Многоэтажное сейсмостойкое здание Советский патент 1991 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к строительству и предназначено для возведения многоэтажных зданий в сейсмических районах.

Цель изобретения - повышение сейсмостойкости и надежности.

На фиг.1 изображено многоэтажное здание; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - блок ствола; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.1.

Многоэтажное сейсмостойкое здание включает плиту фундамента 1, опертую на нее пространственно жесткую конструкцию этажей 2 с центральным полым стволом 3 и тяжи 4. Здание снабжено дополнительным фундаментом 5 с колодцем 6 и автоматическим регулирующим устройством 7,прикрепленными к фундаменту 5 и размещенными под плитой основного фундамента 1. Последняя выполнена с центральным отверстием 8 для соосной установки верхней части колодца 6 и образована из

четырех равновеликих частей 9, соединенных между собой посредством гибких связей 10. Пространственно-жесткая конструкция этажей 2 разделена по высоте на блоки 11. Каждый из них снабжен монолитной плитой 12 с нижней сферической поверхностью в центральной части, выходящей за пределы габаритов ствола 3, который образован из сборных элементов 13 высотой, равной высоте этажа. Каждая монолитная плита 12 оперта на плиту перекрытия 14 нижележащего блока 11 и соединена с ней посредством амортизаторов 15, установленных по периметру здания. Ствол 3, монолитные 12 и междуэтажные плиты перекрытия 14 выполнены со сквозными отверстиями для пропуска тяжей 4, которые прикреплены одним концом к монолитной плите 12 верхнего блока 11, а другим - к регулирующему устройству 7. Нижний блок 11 имеет не менее двух этажей, а масса

О

о

00

ел ю

каждого последующего блока 11 определена из соотношения

тб (тнб + тэ) -1,02,

где те, тне - масса соответственно вышележащего и нижележащего блоков 11;

гпэ - масса этажа.

Конструкция сейсмостойкого здания работает следующим образом.

При возникновении сейсмических колебаний в почве они регистрируются авто- матическим регулирующим устройством 7, которое установлено на дополнительном фундаменте 5, расположенном ниже плиты фундамента 1, состоящего из четырех равновеликих частей 9 с гибкими связями 10 между ними, центральным отверстием для соосной установки верхней части колодца 6.

Регулировка жесткости здания производится посредством тяжей 4, которые про- пущены через сквозные отверстия 16 ствола 3, состоящего из сборных элементов 13, монолитную плиту 12 и плиту перекрытия 14. Тяжи 4 прикреплены одним концом к монолитной плите 12 верхнего блока 11, а другим - к автоматическому регулирующему устройству 7. При высокой частоте колебаний сила натяжения тяжей 4 ослаблена, что позволит за счет уменьшения жесткости конструкции, разбивки этажей в блоки 11, установки их на монолитную плиту 12с нижней сферической поверхностью, установки амортизаторов 15 по периметру здания и разной инерционной массой блоков 11 уменьшить амплитуду раскачивания зда- ния,

При понижении тона колебаний, т.е. при увеличении амплитуды и силы толчков, жесткость конструкции по команде автоматического устройства 7 посредством натя- женид тяжей 4 увеличивается, причем плита фундамента 1, выполненная из четырех равновеликих частей 9, соединенных между собой гибкими связями 10, служит для перераспределения напряжений, возника- ющих при колебании почвы и перемещении мгссьз здания, что предохраняет его от возможного разрушения.

Предлагаемая конструкция здания и системы сейсмозащиты позволяет избежать явлений резонанса и снизить до минимума остаточные деформации в узлах и конструкциях.

Изобретение имеет преимущество по сравнению с известными решениями на- личнем адаптивных систем сейсмозащиты, изменяющейся жесткости каркаса в зависимости от силы и частоты колебаний, а также способностью выдерживать большие амплитуды колебаний без значительных деформаций. Чтобы избежать условий, при которых возникает эффект резонанса, при котором происходит разрушение здания, необходимо воздействовать на собственную частоту колебаний здания, что достигается рядом мер, в частности использованием тяжей 4, связанных с автоматическим регулирующим устройством 7, установленным на дополнительном фундаменте 5.

Такое конструктивное решение позволяет обеспечить регулирование наиболее эффективных динамических характеристик здания при землетрясении, таких как жесткость здания в целом, требуемую степень поглощения энергии сейсмических колебаний и тем самым повысить сейсмостойкость и надежность здания.

Технико-экономическая эффективность здания определяется снижением сейсмической нагрузки на него за счет использований автоматического регулирования его жесткости. Конструкция здания позволяет избежать резонансных явлений в широком диапазоне сейсмических воздействий. Динамические параметры на высоте здания существенно меняются вследствие установки этажей в блоки 11с различной инерционной массой, что значительно позволяет уменьшить амплитуду раскачивания всего здания.

Конструкции здания позволяет гасить напряжения, возникающие от сейсмической нагрузки в самом начале землетрясения и в последующих его фазах, а также посредством изменения динамических характеристик конструкции избежать явления резонанса.

Формула изобретения Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее плиту фундамента, опертую на нее пространственно жесткую конструкцию этажей с центральным полым стволом и тяжи, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости и надежности, здание снабжено дополнительным фундаментом с колодцем и автоматическим регулирующим устройством, прикрепленными к фундаменту и размещенными под плитой основного фундамента, которая выполнена с центральным отверстием для соосной установки верхней части колодца и образована из четырех равновеликих частей, соединенных между собой Посредством гибких связей, а пространственно-жесткая конструкция этажей разделена по высоте на блоки, каждый из которых снабжен монолитной плитой с нижней сферической поверхностью в центральной части, выходящей за пределы габаритов ствола, образованного из сборных элементов высотой, равной высоте этажа, причемхаждая монолитная плита оперта на плиту перекрытия нижележащего блока и соединена с ней амортизаторами, установленными по периметру здания, а ствол, монолитные и междуэтажные плиты перекрытий выполнены со сквозными отверстиями для пропуска тяжей, которые прикреплены одним концом к монолитной плите верхнего блока, а другим - к регулирующему устройству, при этом нижний блок имеет не менее двух этажей, а масса каждого последующего этажа определена из соотношения

те (тне -«- тэ) -1,02,

где тб,тнб - масса соответственно вышележащего и нижележащего блоков;

тэ - масса этажа.

Изобретение относится к многоэтажным сейсмостойким зданиям. Целью изобретения является повышение сейсмостойкости и надежности. Здание разделено по высоте на блоки с нижней монолитной плитой, имеющей нижнюю сферическую поверхность. По периметру здания между блоками установлены амортизаторы. Плита фундамента имеет отверстие, в котором установлен колодец, опертый на дополнительный фундамент и снабженный регулирующим устройством, и состоит из четырех равновеликих частей, шарнирно соединенных между собой. Сборные элементы ствола и блоки здания выполнены с отверстиями для пропуска тяжей. Нижний блок здания имеет не менее двух этажей, а масса каждого последующего блока превышает массу предыдущего блока. 5 ил.

й/г/

U

91

/

1-гпф

96S8991

fIf

2 2

X

8

5-6

12

ФигМ B-B 10

0

7