Стена многоэтажного сейсмостойкого здания Советский патент 1985 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к сейсмостойкому строительству, а .именно к конструкциям крупнопанельных многоэтажных зданий с активной системой сейсмозащиты.

Известна конструкция стены сейсмостойкого многоэтажного здания, включающая панели с вертикальными каналами, в которых расположены предварительно напряженные стержни, соединенные в уровне перекрытий с помощью резьбовых муфт, причем каналы замоноличены инъектированным раство ром (1).

Недостатком известной стены является большая нерегулируемая жесткость, обусловленная сцеплением панели с предварительно напряженными стержнями, расположен 1Ь ми в ее каналах, что увеличивает сейсмические нагрузки на здание, повышает нагружение стеновых панелей, а также ограничивает диапазон использования систем активной сейсмозащиты. Все это снижает сейсмостойкость здания.

Наиболее близк-ой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция стены многоэтажного сейсмостойкого здания, включающей панели, выполненные с вертикальными каналами, арматурные стержни,, размещенные в каналах, отделенные от стен последних разделительным слоем и соединенные между собой выпусками, распрложенными в анкерных устройствах в уровне перекрытий, и упругие прокладки, расположеиные в горизонтальных стыках панелей стен и перекрытий 2.

Недостатком данной конструкции, является, то, что выполнение анкеровки каждого вертикального арматурного стержня один раз по высоте стеновой панели обусловливает фиксированную податливость стены сейсмостойкого здания, что ограничивает возможность адаптации конструкции к сейсмическим воздействиям с различными амплитудно-частотными характеристиками.

Кроме того, расположение соединительных коробок в уровне перекрытий приводит к ослаблению опорной зоны стеновых панелей, к повыщенной концентрации напряжений в бетоне этой зоны, вызванных передачей сосредоточенной силы от арматурного стержня на контур панели, что также снижает ее сейсмостойкость, а закрепление стержней в соединительной коробке требует повышенной точности изготовления и монтажа, что ухудшает технологические параметры стены.

Цель изобретения - повышение сейсмостойкости и упрощение .монтажа.

Указанная цель достигается тем, что в стене многоэтажного сейсмостойкого здания, включающей панели, выполненные с вертикальными каналами, арматурные стержни, размещенные в каналах, отделенные от стен последних разделительным слоем и соединенные между собой выпусками, расположенными в анкерных устройствах в уровне перекрытий, и упругие прокладки, расположенные в горизонгальных стыках панелей 5 стен и перекрытий, каждый арматурный стержень закреплен дополнительным анкером, расположенным в верхней, части панелей стен, а анкерные устройства в уровне перекрытий выполнены в виде выключающих ся связей.

Кроме того, выключающиеся связи могут быть выполнены в виде растворной шпон-, ки, замоноличивающей выпуски арматурных стержней.

На фиг. 1 схематически изображен фрагмент стены многоэтажного сейсмостойкого здания; на фиг. 2 - узел Г на фиг. 1; на фиг. 3 - узел И на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4.

Q Стена многоэтажного сейсмостойкого здания включает панели 1 с вертикальными каналами 2, в которых размещены арматурные стержни 3, связанные между собой по высоте выпусками 4, отделенные от стенок каналов разделительным слоем 5 в виде,

5 например, пластиковой трубки, или смазки, причем в горизонтальных стыках между панелями 1 и плитами перекрытий 6 уложены упругие прокладки 7 в виде, например, матов из отходов синтетических волокон.

Выдуски 4 закреплены э анкерных уст. ройствах 8, расположенных в уровнях перекрытий 6 внизу стеновых панелей 1, при этом выпуск 4 каждого арматурного стержня 3 нижестоящей панели 1 пропущен через отверстие соединительной накладки 9, приc варенной к закладным деталям 10 плит перекрытий 6.

Каждый арматурный стержень 3 дополнительно закреплен анкерным устройством 11, расположенным в верхней части панели I, выполненным, например, в виде анкерной шайбы 12 на стержне 3. Анкерное устройство 8 выполнено в виде выключающейся связи,-которая состоит из шпонки 13, размещенной в полости-нище 14 внизу стеновой панели 1, в которой заключены связанные, например, с помощью сварки выпуски 4 арматурных стержней 3. Шпонка 13 выполнена, например из раствора или бе-тона замоноличиваиия полости-ниши 14.

Монтаж предлагаемой конструкции стены многоэтажного сейсмостойкого здания

осуществляют следующим образом.

На установленные нижние стековые панели I с уложенными на торцах упругими прокладками 7 монтируют плиты перекрытия 6, размещая верхние выпуски 4 арматурных стержней 3 в швах между ними.

Соединительные накладки 9 надевают на выпуски 4 и привариают к закладным детадям 10 перекрытий 6. Затем устанавливают стеновые панели 1 следующего верхнего

этажа, размещая выпуски 4, пропущенные через соединительные накладки 9, в полостях-нишах 14 этих панелей 1. Выпуски 4 верхнего и нижнего этажей соединяют в нише 14 с помощью сварки и полость замоноличивают бетоном или раствором. Таким образом монтируют конструкции и вышележащих этажей.

Предлагаемая конструкция стены многоэтажного сейсмостойкого здания работает следующим образом.

В период между сейсмическими воздействиями анкеровка каждого арматурного стержня 3 вверх и внизу, стеновой панели 1 обеспечивает жесткую работу стены здания в целом и, следовательно, высокие частоты ее собственных колебаний, при этом прочность анкерного устройства 8, расположен-. ного в уровне перекрытий 6, достаточна для восприятия усилий, вызванных основным сочетанием воздействий, и обеспечивается работой шпонки 13 на срез и силой сцепления сварного соединения выпусков 4 с бетоном шпонки 13. Эта прочность назначается расчетом.

При сейсмических воздействиях с преобладающими длиннопериодными составляющими колебаний в стене сейсмостойкого зда ния не возникает резонансных колебаний. Усилия в анкерных устройствах 8 не превыЩают их прочности.

При интенсивных сейсмических воздействиях, характеризующихся преобладанием высокочастотных составляющих, происходит рост усилии в конструкциях здания до разрушения (выключения) шпонки 13, свободная длина стержней 3 при этом увеличивается и становится равной расстоянию между анкерными устройствами 11. Деформативность стены, определяемая удлинением стержней 3 на их свободной длине, увеличивается, периоды собственных колебаний стены возрастают, конструкция выходит из области резонансных колебаний. При этом с учетом нелинейного характера колебаний полученной системы, который определяется возможностью раскрытия горизонтальных стыков с упругими прокладками и сухим трением стержней 3 в каналах 2, происходит быстрое затухание колебаний всего здания.

Такая система сейсмозащиты в конструкции стены обеспечивает каскадный характер адаптации конструкции здания как к различным сейсмическим воздействиям, так и в процессе нестационарного сейсмического воздействия за счет неодновременного выключения анкерных устройств 8 (по высоте и в плане здания), определяемого характером конкретного землетрясения и допусками строительного производства.

Выполнение анкерных устройств в уров-. не перекрытий в виде выключающихся связей позволяет получить пространственную адаптивную систему многоэтажного здания

с выключающимися элементами (например, шпонками), распределенными практически по всему объему здания. При весьма широком диапазоне сейсмических воздействий, с приводящих к разнообразным распределениям усилий и деформаций в конструктивных элементах здания, это дает возможность выключения связей в различных узлах здания, т.е. универсальной его адаптации, а выполнение дополнительно анкеровки стержня в верхней части каждой панели принципиально изменяет схему работы стены здания. В предлагаемом решении стержень закреплен в каждой панели в двух (а пе в одном) местах (вверху и внизу), и только

5 после разрушения выключающейся связи его закрепление становится аналогичным прототипу.

Наличие в предлагаемом решении двух по высоте панели анкерующих устройств позволяет выполнить их неравнопрочпыми, т.е.

0 одно из них - в виде выключающейся связи, расположенной в уровне перекрытия, что упрощает стыковку (сварку) стержней и восстановление выключающейся связи при послесейсмическом ремонте, т.е. снижает сейсмический yuiep6. При этом анкеровка стержней в двух местах по высоте каждой панели позволяет повысить начальную (до выключения связей) жесткость стены без дополнительного расхода стали и затрат на предварительное натяжение стержней.

0 Наличие или отсутствие разделительного слоя выше анкерной шайбы 12 являются расяетными инженерными решениями, при которых анкерное устройство в верхней части панел.и может включать или не включать участок стержня, сцепленного с бетоном

панели.

Таким образом, в предлагаемой конструкции обеспечивается снижение усилий в элементах стены при сейсмических воздействиях и повышается сейсмостойкость здания при использовании- простых, нетрудоемких

0 средств сейсмозащиты. Кроме того, такое конструктивное решение позволяет уменьшить расход металла, а также значительно снизить трудозатраты на сейсмозашиту здания за счет упрощения монтажа соединений

5 панелей стен и перекрытий.

Использование изобретения позволяет снизить приведенную (с учетом эксплуатационных затрат) стоимость 1 кв. м общей площади на 2-5 руб. в зависимости от 0 . этажности зданий и расчетной сейсмичности строительной площадки. Этот эффект определяется уменьшением расходов на сейсмическое усиление конструкции за счет фактического снижения расчетных сейсмических нагрузок, а также предотвращенным гейсмическим ущербом за счет повыщения -)адежности сейсмозащиты и уменьшения ,)бъема после сейсмических ремонтов.

1. СТЕНА МНОГОЭТАЖНОГО СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, включаю(Риг.1 i щая панели, выполненные с вертикальными каналами, арматурные стержни, размещенные в каналах, отделенные от стен последних разделительным слоем и соединенв1ые между собой выпусками, расположенными в анкерных устройствах в уровне перекрытий, и упругие прокладки, расположенные в горизонтальных стыках панелей стен и перекрытий, отличающаяся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости и упрощения монтажа, каждый арматурный стержень закреплен дополнительным анкером, расположенным в верхней части панелей стен, а анкерные устройства в уровне перекрытий выполнены в виде выключающихся связей. 2. Стена по п. I, отличающаяся тем, что выключающиеся связи выполнены в виде растворной щпонки, замоноличивающей выпуски арматурных стержнем

А-А

If