Фундамент сейсмостойкого здания Советский патент 1983 года по МПК E02D27/34 

Изобретение относится к антисейсмическому строительству и может быть использовано для снижения сейсм ческого воздействия в широком диапа зоне колебаний. Известен фундамент сейсмостойког здания, содержащий опорные части, выполненные в виде шарового сегмента и промежуточного элемента, выпол ненного в виде шара или эллипсоида вращения fl. Недостатком данного фундамента является то, что в нем осуществляется контакт подвижных элементов с опорными частями фундамента на небольшой площади смятия в течение всего времени эксплуатации, что вызывает появление высоких напряжений в зоне контакта и .создает неблагоприятные условия работы конструкций Кроме того, сейсмостойкое здание, включающее данный фундамент, будет раскачиваться под действием ветра, ненадежно в области резонансных колебаний. Наиболее-близким к изобретению по технической сущности является фундамент сейсмостойкого здания, включающий верхнюю и нижнюю опорные плиты-с выполненными на их обращенных друг к другу поверхностях выемками, опорные элементы в виде тел вращения и соединяющий между собой верхнюю инижнюю плиты анкер L21. Однако этот фундамент весьма чув ствителен к порывам ветра, ненедеже в области резонансных колебаний. Подвижный элемент из-за малой площа ди смятия находится в неблагоприятных условиях работы в течение всего времени эксплуатации сооружения. Кроме того, анкер с шаровыми и под пружиненными элементами сложен в изготовлении и эксплуатации. Цель изобретения - снижение сейсмических нагрузок на здание путем-настройки дина1У1Ических характеристи в процессе сейсмического воздействи различного типа. Цель достигается тем, что фундамент сейсмостойкого здания, содержащий верхНйзю и нижнюю опорные плиты с выполненными на их об 5ащенных друг к другу поверхностях выемками, опорные элементы в виде тел вращени и соединяющий между собой верхнюю и нижнюю плиты анкер, снабжен допол нительной плитой с центральным отверстием под анкер, установленной между верхней и нижней плитами с за зором относительно них и имеющей выемки.на своей нижней и верхней по верхностях, причем выемки на верхне плите и верхней поверхности дополнительной плиты смещены на 90 относительно выемок на нижней плите и нижней поверхности дополнительной плиты, при этом выемки всех плит выполнены с углублениями, а углубления дополнительной плиты образуют с углублениями верхней и нижней плит гнезда, в которых расположены опорные элементы. Зазоры, образованные плоскими поверхностями плит, заполнены упругопластичным материалом. Поверхности углублений в выемках покрыты свинцовыми пластинами. На фиг. 1 изображен фундамент, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Между перекрытием 1 и фундаментальной подушкой 2 помещен фундамент, состоящий из верхней 3, нижней 4 опорных плит, между которыми размещена дополнительная плита 5, которая установлена с зазорами относительно верхней 3 и нижней 4 плит, зазоры выполнены упругопластичным материалом 6. На обращенных друг к другу поверхностях плит выполнены выемки 7 с углублениями 8, поверхности . которых покрыты свинцовыми пластинами . 9 ив них размещены опорные элементы в виде тел вращения, например шары 10. Углебления образуют друг с другом гнезда, причем верхние гнезда смещены относительно нижних на 90°. Верхняя 3 и нижняя 4 плиты соединены междУ собой анкером 11, на концах которого выполнены буферы 12. Фундамент работает следующим образом. Сейсмическая упругая волна до передачи на здание в первую очередь гасится упругопластичным материалом 6, расположенным между плитами, и за счет вязкого трения шаров 10 в углублениях 8 со свинцовыми пластинками 9. , В случае, если происходит землетрясение с преобладанием высокоперйодных колебаний грунта, резонансные эффекты на развиваются, поскольку шар 10 в углублении В обеспечивает зданию .жесткость и, как следствие, низкие величины периодов собственных колебаний и низкие сейсмические нагрузки. При землетрясениях с преобладанием в спектре колебаний грунта низкопериодных составляющих, близких к периодам собственных колебаний здания, развиваются резонансные явления, амплитуда колебаний здания нарастает до порогового уровня, при достижении которого шар 10 выходит из углубления 8 в выемку 7 - происходит отключение связей. После отключения связей периоды колебаний здания резко возрастают.. В связи с повышением периодов ко-, лебаний здание уходит из резонанс-ного режима, сейсмиуескяе нагрузки существенно снижаются.

Ограничение максимально допустимых перемещений здания осуществляется анкером 11 с буфером 12 на концах.

При прекращении сейсмического воздействия верхняя опорная часть с надземной частью под действием собственной массы возвращается в первоначальное положение, фиксируяс шаром в гнездах, т.е. происходит саь1овосстановление системы сейсмозащитыздания.

Применение предложенного фундамента позволяет погасить сейсмиче.ские воЛны любого направления, до того момента, как они проникнут в здание, а также значительно снизить нагрузки в здании от сейсмических воздействий в широком диапазоне частот .

, Система сомовосстановления обеспечивает готовность к сейсмозащите сразу же после -землетрясения без затрат ручного труда, что весьма важно при часто повторяющихся землетрясениях.

Кроме того, упругие элементы включаются в работу только во время землетрясений, т.е. находятся в хороших условиях работы.

1. ФУНДАМЕНТ СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, содержащий верхнюю и нижнюю опорные плиты с выполненными на их обращенных друг к другу поверхностях выемками,опорные элементы в виде тел вращения и соединяющий между собой верхнюю и нижнюю плиты анкер, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения сейсмических нагрузок на здание пу1:ем самонастройки динамических Ха-рактеристик в процессе сейсмического воздействия различного типа, он .снабжен дополнительной плитой с центральным отверстием под анкер, уста новленнрй между верхней.и нижней плитами с зазорами относительно них и имеющей выемки на своей нижней и верхней поверхностях, причем выемки на верхней плите и верхней поверхности дополнительной плитаи смещены на 90° относительно выемок на нижней плите и нижней поверхности дополнительной плиты, при этом выем-. ки. всех плит выполнены с углублениями, а углубления дополнительной плиты образуют с углублениями верх ней и нижней плит гнезда, в которых расположены опорные элементы. 2.Фундамент по п. 1, о т л и чающийся тем, что зазоры, образованные плоскими поверхностями плит, зат1олнены упругопластичным. (Л материалом.,. 3.Фундамент по пп, 1 и 2, о т личающийс я тем, что Поверхности углублений в выемках покрыты свинцовыми пластинами. о м СП м СХ)