Каркас многоэтажного сейсмостойкого здания Советский патент 1983 года по МПК E04H9/02 

-йь

ЭО 30 Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасам сейсмостойкости многоэтажных производственных и гражданских зданий . Известен каркас многоэтажного здания, содержащий ри.гели и колонны жестко состыкованные между собой в местах минимальных изгибающих момен тов путем приварки верхней и нижней соединительных металлических пласти к каждому стыкуемому элементу ij . Недостатком конструкции известного каркаса является то, что при жестких стыках во время сейсмического воздействия в его элементах во никают значительные усилия, которые полностью должны быть воспринять как элементами каркаса, так и конструкцией стыка. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является каркас многоэтажного сейсмостойкого здания, вкл чающий колонны с консолями и ригели состыкованные между собой в местах минимальных изгибающих моментов при помощи высокопрочных болтов и метал лических пластин с овальными отверстиями, размещенных в верхней, нижней и средней частях стыка 2 . Недостатком известного каркаса является его постоянная жесткость и малое затухание собственных колебаний, возбуждаемых сейсмическим воздействием. Величина сейсмической силы при этом определяется в больше мере жесткостью системы и достигает своего максимального для данной сис темы значения. Цель изобретения .- увеличение сейсмостойкости здания. Цель достигается тем, что в карка се многоэтажного сейсмостойкого здания, включающем колонны с консол ми и ригелия, состыкованные между собой в местах минимальных изгибающих моментов при помо1ци вые окоп pio4ных болтов и металлических пластин с овальными отверстиями, размещенны в верхней, нижней и средней частях стыка, пластины каждого стыка уста новлены вертикально в торцах ригеле |и консолей колонн, причем пластины в средней части соединены посредством шарнира, а овальные отверстия верхних и нижних пластин расположен по друге окружности с центром на ос шарнира. Кроме того, с целью уменьшения местного изгиба пластин, каркас может быть снабжен, по крайней мере, одной дополнительной пластиной, смо тированной, на одном из стыкуемых элементов, причем оба торца Стыкуем элементов имеют уширения в месте установки пластин, соединенных шарнирно, а с целью уменьшения величины натяжени-я болта, стык может быть снабжен прокладками из фрикционного материала, установленными между пластинами в верхней и нижней частях элементов. На фиг. 1 изображена схема каркаса; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - варианты узла 1 на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 2-4. Каркас включает колонны 1 с консолями 2, ригели 3, стыки 4 ригелей с консолями колонн, металлические пластины 5, соединенные шарнирно болтами б, металлические пластины 7, стянутые высокопрочным болтом 8, распределительные шайбы 9, ограничивающие взаимное смещение ригелей и колонн, овальные отверстия 10, прокладки 11 из фрикционного материала, временные монтажные металлические пластины 12. Каркас работает следукяцим образом. Во время стыковки колонны 1 с ригелем 3 последний опирают на монтажные пластины 12. Пластины 7 стыка 4 через шайбы 9 стягивают, по крайней мере, одним высокопрочным болтом 8 до создания в нем определенного заранее заданного усилия. Это усилие создает заданную величину сил трения между пластинами 7, для увеличения которой установлены фрикционные прокладки 11. Затем монтажные пластины 12 удаляют . -, Возникающая при сейсмическом воздействии энергия поглощается в несколько этапов, вначале она будет поглощаться работой элементов карка-. са, определяемой начальной жесткостью каркаса с жесткими стыками 4 и силами трения между пластинами 7, стянутыми болтом 8. После преодоления этих сил трения произойдет взаимный поворот колонн 1 и ригелей 3 каркаса в стыке 4 относительно оси болта б, соединяющего без натяжения нижние пластины 5 Срадиус взаимного . поворота ригеля 3 и колонны 1 обозначен на чертежах буквой R). Во время поворота в стыке 4 энергия сейсмического воздействия будет поглощаться работой элементов каркаса, определяемой конечной жесткостью каркаса с шарнирными стыками 4, и работой сил трения, обусловленных предварительным обжатием пластин 7 стягивающим болтом 8. Для ограничения взаимного поворота ригелей 3 и колонн 1 и, следовательно, горизонтального смещения самого каркаса, в пластинах 7 выполнены отверстия 10i расположенные по ду- , ге окружности с центром на оси- болта б . Если энергия сейсмического воздей ствия неполностью поглотится работой

перечисленных выше сил, то пластины 7 упрутся в болт 8, стык 4 опять станет жестким и остаток энергии будет поглощаться работой элементов каркаса, определяемой начальной жесткостью каркаса с жесткими стыками 4.

Изобретение позволяет регулирова его динамическую жесткость за счет перехода стыков при расчетной нагрузке из жестких в шарнирные и увеличить затухание собственных колебаний каркаса и поглощение энергии сейсмического воздействия за счет работы сил трения в стыках, при взаимном повороте ригелей и колонн. Все это увеличивает сейсмостойкость зданий, приводит к экономии основных строительных материалов Сарматурной стсши и цемента).

Фиг.5

- л I, Фиг.4

1. КАРКАС МНОГОЭТАЖНОГО СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, включающий колонны с консолями и ригели, состыкованные между собой в местах минимальных изгибающих моментов при помощи высокопрочных болтов и металлических пластин с овальными отверстиями , размещенных в верхней, нижней и средней частях стыка, о т.личающийся тем, что, с целью увеличения сейсмостойкости здания, пластины каждого стыка установлены вертикально в торцах ригелей к консолей колонн, причем пластины в средней части соединены посредством шарнира, а овальные отверстия верхних и нижних пластин расположены по дуге окружности с центром на оси шарнира. 2.Каркас здания по п. 1, о т -. личающийся тем, что, с целью уменьшений местного изгиба пластин, каркас снабжен по крайней мере, одной дополнительной пластиной , смонтированной на одном i из стыкуемых элементов, причем оба торца стыкуемлх элементов имеют «Л уширения в месте установки пластин, соединенных шарнирно.. 3.Каркас здания по пп. 1 и ,2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения величины натяжения болта, стык снабжен прокладками из фрикционного материала, уставовленнышв между пластинами в верхней и нижней частях элементов.