Сейсмостойкое сооружение Советский патент 1985 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к сейсмостойким зданиям и сооружениям, и является усовершенствованием сейсмостойкого сооружения по авт. св. № 1090837.

Целью изобретения является повышение сейсмостойкости сооружения и уменьшение крутильных колебаний вокруг вертикальной оси.

На фиг. 1 изображено сейсмостойкое сооружение над плитой опорной конструкции, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 и 2.

Сейсмостойкое сооружение включает опорную конструкцию 1 с вертикальными прорезями 2 радиального направления и фундамент 3. В фундаменте жестко укреплены нижними концами 4 вертикальные упругие стержни 5. Верхними концами 6 стержни 5 входят свободно с небольшим зазором 2- 5 мм в вертикальные прорези 2 опорной конструкции 1.

Каждая прорезь 2 опорной конструкции 1 окантована жесткими элементами 7 с гладкой наружной поверхностью, например полосовой сталью или металлическим прокатом из уголков, швеллеров и др. Для увеличения длины упругих стержней 5 в нижней части каждая прорезь 2 выполнена со скошенными стенками 8, благодаря чему не допускается касание изгибаемых упругих стержней 5 стенок 8, прорезей 2, кроме как через шарообразные упоры 9 при максимальных смещениях фундамента 3 относительно опорной конструкции 1, которыми могут быть снабжены верхние концы 6 упругих стержней 5 и которые враш,аются вокруг осей стержней 5. Шарообразные упоры 9 предназначены для снижения сил трения между упругими стержнями 5 и стенками 8 прорезей 2 при возможных относительных смещениях фундамента 3 и опорной конструкции 1 как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальном направлении. При этом предусматривается определенная свобода перемешения упоров 9 по вертикали вдоль оси упругих стержней 5. Между шарообразными упорами 9 и упругими стержнями 5 могут быть размеш.ены шариковые или роликовые подшипники (не показаны).

Для повышения сопротивляемости упругих стержней 5 верхние концы стержней 5 расположенных в каждой прорези 2, могут быть жестко заделаны в один упорный блок (не показан), при этом стержни не имеют свободы поворота в прорези 2, а обладают только свойством свободного перемещения вдоль радиального и вертикального направлений. При этом между таким упорным блоком и окантовочными элементами 7 прорези 2 могут быть размещены невыпадающие ролики с вертикально расположенными осями.

Предлагаемое сооружение работает следующим образом.

При сейсмических воздействиях, когда из строя выходят все выключающиеся связи, соединяющие фундамент 3 с надфундаментной конструкцией, сооружение переходит в устойчиво подвижное состояние, при котором включаются в работу сейсмоизолирующие устройства кинематического типа (не показаны) , которые снижают воздействия горизонтального и вертикального направлений.

В устойчиво подвижном состоянии сооружения возможны линейные поступательные и крутильные смещения фундамента 3 относительно опорной конструкции 1 в горизонтальной плоскости.

При поступательном линейном смещении фундамента 3 относительно опорной конструкции 1, нацример в направлении оси у (фиг. 1) в работу по сопротивлению этому смещению полностью включаются только упругие стержни 5, расположенные в прорезях 2 ортогонального направления, т.е. по оси X, и частично (примерно на 50%) включаются в работу стержни 5, размещенные в прорезях 2, имеющих промежуточное направление между осями х и у. При этом стержни 5, размещенные в прорезях 2 по направлению оси у, не оказывают сопротивления линейным смещениям фундамента 3 по оси у. Таким образом, в сопротивлении линейным смещениям фундамента 3 по одному направлению, например по оси у, участвует примерно 50% всех стержней.

При перемеш,ениях кручения сооружения относительно вертикальной оси в работу по сопротивлению этим перемещениям включаются все стержни 5. Поэтому упругие стержни 5, размещенные по радиальным прорезям 2, уменьшают в основном крутильные колебания сооружения и только в значительно меньшей степени ограничивают линейные смещения.

При больших смещениях фундамента 3 относительно опорной конструкции 1 упругие стержни 5 будут изгибаться по консольной схеме. При этом возможно касание стержней по площади стенок 8 прорези, их заклинивание и сдвиг вдоль стенок 8. Уменьшение и сохранение неизменной при изгибе стержней 5 площади касания со стенками прорезей 2 стержни 5 обеспечивают вращающиеся шарообразные упоры. Уменьшение контактных сил сопротивления перемещениям вдоль прорезей 2 обеспечивает окантовка 7 прорезей 2, а также использование смазки.

Устранение заклинивания и возможного касания стержней 5 стенок прорезей 2 в других местах, кроме примыкающих к упорам 9, и увеличение упругой длины стержней 5 обеспечивает выполнение прорезей 2 со скошенными стенками 8 в нижней части.

Xl-Xl

Cl/i

7.2

5-6

7 В 9 Э Э S

cpuz.3

1. СЕЙСМОСТОЙКОЕ СООРУЖЕНИЕ по авт. св. № 1090837, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости сооружения и уменьшения крутильных колебаний вокруг вертикальной оси, фундамент снабжен вертикальными упругими стержнями, жестко укрепленными нижними концами в фундаменте и расположенными свободно верхними концами в вертикальных прорезях опорной конструкции. 2.Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения длины упругих стержней и обеспечения свободного их перемещения вдоль прорезей плиты опорной конструкции при смещениях фундамента, каждая прорезь окантована жесткими элементами и выполнена в нижней части со скощенными стенками. 3.Сооружение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью обеспечения свободного перемещения верхних концов упругих стержней вдоль прорезей опорной конструкции при линейных смещениях фундамента, верхние концы упругих стержней снабжены шарообразными упорами, вращающимися вокруг осей стержней.