Сейсмостойкое сооружение Советский патент 1991 года по МПК E04B1/98 E04H9/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к различным сооружениям башенного типа.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний при пространственных смещениях грунта в форме волны Релея.

На фиг, 1 показано сооружение типа высотной башни, внешний вид; на фиг. 2 - конструкция типовой многослойной секции; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - V-образный упругий элемент из наружного слоя секции, аксонометрическая проекция; на фиг. 5 - боковая поверхность мест скреп- пения двух соседних секций.

Сейсмостойкое сооружение типа высотной башни состоит из развитого фундамента 1, установленного в грунте 2, конусного основания 3 и цилиндрического ствола 4, который может быть ступенчатой формы. Цилиндрическая часть ствола 4 и конусное основание 3 монтируется из секций 5, состоящих из одного или нескольких тонкостенных слоев 6 и 7 (в качестве примера на фиг. 1 и 2 показана конструкция из двухслойных секций). Каждый слой секции 6 или 7 выполнен в виде набора из упругих и контактирующих друг с другом по боковым поверхностям элементов 8 (в наружном слое) или 9 (во внутренних слоях) пространственной V-образной формы с горизонтальным расположением осей симметрии, образующих при установке их друг в друга цилиндрические или конусные секции, принципиально не отличающиеся друг от друга. Для повышения демпфирующих свойств в каждой паре контактирующих слоев секций V-образные элементы 8 и 9 набираются с встречной ориентацией элементов. Для установки секций одна на другую в них с одной стороны выполнена кольцевая проточка 10, а с другой - кольцевой выступ 11. Поперечное сечение V-об- разных элементов в каждом слое секции выполнено в виде усеченных круговых секторов 12, центры которых (Oi, 02, Оз, ОА} расположены на оси сооружения. Угол при вершине V-образных элементов 13 выбирается из условия обеспечения наибольших взаимных проскальзываний и, следовательно, наибольшей рассеянной энергии при деформациях секций на расчетных режимах сейсмических нагрузок. Вершины V-образных элементов 8 и 9 в смежных слоях секций направлены навстречу друг другу для того, чтобы обеспечить взаимное проскальзывание слоев в каждой секции.

Для создания сил трения на контактных поверхностях слоев а в секциях они стянуты

либо тросовыми или ленточными стяжками 14, либо гравитационными кольцами 15.

Для крепления секций друг к другу может быть применен любой вид крепления,

5 например электросварка. При этом в нижней части V-образных элементов 8 верхней секции выполнена жестко скрепленная с элементами пластина 16, которая скрепляется с аналогичной пластиной 17 в верхней

0 части нижней секции с помощью накладной пластины 18.

Сборку сооружения осуществляют следующим образом.

На специально подготовленный фунда5 мент 1 последовательно устанавливают V- образные элементы 8 нижней секции, начиная с внутреннего слоя. Установив все слои секции, одевают гравитационные кольца 15 и приступают к монтажу следующей

0 секции и т.д. до последней верхней секции, стягивая их либо гравитационными шайбами 15, либо тросовыми или ленточными стяжками 14.

Работа сооружения осуществляется

5 следующим образом.

Под действием стяжек 14 и 15 и собственного веса выше расположенных секций на боковых поверхностях V-образных упругих элементов возникают значительные си0 лы трения. При землетрясении фундамент 1 подверга ется смещению в общем случае в двух взаимно перпендикулярных направле- ниях в форме волны Релея. В силу инертности сооружения -и относительной

5 подвижности V-образных упругих элементов они начнут деформироваться и проскальзывать друг относительно друга с трением на контактных поверхностях. За счет трения в секциях энергия колебаний

0 фундамента 1 гасится, что значительно снижает нагрузки и увеличивает живучесть сооружения. При оптимально подобранных сдавливающих нагрузках в стяжках 14 и 15, распределении этих нагрузок по высоте со5 оружения, правильном выборе угла V-образных элементов в совокупности с прочностью материала элементов можно обеспечить полную сохранность сооружения при силе землетрясения в 9-10 баллов.

0 Оптимальные сдавливающие нагрузки и углы V-образных элементов определяются расчетом.

Формула изобретения

1. Сейсмостойкое сооружение, включа5 ющее основание и ствол в виде мног.ослой: ной оболочки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний при пространственных смещениях грунта в форме волны Ренея, ствол

в нижней части имеет коническую форму, а

многослойная оболочка по всей его высоте выполнена секционной в виде упругих и контактирующих друг с другом по боковым поверхностям V-образных элементов, установленных с горизонтальным размещением оси симметрии, причем V-образные элементы в смежных слоях каждой секции развернуты вершинами в противоположные стороны.

2. Сооружение поп, 1, отличающееся тем, что V-образные элементы в попе0

речном сечении имеют форму усеченных круговых секторов, центры которых расположены на оси сооружения.

3. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что каждая секция в верхней части ствола, выполненной цилиндрической, имеет по крайней мере одну тросовую или ленточную стяжку, а в нижней части, выполненной конической, - по крайней мере один гравитационный бандаж.

Изобретение относится к строительству, а именно к сейсмостойким сооружениям типа высотных башен. Цель изобретения - повышение эффективности гашения коле;5 жщ Л ZV1 i v Фиг.1 v баний при пространственных смещениях грунта в форме волны Релея. Ствол состоит из многослойных оболочек 6, 7, монтируемых из секций 5, набранных из упругих и контактирующих друг с другом по боковым поверхностям V-образных элементов. V-об- разные элементы в смежных слоях каждой секции развернуты вершинами в противоположные стороны. Для повышения дисси- пативных свойств сооружения каждая многослойная секция 5 стянута по окружности по крайней мере одной ленточной стяжкой 14 или гравитационным бандажом 15. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. Ё О Ю 00 СА) 00 Ю

Фиг.З

в

в/фие.5

Составитель Г.Смиренная Редактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал

.Фиг. Чв re

8 17

Корректор Л.Бескид