Многоэтажное сейсмостойкое здание Советский патент 1983 года по МПК E04H9/02 

со

со О5 00 Изобретение относится к сейсмостойкому строительству жилых, промышленных и транспортных сооружений, подверженных сейсмическим воздействиям. Известно сооружение, в котором пространственно жесткий каркас здания установлен на фундаменте с помощью чечевицеобразных качающихся сфероидов, а между каркасом и фундаментом устроен демпфер сухого трения в виде песчаной подушки 1 Недостатком сооружения является невысокая надежность, .обусловленная сложностью регулирования сил демпфирования и зависимостью этих сил от вертикальной инерционной нагрузки на сооружение. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия, снабженной жесткой консолью,и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами, фундамент и фрикционно-демпфирующее устройство, установленное на фундаменте, взаимодействующее со свободным концом консоли и выполненное в виде элементов кольцевого сечения, установленными один на другой со смещением к консоли, с зазором относительно последней и по оси, совпадающей с осью консоли 2. Недостатки известного здания заключаются в низкой его надежности, обусловленной невозможностью регулирования сил трения при одновременном действии вертикальных и горизонтальных сейсмических толчков, носящих нерегулярный, случайный характер, а также в значительных габаритах и материалоемкости. Целью изобретения является уменьшение материалоемкости и повышение надежности в эксплуатации. Указанная цель достигается тем, что в многоэтажном сейсмостойком здании, включающем пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия, снабженной жесткой консолью, и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами, фундамент и фрикционно-демпфирующее устройство, установ,ленное на фундаменте, взаимодействующее со свободным концом консоли и выполненное в виде элементов кольцевого сечения, установленными один на другой со смещением к консоли,с зазором относительно последней и по оси, совпадающей с осью консоли, элементы фрикционно-демпфируюшего устройства выполнены из металлических листов, соединенных между собой и с фундаментом посредством высокопрочных болтов, причем размер отверстий под болты превышает размер болтов на величину, равную разности зазоров между смежными листами и консолью, при этом фрикционнодемпфирующее устройство снабжено стаканом с пригрузом, размещенным на его дне, и с кольцевой диафрагмой, в верхней части, посредством которой стакан свободно оперт на верхний лист с размещением свободного конца консоли в стакане с зазором относительно стенок последнего. На фиг. 1 изображено сооружение с фрикционно-демпфирующим устройством, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4- узел II на фиг. 3. Сейсмостойкое сооружение содержит пространственно жесткие верхние этажи 1, нижний этаж 2 с плитой перекрытия 3, снабженный, жесткой консолью 4, податливые в горизонтальном направлении опоры 5и фундамент 6, Жесткая консоль 4 взаимодействует с фрикционно-демпфирующим устройством, состоящим из горизонтальных металлических листов 7 кольцевого сечения, установленных один на другой со сме1дением к консоли 4 с зазором относительно последней и по оси, совпадающей с осью консоли 4 и вертикальной осью здания, причем внешний и внутренний диаметры выщерасположенного листа 7 меньше соответствующих размеров нижерасположенного листа 7. Эта разница в диаметрах определяется в зависимости от возможной горизонтальной податливости сооружения. Листы 7 между собой и с фундаментом 6 соединены высокопрочными болтами 8, находящимися в отверстиях 9, размер которых больше размера болтов 8 на величину, равную разности зазоров между смежными листами 7 и жесткой консолью 4, что дает возможность при заданной силе трения соединений обеспечить необходимую податливость и получить гасящий эффект. В данном случае сила трения между листами 7 в течение всего сейсмического воздействия остается постоянной (заданной), что обеспечивает высокую стабильность работы фрикционно-демпфирующего устройства, Усилие с болтов 8 на листы 7 передается через шайбы 10. На верхнем листе 7 с помощью кольцевой диафрагмы И подвешен стакан 12, который может перемещаться по этому листу 7 при сейсмическом воздействии. На дне стакана 12 размещен пригруз 13. За счет сил трения, которые зависят от веса стакана 12 и пригруза 13, происходит гашение колебаний малой амплитуды. Пригруз 13 в данном случае вып олнен из металлических листов разной толщины, набором которых обеспечивается заданная сила трения. При сейсмическом воздействии в предлагаемом сооружении происходит следующее. Сооружение начинает колебаться и жесткая консоль 4 вступает во взаимодействие со стаканом 12, который за счет сил

трения, возникающих между кольцевой диафрагмой 11 и верхним листом 7 гасит колебания малой амплитуды. Если же амплитуда увеличивается, Yo в работу включается самый верхний из листов 7, за счет сил трения в болтовых соединениях он гасит ти колебания. Со временем (если амплитуда продолжает увеличиваться) зазор в болтовых соединениях верхнего листа 7 закрывается и в работу вступает следующий лист 7 и так до нижнего листа 7. При этом усилия в болтовых соединениях возрастают в направлении от верхнего листа 7 к нижнему. Таким образом, в болтовых соединениях нижнего листа -7 самые большие усилия, что обеспечивает гашение колебаний самой больщой амплитуды. Однако данная последовательность увеличения усилия в болтовых соединениях может быть и иной, например, от нижнего к верхнему. Изобретение позволяет снизить материалоемкость и повысить надежность конструкции в эксплуатации при любых сейсмических воздействиях.

МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ, включающее пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия, снабженной жесткой консолью, и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами, фундамент и фрикционно-демпфирующее устройство, установленное на фундаменте, взаимодействующее со свободным концом консоли ивыполненное в виде элементов кольцевого сечения, установленными один на другой со смещением к консоли, с зазором относительно последней и пооси, совпадающей с осью консоли, отличающееся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и повышения надежности в эксплу- . атации, элементы фрикционно-демпфирующего устройства выполнены из металли-. ческих листов, соединенных между собой, и с фундаментом посредством высокопрочных болтов, причем размер отверстий под болты превышает размер болтов на величину, равную разности зазоров между смежными листами и консолью, при этом фрикционно-демпфирующее устройство снабжеi но стаканом с иригрузом, размещенным на его дне, и с кольцевой диафрагмой в верх(Л ней части, посредством которой стакан свободно оперт на верхний лист с размещением свободного конца консоли в-стакане с зазором относительно стенок последнего.

7 Г

2

у

v

Фиг.З

Фг/г.