Многоэтажное сейсмостойкое здание Советский патент 1992 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных крупнопанельных жилых и общественных зданий в высокосейсмических районах на слабых просадочных и веч- номерзлых грунтах.

Цель изобретения - повышение этажности здания при возведении его на неравномерно сжимаемых грунтах.

На фиг. 1 изображено многоэтажное здание; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - многоэтажное здание из нескольких блок-секций; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - многоэтажное здание круглой формы, план; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5. на фиг. 7 - узел I на фиг. 1,3 и 5; на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг. 7: на фиг. 9 - узел II на

фиг. 1,3 и 5; на фиг. 10 - узел III на фиг. 1,3 и 5: на фиг. 11 - сечение Д-Д на фиг. 10.

Многоэтажное сейсмостойкое здание содержит несущий ствол 1 в виде ступенчатой пирамиды крестообразной формы в плане, выполненный из панелей наружных 2 и внутренних 3 стен и плит 4 перекрытий.соединенных между собой жесткими узлами 5. панели наружных 6 и внутренних 7 стен и плиты 8 перекрытий, размещенных снаружи и внутри ствола жесткости 1 и соединенных между собой и со стволом 1 жесткости шарнирными узлами 9 с ограничителями 10 горизонтальных перемещений.

Соединения панелей стен 6,7 с плитами 8 перекрытий представляют собой сухие контактные или платформенные стыки.

ivl о

|СЛ

ел

GJ О

Ограничители 10 перемещений выполнены в виде консольных выступов 11, 12 плит 8 перекрытий и панелей стен 6 и 7, установленных с образованием соединения ласточкин хвост и с зазорами 13, в которых размещены упругосжимаемый материал 14, например асбокартон.

Устойчивость верхних этажей здания над стволом 1 обеспечивается любым из известных способов.

Панели стенок 2 и 3, образующие ствол 1, могут иметь те же опалубочные габариты, что и остальные панели стен 6,7, но должны иметь, например, арматурные выпуски для жесткого соединения их между собой и с плитами 4 перекрытий.

Ствол жесткости 1 в основании равен ширине или длине (для зданий малой протяженности) здания.

Это позволяет получить максимально развитое основание ствола 1 в его наиболее напряженной нижней зоне.

В работе здания может быть охарактеризовано как конструкция с активной сейс- мозащитой, меняющая при определенных уровнях сейсмических нагрузок свои динамические параметры и характеристики, что обеспечивает уменьшение сейсмических воздействий и усилий в элементах здания.

В период до сейсмических воздействий здание работает как жесткая конструктивная система. При землетрасении интенсивностью значительно ниже расчетной здание благодаря шарнирному соединению элементов 6,7 и 8 получает незначительные повреждения, выражающиеся в появлении трещин по контуру стеновых панелей 6 и 7.

При повторных толчках или первичных толчках большей интенсивности, но ниже расчетной, здание становится гибкой конструктивной системой с нелинейной работой, а несущие элементы 6 и 7 получают некоторое перемещение с проявлением эффекта сухого трения, при этом гибкие этажи здания как внутри ствола 1, так и снаружи служат демпферами колебаний за счет сухой прокладки в виде упругосжимаемого материала 14. При толчках расчетной интенсивности значительное перемещение гибких этажей приводит к образованию в узлах де- мпферов сухого трения и передаче усилий на элементы ствола 1. Благодаря различию динамических характеристик ствола 1 и гибких этажей здания они получают разнофаз- ные колебания, что вызывает эффект снижения сейсмических нагрузок.

Ствол 1, получая усилия от поэтажных дисков перекрытий, работает как консольный стержень, воспринимающий изгибные и крутильные усилия в качестве ограничителя перемещений с высокими диссипативны- ми свойствами. Перемещение внешних по отношению к стволу 1 несущих элементов 8 в направлении от ствола 1 включает в работу

весь диск перекрытия как внутри ствола 1. так и снаружи с противоположной стороны благодаря работе ограничителей 10 горизонтальных перемещений и наличию сухих прокладок в шарнирных соединениях. Осо0 бенно существенно этот эффект проявляется в нижней зоне здания, где диск перекрытия разорван наружными стеновыми панелями, образующими основание крестовины.

5Усилия, воспринимаемые жестким пирамидальным стволом 1, передаются на грунт через развитое крестообразное основание, что обеспечивает распределение напряжений и снижение удельных нагрузок.

0 делая| сейсмостойкую конструктивную систему здания малочувствительной к неравномерным осадкам грунта основания.

Благодаря этому появляется возможность повышения этажности сейсмостойко5 го здания, в частности, возводимого на слабых неравномерно сжимаемых грунтах. Кроме того, в здании все диски перекрытий неразрывны и образующие их плиты 8 при динамическом воздействии поэтажно

0 включены в совместную работу.

Благодаря выполнению конструкций полого несущего ствола 1 и шарнирному соединению панелей 6,7 стен и плит 8 перекрытий с ней и между собой достигается

5 повышение адаптирующих свойств здания, в особенности на неравномерно сжимаемых и вечномерзлых грунтах. Это обеспечивается включением в работу здания на сейсмические нагрузки панелей наружных

0 стен, размещенных внутри ствола 1 панелей стен 6,7 и дисков плит 8 перекрытий, повышающих диссипацию энергии колебаний, т.е. диссипативные свойства системы, а также благодаря разнофазовым колебаниям

5 башни и самого здания, которые снижают сейсмические нагрузки на здание.

Кроме того, выполнение полого ствола 1 с крестообразным основанием с развитым в нижних этажах в плане уменьшает при

0 расчетной сейсмичности усилия в ее элементах и в фундаменте, а также нагрузку на грунт, что создает возможность использования высотной конструкции на слабых неравномерно сжимаемых грунтах в районах

5 Крайнего Севера. Ствол 1 в виде пирамиды, имеющей большую жесткость в нижней зоне, уменьшающуюся по высоте, соответствует возникающим по высоте нагрузкам и не создает излишней жесткости, благодаря чему уменьшается масса ствола 1 и расход

металлов и трудозатрат пои выполнении монолитных узлов. Уменьшение массы ствола 1 в свою очередь дополнительно сокращает величину сейсмического воздействия на здание. Пирамидальная форма ствола 1 снижает по высоте центр тяжести, что также повышает устойчивость и уменьшает сейсмические нагрузки и расчетные усилия в элементах ствола 1 и в жестких узлах соединений. щ

Формула и-з обретения 1. Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее сборный несущий ствол жесткости, панели наружных и внутренних стен, плиты перекрытий, размещенные внутри и снаружи ствола жесткости, шарнирные и жесткие узлы соединений, отличающееся тем, что, с целью повышения этажности здания при возведении его на

неравномерно сжимаемых грунтах, ствол жесткости выполнен в виде ступенчатой пирамиды крестообразной формы в плане, размеры которой в основании по крайней

мере в одном направлении равны длине или ширине здания, и образован из панелей наружных и внутренних стен и плит перекрытий с жесткими узлами соединения их между собой, а все остальные панели стен и

плиты перекрытий соединены между собой и со стволом жесткости шарнирными узлами с ограничителями перемещений.

2. Здание по п.1,отличающееся тем, что ограничители перемещений выполнены в виде консольных выступов плит перекрытий и панелей стен, установленных с образованием соединения ласточкин хвост и с зазорами между ними, заполненными упругосжимаемым материалом.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных сейсмостойких зданий Цель изобретения - повышение этажности здания при возведении его на неравномерно сжимаемых грунтах. Ствол жесткости выполнен в виде ступенчатой пирамиды крестообразной формы в плане из панелей наружных и внутренних стен и плит перекрытий, жестко соединенных между собой. Размеры ствола жесткости равны ширине или длине здания. Остальные панели наружных и внутренних стен и плиты перекрытий расположенные снаружи и внутри ствола жесткости, соединены между собой и со стволом жесткости шарнирно с образованием ограничителей их горизонтальных перемещений. 1 з.п.ф-лы, 11 ил. СО с

8 8 фи г. I

:±±: i

Фиг. 5

PI 1 J UL-: - V -i

V.

ю

v J :i Ji . i i

IQ

1

U3

ГТТ

r//+-

-.-Cl-

iSfzLl

ш i Ь Щ

Ii li I I i

-i

w

i

8

/ N

/--L1.A-фиг.6

х

rL

II I 1 1 I I

фиг.7

Г-Г

фиг 8

( „1

/

3

в

11 13

Д

1

, Г

фиг. 9

# nfoe

III

т

й

фи г. 10

в

S

/J-E

фиг.11

в

0

/;

л