Сейсмостойкое сооружение Советский патент 1984 года по МПК E04H9/02 

2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, 4TOs с целью равномерного перераспределения на грузок на фундамент при деформациях

основания, плита опорной конструкции выполнена с вертикальными прорезями радиального направления.

1. СЕЙСМОСТОЙКОЕ СООРУЖЕНИ включающее фундамент, несущий полый ствол, опорную конструкцию и выключающиеся связи,расположенные по пер метру опорной конструкции и соединя щие последнюю с фундаментом, о тличающееся тем, что, с целью повышения стойкости сорруже.ния воздействию широкого диапазона сейсмических нагрузок, сооружение снабжено сейCMCизолирующими устройствами и дополнительными выключающимися связями, при этом приопорнйя часть ствола имеет меньшее сечение и соединена со стволом раструбной частью, а опорная конструкция выполнена в виде консольной плиты, жестко прикрепленной центральной частью к нижнему торцу прнопорной части ствола и установленной на фундамент с зазором, в котором размещены сейсмоизолирующие устройства, причем ствол соединен с фундаментом посредством дополнительных выключающихся связей, расположенных по его периметру.

1

Изобретение относится к строительству, а.именно к сейсмостойким сооружениям, и может быть использовано для строительства емкостей для хранения сыпучих материалов как на промьшленных, так и сельскохозяйственных предприятиях и для строительства многоэтажных зданий с несущим стволом.

Известна конструкция сооружения, включающая основную емкостную часть и воронку, опирающуюся на колонны, жестко закрепленные в фундаментной плите L 1 Д.

Недостатком этого технического решения является невысокая сейсмо- стойкость сооружения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является сейсмостойкое сооружение, включающее фундамент, несущий полый ствол, опорную конструкцию и выключающиеся связи, расположенные по периметру опорной конструкции и соединяющие последнюю с фундаментом С 23.

Однако известное сооружение обладает недостаточной стойкостью при воздействии сейсмических нагрузок широкого диапазона и большой интенсивноЗти, а также низкой эффективностью сопротивления горизонтальным колебаниям основания.

Целью изобретения является повыщзние стойкости сооружения воздействию широкого диапазона сейсмических нагрузок.

Указанная- цель достигается тем, что сейсмостойкое сооруясение, включающее фундамент, несущий полый ствол опорную конструкцию и выключающиеся связи, расположенные по периметру опорной конструкции и соединяющие последнюю с фундаментом, снабжено сейсмоизолирующими устройствами и дополнительными выключающимися связями, при этом приопорная часть ствола имее

Меньшее сечение и соединена со стволом раструбной частью, а опорная конструкция выполнена в виде консольной плиты, жестко прикрепленной центральной частью к нижнему торцу приопорной части ствола и установленной на фундамент с зазором, в котором размещены сейсмоизолирующие устройства, причем ствол соединен с фундаментом посредством дополнительных выключающихся связей, расположенных по его периметРУ.

Кроме того, с целью равномерного перераспределения нагрузок на фундамент при деформациях основания, плита опорной конструкции может быть выполнена с прорезями радиального направления.

На фиг.1 - сейсмостойкое сооружение, поперечный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1..

Сейсмостойкое сооружение включает фундамент 1, несущий полый ствол 2, опорную конструкцию 3 и выключающиеся связи 4, расположенные по периметру опорной конструкции 3 и соединяющие последнюю с фундаментом 1. Приопорная часть 5 ствола 2 имеет меньшее сечени и соединена со стволом 2 раструбной частью 6. Опорная конструкция 3 выполнена в виде консольной плиты 7, жестко прикрепленной центральной частью к ни жнему торцу 8 приопорной части 5 ствола 2 и установленной на фундамент

1с зазором 9, в котором размещены сейсмоизолирующие устройства 10. Ство

2соединен с фундаментом 1 посредством дополнительных выключающихся связей 11, расположенных по периметру ствола 2,

С целью равномерного перераспределения нагрузок на фундамент при деформациях основания плита 7 опорной конструкции 3 выполнена с вертикальными прорезями 12 радиального направления. Приопорная часть 5 ствола 2 должна иметь горизонтальное сечение по контакту минимальных по условию прочности размеров. При этом в случае отклю чения связей 4 и 11 плита 7 работает по консольной схеме, а сооружение по схеме вертикального консольного стержня. Такая рюмкообразная форма сооружения без связей обладает наибольшей гибкостью и пониженной частотой собственных колебаний в отличи от известных жестких схем и форм сооружений. А с учетом работы связей 4 и 11 предложенная схема обладает обычной жесткостью и высокой частото собственных колебаний. Наличие вертикальных прорезей 12 радиального направления в опорной плите 7 превращает плиту 7 в систему (пучок) консольных балок 13, работаю щих более независимо друг от друга, чем части неразрезной плиты 7. Консольные балки 13 имеют большую упругую податливость в пространстве,чем части одной плиты 7. Все это приводит к повышению общей гибкости соору жения, понижению частоты собственных колебаний и более равномерному распределению нагрузок на фундамент при деформациях основания, что в целом повышает сейсмостойкость сооружения, расширяя частотньц диапазон воспринимаемых сейсмических воздейст вий. Использование в сооружении выключающихся связей 4 и 11 между плитой 7 и фундаментом 1 обуславливает двой ной скачкообразный перевод сооружения с жесткой схемы на гибкую и с ги кой схемы работы на устойчиво-подвиж ную при определенном уровне сейсмических воздействий произвольного направления. Таким образом, надфундаментная часть сооружения представляет единую рюмкообразную конструкцию, установле ную на фундамент через сейсмоизолирующие устройства. Выключающиеся связи 4 и 11 стяги1ают надфундаментную часть сооружения с фундаментом 1 образуя одну жесткую систему, в кото рой сейсмоизолирующие устройства 10 не имеют подвижности. В качестве сейсмоизолирующих устройств 10 целесообразно применить опоры, которые снижают воздействия как горизонтальных, так и вертикальных составляющих сейсмических переме щений основания и способны погасить колебания большой интенсивности и в широком диапазоне. Предлагаемое сейсмостойкое сооружение работает следующим образом. В исходном эксплуатационном состоянии надфундаментная часть и фундамент Iсооружения образуют единую пространственную систему, которая работает по жесткой конструктивной схеме. В этом случае при сейсмических воздействиях, когда период собственных ког баний сооружения ниже периодов колебаний основания, сооружение устойчиво сопротивляется сейсмическим нагрузкам. При интенсивных сейсмических воздействиях, характеризующихся преобладанием высокочастотных колебаний, периоды которых становятся близкими к периодам свободных колебаний сооружения, происходит интенсивное нарастание амплитуд колебаний сооружения. Наступает такой момент, когда нарастание амплитуд достигает критического уровня, которьш можно определить расчетом. При этом выключающиеся связи I1в виде вертикальных и накло);иых стержней разрушаются и выключаются из работы пространственной системы. Происходит перестройка работы сооруже1- ия с жесткой рхемы на гибкую за счет небольшой жесткости опорной конструкции, в результате чего сооружение начинает работать в новом (втором) диапазоне сейсмических колебаний без разрушения основной несущей конструкции ствола 2. При более интенсивных сейсмических воздействиях новой частоты в сейсмостойком сооружении, работающем без связей 11, выходят из строя более прочные выключающиеся связи 4 и в полной мере включаются в работу сейсмоизолирующне устройства 10, значительно снижающие интенсивные сейсмические воздействия на сооружение. В этом устойчиво-подвижном состоянии сооружение способно работать в третьем, более широком диагазоне сейсмичебких колебаний. После проявления сейсмических воздействий выключаюшдеся связи 4 и 11 могут бытьч -восстановлены и снова включены в работу, а система тем самым с подвижной-устойчивой, гибкой перестроена на жесткую схему работы. Таким образом, совокупность новых конструктивных элементен в сейсмоСТОЙКОМ сооружении прядает ему новые

свойства. Повышается стойкость сооружения воздействию более широкого диапазона сейсмических нагрузок«

Предлагаемая конструкция сейсмо- s стойкого сооружения более проста н изготовлении, надежна в работе и поэтому более экономична.

Ориентировочные расчеты показывают, что технико-экономический эффект от 0

Ю

Ю

использования предлагаемого сейсмостойкого сооружения вместо известных сооруркеннй подобного типа при строительстве в районах с сейсмичностью 6-7 баллов может составить около 10% от сметной стоимости сооружения. Эффект может быть большим, если учитывать сохранение всего сооружения при более значительных сейсмических воздействиях.

qju. 2