МОДУЛЬНОЕ АНТИСЕЙСМИЧЕСКОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЗДАНИЯХ И АНАЛОГИЧНЫХ СООРУЖЕНИЯХ Российский патент 2005 года по МПК E02D27/34 

Данное изобретение относится к модульному антисейсмическому защитному устройству, подлежащему использованию в зданиях и аналогичных сооружениях, цель которого заключается в том, чтобы безусловно обеспечить такие здания и аналогичные сооружения модульным основанием, состоящим из идентичных компонентов, функцией которых является ослаблять, рассеивать и гасить сейсмическую волну, таким образом предотвращая оказание вредных воздействий от сотрясения на здание, подлежащее защите.

Данное изобретение может применяться в промышленности, которая специализируется на изготовлении приборов, устройств и элементов, используемых для защиты сооружений.

Было разработано несколько решений для ослабления или нейтрализации воздействия землетрясений, и большая часть из них основана на использовании упругих элементов, которые поглощают сейсмические волны.

В патенте ФРГ DE-3446831 описано упругое тело, используемое в качестве опоры для сооружений, которое выполнено в форме полосы с внутренними гнездами, проходящими вдоль нее в два ряда и расположенными крестообразно в шахматном порядке таким образом, что специальная компоновка этой полосы и эластомерный материал, из которого она сделана, позволяют ей поглощать значительное вертикальное напряжение.

В некоторой степени аналогичная конструкция описана в патенте ФРГ DE-3935354.

В патенте Великобритании GB-2120167 описана деформируемая конструкция, состоящая из двух плит, разделенных сбрасываемым слоем, содержащим материал, например, типа пенопласта, который сжимается под давлением. В качестве альтернативы, эта конструкция может принимать форму сот, и когда вышеупомянутые пластины подвергаются процессу упругой деформации, они сводятся ближе друг к другу.

В патенте Франции № 2510645 описана ячейка, которая действует против землетрясений. Ячейка имеет призматическую и восьмистороннюю форму и предназначена для плотного прилегания при соединении с другими подобными ячейками; ее назначение также состоит в том, чтобы ослаблять кратковременные и вертикальные чрезмерные напряжения, типа напряжений, вызываемых землетрясением.

В патенте Франции № 2391324 также описана система для защиты от землетрясений. Она состоит из стальной плиты, которая отделяет само сооружение от фундамента, чтобы предотвратить возможность распространения по зданию трещин, появляющихся в фундаменте.

Аналогичное решение представлено в публикации PCT WO 98/57013, единственное различие состоит в том, что вместо стальной плиты используется изолирующая эластомерная опора; эта опора состоит из мозаичных предварительно напряженных волокон и является чрезвычайно жесткой, и эти волокна расположены в ней горизонтально.

В публикации PCT WO 96/30602 описана система для защиты зданий, в которой здания базируются на плоской конструкции, подвешенной с помощью гидравлических домкратов, которые также ослабляют сейсмические колебания.

В патенте США № 4959934 описан упругопластический амортизатор, который используют в конструкции, например, для поглощения колебаний, которым подвергаются здания при сейсмических толчках; этот амортизатор состоит из детали, которая напоминает блок или лист металла с множеством отдельных отверстий, охватывающих всю поверхность с целью придания ей требуемой способности к упругой деформации.

В патенте США № 4555433 описан элемент для акустического поглощения, содержащий небольшие пластины и полости, напоминающие небольшую чашу, расположенные в форме решетки таким образом, что если элементу этого типа придать правильную структурную жесткость, его можно использовать в качестве средства для ослабления колебаний, вызванных землетрясениями, вместо использования в качестве средства для ослабления акустических колебаний.

В Европейском патенте EP 0889179 описан конструкционный мост для поглощения ударов, который состоит из ряда горизонтальных деталей, расположенных последовательно, и вертикальных деталей, служащих для опоры опалубочного вкладыша, связанных посредством абсорберов, которые ослабляют любую ударную волну, типа волн, вызванных землетрясением.

В Европейском патенте EP 0481146 А1 описана комбинированная конструкция, способная выдерживать сейсмические толчки, состоящая из ряда модулей, которые опираются на землю без фундамента и которые поддерживают друг друга без какого-либо вертикального соединения таким образом, что каждый из них может перемещаться неограниченным образом крестообразно относительно соседних модулей.

В патенте США № 4782913 описан конструкционный элемент с акустическими свойствами, который оснащен сердечником либо имеющим решетку, либо являющимся ячеистым; это устройство может поглотить большую часть акустических волн, и если этот элемент должным образом сконструирован, он также будет способен ослаблять колебания, вызванные землетрясениями.

Предложенное модульное антисейсмическое защитное устройство, подлежащее использованию в зданиях и аналогичных сооружениях, несомненно является новым видом продукции в определенной области его применения, поскольку оно сводит вместе ряд специальных характеристик, которые определенно выделяют его из числа других элементов, применяемых для этой цели.

Более конкретно, каждый модуль, образующий часть модульного антисейсмического защитного устройства, подлежащего использованию в зданиях и аналогичных сооружениях, состоит из двух деталей, изготовленных из пластмассы, с правильной шестиугольной горизонтальной проекцией, и между ними вставлена использованная автомобильная шина; эти две сделанные из пластмассы детали предпочтительно объединяют с помощью сайлент-блока или резинометаллического шарнира, оснащенного соответствующей связью, с деталями, которые сделаны из пластмассы; этот сайлент-блок также позволяет сгибаться содержащейся внутри него автомобильной шине.

Одна из выполненных из пластмассы деталей снабжена проходящим сквозь нее отверстием, оснащенным крышкой, через которую можно вставлять во внутреннюю часть, образуемую автомобильной шиной и двумя шестиугольными деталями из пластмассы, объединенными вместе с помощью сайлент-блока, множество сферических деталей, образующих своего рода гранулированный пластмассовый элемент, действие которого является гидравлическим.

Для вышеупомянутых деталей из пластмассового материала была выбрана шестиугольная форма, поскольку при этой форме не только круг, образуемый автомобильной шиной, можно вставлять в этот шестиугольник, но также различные модули можно полностью соединять друг с другом в шахматном порядке, то есть в форме, которая подобна сотам. Однако совершенно очевидно, что шестиугольная форма является не единственной формой, которую можно использовать, и пластмассовые детали с тем же успехом могут быть треугольными, четырехугольными, пятиугольными или многоугольными, и вообще, эти детали могут иметь любое другое количество сторон, пока эти детали из пластмассы соприкасаются друг с другом и обеспечивают возможность помещать внутрь них автомобильные шины после того, как различные модули собраны, чтобы, когда модуль подвергается воздействию напряжения, вызываемого сейсмической волной, перпендикулярно его общей плоскости, автомобильная шина подвергалась радиальной деформации в результате гидравлического действия гранулированного элемента, и большая часть этого воздействия ослабляется благодаря модулям за счет объемов деформации, которые имеют место между автомобильными шинами.

В результате эти детали останутся в состоянии покоя. Однако эта ситуация, очевидно, изменится, если произойдет землетрясение, которое приведет это устройство в действие, и в этом случае оно ослабит сейсмическую волну, вызванную сейсмическим толчком.

В качестве дополнения к приведенному описанию и с целью облегчения понимания особенностей изобретения в качестве существенной части этого описания прилагается ряд чертежей. Эти чертежи являются пояснительными по характеру и никоим образом не ограничительными и показывают пример одного из лучших способов практического применения данного изобретения.

Фиг.1 изображает вид сбоку в вертикальном разрезе и диаметральное поперечное сечение модуля, формирующего часть модульного антисейсмического защитного устройства, подлежащего использованию в зданиях и аналогичных сооружениях, которое является объектом данного изобретения, представленного в состоянии покоя (или "представленного в режиме бездействия").

Фиг.2 изображает вид сверху объекта, представленного на фиг.1.

Фиг.3 изображает вид объекта, представленного на фиг.1 и 2, когда он действует.

Фиг.4 изображает схему модульного антисейсмического устройства, согласно изобретению, которое состоит из модулей, подобных модулю, показанному на трех предыдущих чертежах. Его располагают в основании здания прежде, чем начинается работа по укладке бетона.

Как можно видеть на фиг.4, модульное антисейсмическое защитное устройство, подлежащее использованию в зданиях и аналогичных сооружениях, состоит из множества модулей (1), которые расположены в одной и той же плоскости и рядом друг с другом, где их боковые стороны находятся в соприкосновении, причем каждый модуль сконструирован с двумя идентичными деталями из пластмассового материала (2) и (2’), предпочтительно присоединенными друг к другу посредством сайлент-блока (3), который удерживается на месте двумя крепежными устройствами (4) и (4’) для деталей (2) и (2’). С целью удержания их на месте в выемках в центральной зоне каждой из деталей (2) и (2’) вставлены две крепежные гайки, сделанные из пластмассового материала.

Использованную автомобильную шину (5) такого типа, который обычно используется в автомобилях, вставляют между деталями (2) и (2’), которые удерживаются на месте с помощью сайлент-блока (3), до того, как форму объединяют вместе. Множество сферических или овальных пластмассовых деталей вставляют в пространство, которое остается внутри деталей (2) и (2’), расположенных в тех же позициях, удерживая автомобильную шину (5) на месте; они составляют гранулированную систему (6), которая имеет гидравлическое действие. Сферические или овальные пластмассовые детали вставляют через сделанное в пластмассовой детали (2) отверстие (7), оснащенное закрывающим уплотнением, с целью обеспечения надежности.

Как можно видеть на фиг.4, множество модулей (1) расположено в одной и той же плоскости, лежащей на земле в зоне, где должно быть возведено интересующее нас здание. Чтобы быть точным, они положены на дно произведенной выемки, которая была вырыта для фундамента; это обеспечивает плоское шестиугольное расположение для пластмассовых деталей (2) и (2’) и гарантирует, что они будут полностью подогнаны друг к другу так, чтобы модульное расположение имело две плоские, параллельные и в значительной степени не нарушаемые поверхности, между которыми вставлены шины (5), в соприкосновении друг с другом, расположенные в шахматном порядке, оставляя небольшие треугольные пустоты с закругленными сторонами таким образом, чтобы затем на эту модульную, но непрерывную поверхность можно было положить плиты или фундаментные плиты (10); затем, в свою очередь, на таких плитах или фундаментных плитах (10) возводят строительное сооружение.

В случае сейсмических толчков направленный вверх толчок, которому подвергается нижняя пластмассовая пластина (2’), поднимаемая ее против веса здания, заставляет гранулированный пластмассовый материал (6), заключаемый в автомобильной шине (5), перемещаться горизонтально, и автомобильная шина подвергается радиальной деформации, как можно увидеть при большом увеличении на фиг.3, таким образом, что поскольку различные автомобильные шины (5), которые формируют часть устройства, находятся в соприкосновении друг с другом, деформация осуществляется по направлению к пустотам в треугольных компоновках, и размер этих пространств является достаточным для поглощения деформации, вызывая упругое воздействие, то есть элементы вовлекаются обратно в их первоначальное положение, предшествующее землетрясению, как только воздействие сейсмической волны ослабляется.

Изобретение относится к области модульного антисейсмического защитного устройства, подлежащего использованию в зданиях и сооружениях. Новым в модульном устройстве является то, что оно состоит из множества модулей, лежащих в одной и той же плоскости в соприкосновении друг с другом, каждый из которых состоит из двух идентичных деталей из жесткого пластмассового материала и соединенных между собой в центре предпочтительно с помощью сайлент-блока и заключающих между собой автомобильную шину, предпочтительно использованную, создавая таким образом деформируемую упругую камеру, заполненную гранулообразными элементами, выполненными из пластмассового материала, которые имеют гидравлические свойства. Технический результат изобретения состоит в обеспечении зданий и сооружений основанием, способным ослаблять, рассеивать и гасить сейсмическую волну. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Модульное антисейсмическое защитное устройство, подлежащее использованию в зданиях и аналогичных сооружениях для создания упругодеформируемого слоя между землей и фундаментными плитами или плитами здания, отличающееся тем, что оно состоит из множества модулей (1), лежащих в одной и той же плоскости в соприкосновении друг с другом, каждый из которых состоит из двух идентичных деталей из жесткого пластмассового материала (2) и (2’), соединенных между собой в центре предпочтительно с помощью сайлент-блока (3) и заключающих между собой автомобильную шину (5), предпочтительно использованную, создавая таким образом деформируемую упругую камеру, заполненную гранулообразными элементами (6), выполненными из пластмассового материала, которые имеют гидравлические свойства.2. Модульное антисейсмическое защитное устройство по п.1, отличающееся тем, что жесткие пластмассовые детали (2) и (2’), которые приспособлены внутри и по форме к сторонам автомобильной шины (5), прикреплены друг к другу при помощи крепежных гаек (4) и (4’), которые скрыты внутри внешних поверхностей этих деталей (2) и (2’), причем одна из этих деталей, в частности деталь (2), которая должна лежать наверху, снабжена отверстием (7), оснащенным закрывающим уплотнением и предназначенным для получения доступа к внутренней части камеры, заключенной внутри модуля и образованной деталями (2) и (2’) и автомобильной шиной (5), для размещения гранулообразных пластмассовых элементов (6) с гидравлическим свойством.