Опора сейсмостойкого здания,сооружения Советский патент 1983 года по МПК E04H9/02 E02D27/34 

Изобретение относится к сейсмостойкому строительству, а именно к конструкциям опор сейсмостойких зданий, сооружений.

Известен фундамент сейсмостойкого здания, включающий опорные пояса со стаканами и цилиндрическую стойку со сферическими торцами, которые снабжены линзообразными вкладышами из материала, обладающего диссипативными свойствами 1.

Недостатками данной опоры являются ограниченная способность в обеспечении устойчивости здания при сейсмических колебаниях с больщими горизонтальными смещениями, малая деформативность в вертикальном направлении и, следовательно, низкая эффективность снижения вертикальных сейсмических воздействий на здание. Вследствие сложной конструктивной схемы указанный фундамент обладает больщой трудоемкостью в изготовлении и малой надежностью в эксплуатации.

Наиболее близкой к предлагаемой является сейсмостойкая опора, включающая опорные пояса с противолежащими коническими углублениями, выполненными со сферическим углублением в их центре, между которы.ми размещен промежуточный подвижный элемент 2.

Указанная опора снижает горизонтальную сейсмическую нагрузку на здание, сооружение, но не защищает от вертикальных сейсмических толчков.

Цель изобретения - уменьшение вертикальной сейсмической нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что опора сейсмостойкого здания, сооружения, включающая опорные пояса с противолежащими коническими углублениями, выполненными со сферическим углублением в их центре, между которыми размещен промежуточный подвижный элемент, снабжена опорными плитами и опертыми на них упругими элементами в виде торообразных оболочек, причем подвижный элемент выполнен в виде упругой оболочки, а опорные пояса - в виде упругих дисков, опертых на упругие элементы, при этом замкнутые полости оболочек заполнены материалом, обладающим диссипативными свойствами.

Кроме того, промежуточный подвижный элемент может быть выполнен в виде оболочки, имеющей форму эллипсоида вращения или щара.

На фиг. 1 изображена предлагаемая опора, поперечный разрез; на-фиг. 2 - то же, при деформациях от воздействия сейсмических сил.

Опора сейсмостойкого здания, сооружения включает в себя опорные пояса 1, выполненные в виде упругих дисков с противолежащими коническими углублениями 2, в центре которых имеется сферическое углубление 3, между которыми размещен промежуточный подвижный элемент 4, выполненный в виде упругой шаровой оболочки. Элемент 4 может быть выполнен также в виде оболочки, имеющей форму эллипсоида вращения.

Опорные пояса 1 опираются на упругие элементы 5, выполненные в виде торообразных оболочек, опертых на опорные плиты 6. В замкнутых полостях оболочек 4 и 5 размещены вкладыши 7, выполненные из материалов, обладающих диссипативными свойствами, например из неопрена.

Для повыщения податливости в вертикальном направлении опора может быть снабжена несколькими торообразными элементами 5 (не показано). Эти элементы

могутиметь различные размеры, жесткости, несущую способность и обладать свойством выключающихся связей, т. е. разрущаться при определенном уровне вертикальной сейсмической нагрузки.

Оптимальные жесткости упругих элементов трех типов можно подобрать на основе деформационных расчетов. При этом шарообразная упругая оболочка промежуточного подвижного элемента 4 испытывает сжатие

с изгибом от действия нагрузок, расположенных по площадям контакта с опорными поясами 1.

Опорные пояса 1, загруженные в пролете по площади контакта с элементом 4, работают на изгиб как упругие круглые дискипластины, опертые по контуру, очерченному поясом контакта с торообразными элементами 5.

Опорные торообразные элементы 5 находятся в сложном напряженном состоянии при сжатии между поясом 1 и плитой 6.

Элементы 1, 4, 5 и б могут быть выполнены из стали.

Предлагаемая опора сейсмостойкого здания, сооружения работает следующим образом.

Как известно, при сейсмических воздействиях перемещения основания возможны в любом произвольном направлении.

Устойчивость здания, сооружения при действии горизонтальной составляющей произвольного перемещения обеспечивается

податливостью, которую допускает опора в горизонтальной плоскости. При сейсмическом горизонтальном смещении основания вместе с ним перемещается нижний опорный пояс 1 и связанные с ним элементы 5 и 6.

При этом промежуточный подвижный элемент 4 выкатывается из сферического углубления 3, а верхний опорный пояс 1 и расположенные выше элементы, связанные с большой инерционностью массой здания, сооружения, остаются в исходном положеНИИ (фиг. 2). При ослаблении интенсивности горизонтальных сейсмических воздействий элемент 4 скатывается обратно в сферические углубления. Гашение горизонтальных

колебаний осуществляется благодаря коническим поверхностям в опорных поясах.

Уменьшение вертикальных составляющих сейсмических воздействий на здание, сооружение обеспечивается повышенной податливостью в вертикальном направлении нескольких упругих тонкостенных элементов; промежуточного подвижного щарообразного элемента 4, двух опорных пластинчатых поясов 1, торообразных оболочек 5, четное число которых можно подобрать расчетным путем. Деформированное состояние упругих элементов при действии сейсмических сил и перемещений показано на фиг. 2. Общая величина возможных вертикальных упругих

1020552

деформаций при сейсмических толчках может составить 2-4 мм. Гашение вертикальных сейсмических колебаний обеспечивается за счет диссипативных свойств материала, 5 заполняющего замкнутые полости упругих элементов предлагаемой опоры.

. Изобретение уменьщает вертикальную сейсмическую нагрузку и повышает эффективность снижения произвольно направлен,Q ных сейсмических нагрузок на здание, сооружение.

Кроме того, конструкция опоры проста в изготовлении, монтаже, надежна в работе и поэтому более экономична.

1. ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ, включающая опорные пояса с противолежащими коническими углублениями, выполненными со сферическим углублением в их центре, между :..: з которыми размещен промежуточный подвижный элемент, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения вертикальной сейсмической нагрузки, она снабжена опорными плитами и опертыми на них упругими элементами в виде торообразных оболочек, причем подвижный элемент выполнен в виде упругой оболочки, а опорные пояса - в виде упругих дисков, опертых на упругие элементы, при этом замкнутые полости оболочек заполнены материалом, обладающим диссипативными свойствами. 2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточный подвижный элемент выполнен в виде оболочки, имеющей форму эллипсоида вращения или щара. i (Л 1C о сд СП N5