Каркас сейсмостойкого здания Советский патент 1987 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в каркасах сейсмостойких зданий.

Цель изобретения - повышение энергоемкости и надежности работы каркаса при сейсмических перегрузках.

На фиг.1 показана связевая ячейка каркаса одноэтажного здания; на фиг.2 - то же, многоэтажного здания; на - yseii I на фиг.1 и 2 (энергопоглотитель в виде двутавра); на фиг.4 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - узел 1 на фит .1 и 2 (энергопоглотитель в виде тавра); на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.4 и 6; на фиг.8 - полки энергопоглотителя в деформированном состоянии при действии сейсмической нагрузки.

Все элементы каркаса рассчитаны таким образом, что при действии нагрузок основного сочетания в материале конструкций возникают только упругие деформации. Во время землетрясения, когда сейсмические нагруз ки превысят горизонтальные нагрузки основного сочетания, в изгибаемых полках 12 энергопоглотителей 7 наст пит пластическая стадия деформирова ния. При колебаниях каркаса эти деформации будут иметь закономерный х

Каркас сейсмостойкого здания вклю- 20 рактер и в силу того, что полки 12

25

чает ячейки 1, образованные колоннами 2 и ригелями 3, и размещенные в них наклонные связи 4 в виде подко- сов 5 и 6, одним концом соединенные под углом между собой, а другим - с углами ячеек 1, и энергопоглотитель 7, установленный в одном из верхних подкосов 6, вьшолненном составным из двух частей 8, расположенных с зазором 9 меяоду ними. Каждый энергопоглотитель 7 размещен в зазоре 9 составного подкоса 6 с креплением к его частям 8 и выполнен в виде отрезка двутавра 10 или тавра 11, каждая Полка 12 которого соединена с при-35 кой активностью в 8,9 баллов.

Ю

выполнены переменной ширины и из эпюры распределения нормал изгибных напряжений, в пласти работу включится большой объе ла. При этом на пластическое рование материала конструкции расходоваться большое количес энергии внешнего сейсмическог действия. В энергопоглотителя двутаврового- профиля возможны пластического деформирования больше, чем у таврового, что применение его особенно эффек в каркасах для районов с сейс

мыкающей к ней частью 8 составного подкоса 6 посредством мет;1ллических пластин 13 и фасонки 14.

Фасонка 14 установлена в центре полки 12 перпендикулярно и с зазором 15 относительно последней. Пластины 13 расположены параллельно стенке 16 двутавра 10 или тавра 11 и прикреплены к торцам полки 12 и к фасон- ке 14.

Полки 12 двутавра 10 и тавра 11 могут быть выполнены переменной длины, увеличивающейся от узла крепления к ней пластин 13 к ее продольной центральной оси 17.

Работа каркаса сейсмостойкого здания характеризуется тем, что при действии на каркас горизонтальных нагрузок возникающие в подкосах 5 и 6 наклонных связей 4 продольные усилия через фасонки 14 передаются на плоскости 13, а затем на энергопоглотители 7 по торцам полок 12, вызывая

изгиб последних. При действии усилий сжатия в связях 4 полки 12 энергопоглотителей 7 будут деформироваться,, при растяжении направление перемещений полок 12 сменится на противоположное (фиг.8, пунктирные линии).

Все элементы каркаса рассчитаны таким образом, что при действии нагрузок основного сочетания в материале конструкций возникают только упругие деформации. Во время землетрясения, когда сейсмические нагрузки превысят горизонтальные нагрузки основного сочетания, в изгибаемых полках 12 энергопоглотителей 7 наступит пластическая стадия деформирования. При колебаниях каркаса эти деформации будут иметь закономерный характер и в силу того, что полки 12

5

35 кой активностью в 8,9 баллов.

Ю

выполнены переменной ширины исходя из эпюры распределения нормальных изгибных напряжений, в пластическую работу включится большой объем металла. При этом на пластическое деформирование материала конструкции будет расходоваться большое количество энергии внешнего сейсмического воздействия. В энергопоглотителях 7 двутаврового- профиля возможны зоны пластического деформирования вдвое больше, чем у таврового, что делает применение его особенно эффективным в каркасах для районов с сейсмичесКонструкция каркаса за счет изменения углов наклона связей 4 и изменения изгибной жесткости полок 12

энергопоглотителей 7 позволяет получить динамические характеристики системы, обеспечивающие минимум сейсмических нагрузок. Введение энергопоглотителей 7 такой конструкции,

при которой обеспечивается развитие знакопеременных пластических деформаций, повышает надежность работы системы при сейсмических перегрузках, так как при интенсивных колебаниях

работа материала энергопоглотитеей 7 за пределами упругости сопровождается необратимым поглощением энергии с одновременным ограничением роста усилий в основных элементах каркаса.

Надежной работе системы способствует также наличие зазора 15 межу фасонками 14 и полками 12 знерго- поглотителей 7, поскольку обеспечи313

ваются нестесненные перемещения полок 12 в узловом соединении и развитие в них пластических деформаций.

Кроме того, исключается закручивание узлового соединения энергопоглотителей 7 со связями 4 благодаря тому, что пластины 13 параллельны стенке 16, а фасонки 14 с прикрепленными к ним подкосами 8 размещены перпендикулярно полке 12 двутавра или тавра 11 и в центре полки 12.

Фо.рмула изобретения

1. Каркас сейсмостойкого здания, рключающий ячейки, образованные колоннами и ригелями, и размещенные в них наклонные связи в виде подкосов одним концом соединенные под углом между собой, а другим - с углами ячеек, и энергопоглотители, установленные в одном из верхних подкосов, вьтолненном составным из двух час94

тей, расположенных с зазором между ними, отличающий с я тем, что, с целью повышения энергоемкости и надежности работы каркаса при

сейсмических перегрузках, каждый энергопоглотитель размещен в зазоре составного подкоса с креплением к его частям и выполнен в виде отрезка двутавра или тавра, каждая полка которого соединена с примыкающей к ней частью составного подкоса посредством металлических пластин и фасонки, причем фасонка установлена в центре полки перпендикулярно и с зазором относительно последней, а пластины расположены параллельно стенке двутавра или тавра и прикреплены к торцам полки и к фасонке.

2. Каркас поп.1, отличающ и и с я тем, что каждая полка двутавра или тавра выполнена переменной длины, увеличивающейся от узла крепления пластин к ее продольной центральной оси.

8 15

И

В

12Ю

13

Те

Фиг.З

ФигМ

n

Б-Б

Щ

В

I

i

s

15 13

В

п

№N

Ю2

S;5

Фиг. 5

Заказ 2485/26 Тираж 665Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 6

Изобретение относится к каркасам сейсмостойкого здания.. Цель изобретения - повьшение энергоемкости и надежности работы каркаса при сейсмических перегрузках. Один из подкосов наклонной связи вьтолнен составным. В зазоре между его частями установлен энергопоглотитель в виде отрезка двутавра или тавра. Каждая полка последних прикреплена к примыкающим к ней подкосам посредством фасовки, прикрепленной к металлическим пластинам, соединенным с торцами полки. Фасонка установлена перпендикулярно и с зазором относительно полки, а пластины расположены параллельно стенке двутавра или тавра. Полка может иметь переменную длину, увеличивающуюся от узла крепления пластины к ее центральной оси. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.