Многопролетный рамный каркас сейсмостойкого здания Советский патент 1988 года по МПК E04H9/02 

1 . 13

Изобретение относится к строительству, а имеяно к многопролетным каркасам зданий, возводимьтм преимущественно в сейсмических районах.

Цель изобретения - повышение сейс- мостойкости, снижение материалоемкости, трудоемкости и восстановительных работ путем обеспечения способности каркаса к самовоэвращению-в первона- чальйое положение под воздействием приподнятых при сейсмических толчках масс междуэтажных/перекрытий.

На фиг.1, изображен многопролетный рдйный сейсмостойкий каркас здания} на 4И1Г.2 - то же, при воздействии сейсмического толчка; на фиг.З - узел I на фиг.2; йа фиг.А - узел И на. фиг,2} на фиг.5 -т узел III на .фиг.2; на фиг.6 - узел IV на фиг.25 на фиг,7,- узел V на фиг.2| на фиг.8 - разрез А-А на фиг.7; на фиг.9 - узел YI на фиг.2; на фигИО - разрез Б-Б на фиг.9; на фиг.11, - разрез В-В на фиг.9i на фиг.12 узел Vil на фиг.2.

Многопролетный рамный каркас- сейсмостойкого здания включает упругое ядро, образованное/жестко соединенны

При ветровых и горизонтальных сейсмических нагрузках S ниже расчетной величины у ригелей 4, находящиеся со стороны, в которую отклоняется упругое ядро, нижний пояс 7 отходит от колонны 2, образуя зазор 15, и ригель 4 работает от вертикальных нагрузок как простая балка с шарнирными опорами, не воспринимая дополнитель- ные изгибающие моменты ot горизон тальных; сил. Ригель 4с противоположной стороны упругого ядра от горизонтальных сил выгибается вверх, уменьшая найряжения в.нижнем поясе 7 балки. При отклонении каркаса в другую сто35

40

ми между собой ригелями Г и колоннами зо рону работа ригелей 4 меняется местами, т.е. ригели 4, расположённые по разные стороны ядра жесткости, поочередно выключаются из работы от действия Горизонтальных сил S.

При горизонтальных сейсмических нагрузках расчетной величины и вьщ1е расчетной каркас работает так же, но с той разницей, что ригели 4 при вы гибе вверх получают пластические деформации. Свободному выгибу вверх способствует потеря устойчивости затяжки 10 или образование трещины в бетоне перекрытий 11. При отклонении каркаса 8 другую сторону ригели 4 под воздействием находящихся на них масс перекрытий 11 выпрямляются, при этом ригели 4 прогибаться вниз дальше исходного положения не смогут после Аатя- жения затяжки 10 или закрытия трещин в ж/бетоне перекрытия 11. Энергия начального сейсмического толчка превращается в потенциальную энергию приподнимаемых масс, защищая основные конструкции каркаса здан.ия, а потом дополнительно поглощается эне ргопог- лощающими элементами это способствует быстрому затуханию колебаний.

2 двутаврового сечения, и примыкающие к нему пролеты из колонн 3 и ригеле-.й

4двутаврового сечения, последние из которых имеют энергопоглощающие участки 5.

Ригели 4 Пролетов, примыкающих к упругому ядру, сопряжены с колоннами 2 последнего неподвижно верхней полкой 6, а нижней полкой 7 - посредстт- вом свободно контактирующих наклонных торцовых поверхностей 8.

Противоположные KOHiy, ригелей 4 выполнены со скосом 9, восходящим от нижней полки 7 к вегйснеЙ полке 6, и соединены последней с колоннами 3 шарнирно.

Энергопоглощающие участки 5 расположены в средней части ригелей 4 на расстоянии от упругого ядра, равном. 1/31.

Каждый энергопоглощающий участок

5выгкэлнен в виде двутаврового сечения ригеля меньшей высоты с гибкой затяжкой 10 в уровне основной нижней полки 7,

Каждь(й энер го по глотающий участок - 5 может быть в 1полнен также в виде верхней полки 6 ригеля , имеющей меньшую ширину и соединенной с hepe45

50

55

Возвращение приподнятых масс в на- чальное. положение выпрямляет деформикрытием 11 с образованием сталебетонного сечения ригеля 4,

Свободно контактирующие между со- бой поверхности 8 могут быть образованы, например, из скощенных граней встречных клиньев 12.

Перекрытие 11 над энергопоглощающими участками 5 выполнено из блоков 13, между которыми, могут быть уста- новлены прокладки 14, например, из тонких листов жести, плотной бумаги, пластмассы.

Каркас работает следующим образом

При ветровых и горизонтальных сейсмических нагрузках S ниже расчетной величины у ригелей 4, находящиес со стороны, в которую отклоняется упругое ядро, нижний пояс 7 отходит от колонны 2, образуя зазор 15, и ригель 4 работает от вертикальных нагрузок как простая балка с шарнирными опорами, не воспринимая дополнитель- ные изгибающие моменты ot горизон тальных; сил. Ригель 4с противоположной стороны упругого ядра от горизонтальных сил выгибается вверх, уменьшая найряжения в.нижнем поясе 7 балки При отклонении каркаса в другую сторону работа ригелей 4 меняется местами, т.е. ригели 4, расположённые по разные стороны ядра жесткости, поочередно выключаются из работы от действия Горизонтальных сил S.

Возвращение приподнятых масс в на- чальное. положение выпрямляет деформиованные в пластической стадии участи 5 и способствует возвращению в ачальное вертикальное положение посе землетрясения всего з дания.

При этом 11меет место снижение опасности от появления напряжений в колоннах 2, 3 в заупругой стадии, так как возвращение каркаса в начальное вертикальное положение происходит ю за счет энергии приподнятых масс перекрытий 11..

Железобетонные блоки 13 перекрытий 11 жестко соединены с ригелями 4. При прогибе ригеля А вниз под аоздей- 15 станем вертикальных нагрузок они работают совместно с верхним поясом 6 ригеля 4 и увеличивают таким образом общую его несужун) способность. При воздействии горизонтальных сейсмичес- 20 кйх сил в левом смежном ригеле А (а при действии сейсмических сил спра- ; ва --в правом ригеле А) результирую- щий изгибающий момент выгибает ригель А вверх. При этом грани блоков 13 рас-25 крываютЬя и не участвуют в совмест- . ной работе с ригелем А.

Формула изобретения

1 Многопролетный рамный каркас сейсмостойкого здания, включающий упругое ядро, образованное ригелями и колоннами двутаврового сечения, и примыкающие к нему пролеты из колонн и ригелей двутаврового сечения, пос

5 0 ; 5 .

0

5

ледние из которых имеют энсргопогло- щающие участки, отличающий- с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, снижения металлоемкости, трудоемкости монтажа и восстановительных работ путем йбеспечения спостэбности каркаса К самовозвращейию в первоначальное положение под воздействием приподнятых при сейсмических толчках масс междуэтаясньпс пере крытий, .ригели щ)имыка1ов1Их к упругому ядру, пролетов сопряжёны t колоннами последнего неподвиясно верхйей полкой, а нижней полкой - посредством свободно контактирующих аклОнйИых торцовых поверхностей, причем противоположные торцы этих ригелей выполнены со скосом, восх6дя| им от utomeft полки к верхней полке, и соедийе11Ы последней с колоннами юарнирйо, при этом энергопоглощакяцие участки ригелей расположены в их средней части.

2.Каркас по п,1, « т л и ч а ю - щ и и с я тем, что кахдьй эйерго поглощающий участок вьюбляеи в виде двутаврового сечения ригеля мейывей высоты с гибкой затяжкой в уровне основной нижней полки: ,

3.Каркас по П.1, о т. л И чг а ю - . щ и и с я тем, что энерго поглощающий участок выполнен э виДе верхней полки ригеля имеющей мень- щую ширину и соединенной с перекрытием с образованием сталебетойного сечения ригеля.

Изобретение относится к многопро- летнь1м рамным сейсмостойким каркасам здания. Целью изобретения является повышение сейсмостойкости, снижение металлоемкости, трудоемкости монтажа и восстановительных работ путем обеспечения способности каркаса к самовоэ- вращению в первоначальное положение под воздействием приподнятых при сейсмических толчках масс междуэтажных перекрытий. Ригели и колонны упругого ядра соединены между собой жестко. Примыкающие к упругому ядру ригели двутаврового сечения имеют энергопоглощающие участки в средней части ил пролета и соединены с колоннами шар- нирно верхними полками. Торец нижней полки ригелей, примыкающий к у1 фуго- му ядру, свободно контактирует с ко- лонйами последнего посредством яак- лонных торцовых поверхностей, а npo-i- тивоположный торец имеет скос, дящий от нижней полки к-верхней . Энергопоглотающие участки могут быть выполнены в виде участка ригеля с меньшей высотой двутаврового сечения и затяжкой в уровне основного нижнего пояса или с меньшей шириной верхней полки, соединенной с перекрытием с образованием сталебетонного сечения ригеля. 2 з.п. ф-лы, 12 кл. g V с (Х со со 4 4 О

Фие. i

А-А

44

Фие. 7

io Фиг. ff

у/

э.п

% vr//lM,

/3

,Б /

J

Фие 9

Н V

г/5. /

,5. /7. wa 1i

Vlli

« - W Y///////