СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК E04G23/00 E04H9/02 

Изобретение относится к конструкции здания, которые эксплуатируются в сейсмоопасных районах. Изобретение может быть использовано как для вновь возводимого здания, так и для зданий которые находятся в эксплуатации для местностей, где возможны колебания почвы или значительные ветровые нагрузки при стихийном бедствии (смерч, ураган, оползни, воздействие водной среды), когда возможно превышение допустимых динамических нагрузок или деформаций.

Известно техническое решение, когда сваи защемляют нижним концом и до обвязки оставляют свободную часть свай, которая воспринимает колебания почвы или относительное смещение самого здания СССР [1] Полученная схема нагружения представляет защемленную консоль в грунте.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести:
при значительных амплитудах колебаний свая выберет зазор между грунтом и свободной частью, что приведет к передаче усилия на массу здания с его последующим разрушением,
описанное техническое решение невозможно использовать в существующих зданиях, которые находятся в эксплуатации.

Известен способ усиления помещений здания, заключающийся в размещении гибкого элемента между частями конструкции здания в выемке горизонтальной плиты и ее сочленении со столом (брус) на вертикальной части конструкции здания через промежуточный металлический элемент (двутавр). Описанное техническое решение соответствует [2]
К недостаткам известного технического решения можно отнести:
конструкция сочленения фактически становится жесткой, т. к. стол устраняет свойства шарнира и возможные перемещения могут быть осуществлены только в горизонтальной плоскости, что не соответствует характеру деформации здания и его элементов при боковой нагрузке, а для этого необходим технологический зазор, которые и трудно выполнить и проконтролировать,
конструкция трудоемка, т. к. требует изготовления горизонтального поднутрения для установки гибкого элемента при достаточной точности и размеров поднутрения и самого гибкого элемента,
трение за счет массы горизонтальной плиты о стол делает непредсказуемым ожидаемое перемещение,
размещение гибкого элемента на малом плече (заподлицо с горизонтальной несущей плитой) снижает плечо и повышает усилие воздействия на гибкий элемент, что приведет к разрушению его при прочих равных условиях,
описанное техническое решение невозможно использовать в существующих находящихся в эксплуатации зданиях, т.к. такая доработка недопустима.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение несущей способности сочленения при сохранении свойств шарнира при возрастании во время роста деформации, возможность установки дополнительных элементов усиления помещений в действующих зданиях.

Поставленная цель достигается тем, что в способе усиления здания преимущественно от воздействия землетрясения, заключающемся в размещении гибкого элемента между частями конструкции здания, гибкий элемент размещают в угловом сочленении частей конструкции здания и закрепляют на сочленяемых поверхностях их. Гибкий элемент могут выполнять в виде замкнутой оболочки и могут заключать ее в силовую оболочку, закреплять последнюю в месте установки и соединять внутреннюю полость замкнутой оболочки с управляемым источником газа под давлением, а заполнение замкнутой оболочки могут осуществлять при возникновении деформаций сочленения частей конструкции здания выше допустимой. Гибкий элемент могут выполнять однородным, например, из резины, а закрепление его могут осуществлять путем сочленения проникновением в массу материала гибкого элемента.

Гибкие элементы могут быть размещены в действующих зданиях как между стенами и потолком, так и между стенами и полом. В установленном положении гибкие элементы вообще не изменяют интерьер помещения, так как обе оболочки будут прилегать к стене и горизонтальному элементу конструкции. Сверху гибкий элемент может быть закрыт пластиной из пластика. Она при использовании гибкого элемента будет просто разрушена, а мебель, которая прилегает к гибкому элементу, сдвинута за счет возникающего значительного усилия.

Разрушение здания начинается с разрушения стыков под углом, которые соединены главным образом за счет сварки металлических стержней арматуры панелей. Гибкий элемент не позволит сложиться угловому сочленению и ограничивает взаимное перемещение сочленения даже при разрушении связей, образованных сваркой. Даже при очень сильной деформации, превосходящей допустимую, здание не сразу потеряет устойчивость, что позволит произвести эвакуацию жителей.

Гибкая замкнутая оболочка может быть выполнена резиновой с кордом, а силовая оболочка из капроновой сети. Размещение гибкого элемента должно производиться преимущественно на внутренних полостях здания и необязательно по всей длине углового сочленения. Крепление силовой оболочки осуществляет костылями, которые закреплены в плитах сочленения. Внутренняя полость замкнутой оболочки соединена с источником газа через управляемый клапан.

Гибкий элемент может быть изготовлен из однородного материала (полиэтилен, резина).

При деформации здания будут меняться углы между сочленяемыми элементами здания и нагрузка будет восприниматься гибким элементом, причем чем больше деформация, тем больше сила сопротивления при регулярном клапане, что позволяет гасить даже резонансные колебания.

Изобретение позволяет установить его в действующих зданиях, обеспечивает дешевизну и легкость установки, а также позволяет гасить резонансные колебания.

Способ усиления помещений здания вызодно отличается от известных тем, что позволяет осуществить его в действующих зданиях, которые находятся в эксплуатации. При этом достигается эффект возрастания усилия сопротивления при возрастании величины информации элементов здания при сохранении свойств шарнира и гашении резонансных колебаний от внешней нагрузки. Такие свойства способ приобретает благодаря тому, что гибкий элемент размещают в угловом сочленении частей конструкции здания и крепят его к сочленяемым поверхностям его, а сам гибкий элемент изготавливают либо однородным, либо с полой заполняемой средой под давлением полостью. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ усиления здания преимущественно от воздействия землетрясения, заключающийся в размещении гибкого элемента между частями конструкции здания, отличающийся тем, что гибкий элемент размещают в угловом сочленении частей конструкции здания и закрепляют на сочленяемых поверхностях их. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гибкий элемент выполняют в виде замкнутой оболочки и заключают ее в силовую оболочку, закрепляют последнюю в месте установки и соединяют внутреннюю полость замкнутой оболочки с управляемым источником газа под давлением, а заполнение замкнутой оболочки осуществляют при возникновении деформаций сочленения частей конструкции здания выше допустимой. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что гибкий элемент выполняют однородным, например, из резины, а закрепление его осуществляют путем сочленения проникновением в массу материала гибкого элемента.