Подвесное здание повышенной этажности Советский патент 1987 года по МПК E04H9/02 E04B1/34 

Изобретение относится к строительству и может найти широкое применение при строительстве высотных зданий бан1енного типа с подвешенными этажами в сейсмических районах, а также в случае строительства на горных выработках, просадочных грунтах и в плохо нроветриваемых загазованных и шумных городах.

Цель изобретения - повышение сейсмостойкости здания, увеличение его высоты и повышение комфортабельности жилых помещений.

На фиг. 1 показано подвесное здание повышенной этажности; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - узел I на фиг. 2; на фиг. 6 -- разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг.7 - узел И на фиг. 1; на фиг. 8 - узел 1П на фиг. 1; на фиг. 9 - схема расположения подвесок на высоте ствола; на фиг. 10 - здание с возможным вариантом размеш,ения его на местности, обший вид.

Подвесное здание повышенной этажности включает объемную конструкцию фундамента 1, опертый на него несущий ствол 2 с оголовком 3, этажные конструкции 4, подвешенные к стволу 2 с возможностью их перемещения вдоль и вокруг ствола 2 на подвесках 5, соединенных одним концом с этажными конструкциями 4, а другим - с механизмами 6 подъема, и опертые на ствол 2 посредством катков 7, оттяжки 8, прикрепленные нижними концами к опорам 9 посредством лебедок 10, и лифты И, размепхенные внутри ствола 2.

Ствол 2 снабжен расположенными по его высоте нкивами 12 и. вь1полнен многослойным из слоев 13, имеющих переменную высоту, уменьшающуюся от наружного слоя 13 внутрь ствола 2, и соединенных между собой стяжными болтами 14, Последние размещены в овальных отверстиях 15, образованных в слоях 13 ствола 2. Этажные конструкции 4 выполнены в виде отдельных блоков 16, снаб женных опорными кольцами 17 по внутреннему периметру и направляющими 18 по на- ружному периметру. Подвески 5 каждого блока 16 имеют направляющие 19, взаимодействующие с опорными кольцами 17 этажных конструкций 4, пропуплены в пкивах 12 и внутри ствола 2. Механизмы 6 подъема установлены на фундаменте 1 внутри ствола 2 по его периметру, а верхний конец каждой оттяжки 8 соединен с направляюп1,ей 18 блоков 16 этажных конструкций 4 посредством роликов 20. Центральная часть ствола 2 снабжена предварительно напряжен ными троса.ми 21, которые прикреплены к оголовку 3 и фундаменту и снабжены на- нравляю1цими для лифтов 1.

Нижний блок 16 расположен на расстоянии 100-600 м от поверхности земли. В зависимости от климатических условий, уровня шума и загрязненности окружающей среды

0

5

0

Ь

5

0

0

блоки 16 могут быть опущены или подняты все одновременно или частично. Для равномерного освещения солнечными лучами всех помещений и вентиляции блоки 16 могут вращаться одновременно в двух направлениях и с разными скоростями относительно ствола 2.

Шкивы 12 расположены симметрично по периметру ствола 2 и в разных уровнях. Опорные кольца 17 блоков 16 и взаимодействующие с ними направляющие 19 подвесок 5 расположены в нескольких уровнях по высоте каждого блока 16. Поступательное перемещение блоков 16 вдоль ствола 2 осуществляют посредством катков 7, прикрепленных к рамам 22 направляющих 19. Катки 7 состоят из двух резиновых наклонных колес 23 и 24 с рессорами 25 и амортизаторами 26. Катки 7 расположены симметрично но периметру ствола 2, а количество их должно быть не менее трех на блок 16. Перемещение блоков 16 вокруг ствола 2 по направляющим 9 осуществляют при помощи лопастей 27 за счет давления ветра.

Лопасти 27 крепятся шарнирно к этажным конструкциям 4 и допускают поворот вокруг своей оси, а положение их регулируется в зависимости от заданных параметров скорости и направления. Лопасти 27 также используются как солнцерезы. Вращение блоков 16 можно использовать как источник энергии для бытовых (обогрев комнаты, воды) нужд. Состояния покоя блоков 16 можно добиться регулированием положения лопастей 27 и фиксацией блоков 16 относительно направляющих 19. Для равномерного снижения изгибающего момента по высоте ствола 2 от действия ветровой нагрузки часть блоков 16 раскреплены гибкими оттяжками 8 в виде тросов. Блоки 16 могут перемещаться с разными скоростями вокруг ствола 2.

Фунда.мент I может быть использован для размещения автостоянок или технических помещений. Внутри ствола 2 расположены инженерно-технические коммуникации {водопровод, канализация, электричество, газ, телефон и т. п.). НаправляюоАие лифтов 11 могут быть выполнены в виде каркасов 28. Болтовое соединение слоев 13 ствола 2 допускает сдвиг слоев 13 один относительно другого при расчетной нагрузке на величину зазора 29 между стенками отверстий 15 и болтами 14. Расстояние по высоте между болтами 14 определяется из условий местной устойчивости на соответствующие нагрузки. Верхняя часть каждого слоя 13 ствола 2 имеет ребра 30 жесткости с отверстиями 31 для фиксации положения подвесок 5.

Вертикальная нагрузка от веса блоков 16 направляющих 19, оттяжек 8 и предварительно натянутых тросов 21 передается через подвески 5, оголовок 3 и шкивы 12 на многослойный ствол 2 и фундамент 1 здания.

При этом многослойный железобетонный ствол 2 работает на центральное сжатие, а все несущие подвески 5 и тросы 2 и оттяжки 8 - на растяжение. Таким образом достигается благоприятный режим работы каждого вида материала. По мере понижения высоты ствола 2 увеличивается нагрузка и соответственно увеличивается количество слоев 13 в стволе 2.

Горизонтальная ветровая и сейсмическая нагрузки воспринимаются многослойным стволом 2, который работает на изгиб и затем передается на фундамент 1. Наличие промежуточных оттяжек 8 обеспечивает равномерное распределение и снижение изгибающего момента в стволе 2.

Сейсмическая нагрузка на здание гасится за счет работы амортизаторного комплекса в виде катков 7, резиновых колес 23 и 24, рессор 25, амортизаторов 26; усилий обжатия, создаваемых подвесками 5 и тросами 21; трением между слоями 13 ствола 2; свобод- ным соединением блоков 16 с направляю- щими 19 через опорные кольца 17 и выполнением этажных конструкций в виде блоков 16, имеющих разные массы. При сейсмических воздействиях разномассные, свобод- но соединенные жилые блоки 16 имеют различные собственные частоты колебаний, что препятствует появлению резонансного режима колебаний всего здания.

Конструктивное решение здания позволя- ет рационально эксплуатировать его независимо от полного завершения строительства несущего ствола 2. При такой технологии строительства первым монтируют вокруг завершенного участка ствола 2 нижний блок 16 и поднимают подвесками 5 до без- опасной высоты ствола 2, а при появлении возможности монтажа второго блока 16 первый блок 16 опускают до низа ствола 2, при этом, сохраняя напряжение в подвесках 5, монтируют на него второй блок 16 и поднимают.

Таким образом, процесс повторяется до полного заверщения строительства несущего ствола 2.

При опускании всех блоков 16 необходимо оставить каждый блок 16 в подвешенном состоянии, чтобы сохранить обжатие в стволе 2, а обнаженная часть ствола 2 немедленно раскрепляется дополнительными оттяжками 8 по мере опускания верхнего блока 16. Многослайность ствола 2 переменного сечения, предварительное обжатие ствола 2 тросами 21, подвесками 5 и оттяжками 8 в нескольких уровнях обеспечивает расчетную высоту здания, так как устойчивость здания достигается за счет понижения центра тяжести, предварительного обжатия стен ствола 2, трения между слоями 13 ствола 2, оттяжек 8, а прочность здания - за счет ступенчатого увеличения количества слоев 13, т. е. площади поперечного сечения.

В теле многослойного ствола 2 не возникают крутящие изгибающие моменты от вращения блоков 16, так как регулируется направление вращения каждого блока 16 в отдельности.

Размещение блоков 16 вдоль ствола 2 можно чередовать с энергетическим поясом 32, необходимым для выработки электроэнергии, особенно в часы покоя От действия ветра и солнечного нагрева. А наверху ствола 2 устанавливают резервуар 33 для накопления питьевой воды из водонасыщен- ного воздуха. При другом варианте вместо резервуара 33 может быть установлена, например, телевизионная антенна.

Для загрязненных или плохо проветриваемых городов уровень первого этажа нижнего жилого блока должен быть выше, чем возможный верхний уровень загрязненной атмосферной среды.

Конструктивное рещение здания позволяет избегать городского щума, дымной пелены, образующейся над городами, и способствует снижению интенсивности солнечной радиации, сохранению существуюпд.их исторических кварталов и природной среды земли.

Вращением блоков 16 вокруг ствола 2 улучшают вентиляцию и равномерную освещенность солнечными лучами все помещения здания.

Изменение уровня расположения блоков над поверхностью земли позволяет оптимально выбирать температуру и давление, тем самым улучшая комфорт и снижая тепло- потери в зависимости от климатических условий местности.

Формула изобретения

1. Подвесное здание повышенной этажности, включающее объемную конструкцию фундамента, опертый на него несущий ствол с оголовком, этажные конструкции, подвешенные к стволу с возможностью их перемещения вдоль и вокруг ствола на подвесках, соединенных одним концом с этажными конструкциями, а другим - с механизмами подъема, и опертые на ствол посредством катков, оттяжки, прикрепленные нижними концами к опорам посредством лебедок, и лифты, размещенные внутри ствола, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости здания, увеличения его высоты и повышения комфортабельности жилых помещений, ствол снабжен расположенными по его высоте шкивами и выполнен многослойным из слоев, имеющих переменную высоту, у.меньшаюшуюся от наружного слоя внутрь ствола, и соединенных между собой стяжными болтами, размещенными в овальных отверстиях, образованных в слоях ствола, а этажные конструкции выполнены в виде отдельных блоков, снабженных опорными кольцами по внутреннему и направляющими по наружному периметрам,

причем подвески каждого имеют направляющие, взаимодействующие с опорными кольцами этажных конструкций, пропущены в щкивах и внутри ствола, при этом механизмы подъема установлены на фундаменте внутри ствола по его периметру, а верхний конец каждой оттяжки соединен

с направляющими блоков этажных конструкций посредством роликов.

2. Здание по п. , отличающееся тем, что центральная часть ствола снабжена предварительно напряженными тросами которые прикреплены к оголовку и фундаменту и снабжены направляющими для лифтов.

5

7774 6 /

27

6-в

Изобретение относится к подвесным зданиям повышенной этажности. Цель изобретения - повышение сейсмостойкости здания, увеличение его высоты и повышение комфортабельности жилых помещений. Ствол здания выполнен многослойным. Этажные конструкции в виде блоков подвешены к стволу на подвесках и оперты на него посредством катков с возможностью перемещения вдоль и вокруг ствола. Подвески пропущены внутри ствола и прикреплены к фундаменту посредством механизмов подъема блоков. Внутри ствола размещены предварительно напряженные тросы, соединяющие фундамент с оголовком ствола. 1 з. п. ф-лы, 10 ил. СО СП Сд Ю СО

r-r

7637

Ш

27

13- 1U

li

20

Фиг. 7

;j

(pL/Z.S

-7J

./5

5

(Риг. 9

,,

10

Составитс .чь . Иванова

Редуктор A. КозоризТехред И. ВересКорректор М. Максимишинец

Заказ 5499/28Тираж 667Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москиа, Ж--35, наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое п|1еди|), г. Ужгород, ул. Проектная, 4