом балок и средней панелью поперечных стен, при этом панели стен, плиты перекрытий и опертые на горизонтальные элементы балки выполнены из легкого бетона, а ребристые плиты перекрытий и горизонтальные элементы из тяжелого бетона.