Сейсмоизолирующая опора здания, сооружения Советский патент 1992 года по МПК E02D27/34 E04H9/02 

Изобретение относится к строительству и касается выполнения опор, используемых при возведении зданий, сооружений в сейсмических районах.

Известна сейсмоизолирующая опора здания, сооружения, включающая нижний опорный блок со стаканом, установленную в стакане стойку, верхний опорный блок, свободно опертый на стойку и посредством клиньев на стенку стакана, причем клинья размещены между верхним опорным блоком и верхним торцом стакана с возможностью их перемещения относительно последнего по скошенной поверхности с уклоном наружу стакана. и соединенных со стойкой пропущенными через нее винтами.

Недостаток этой опоры состоит в сложности распределения вертикальной статической нагрузки между стойкой и стаканом, которое осуществляется с помощью стяжных винтов. Кроме того, низка эффективность опоры при резонансных колебаниях. Наиболее близкой к предлагаемой является сейсмоизолирующая.опора здания, сооружения, включающая нижний опорный блок со стаканом, установленную в стакане стойку со сферическими торцами на концах, высота которой равна высоте стакана, и верхний опорный блок, свободно опертый на стойку и стенку стакана.

Данной опоре присущи два недостатка. Один заключается в том, что для обеспечения распределения вертикальной статической нагрузки от веса здания, сооружения между стойкой и стаканом необходима большая точность изготовления и монтажа элементов опоры. Другой недостаток состоит в том, что вследствие несовпадения центров кривизны торцов стойки с ее центром - тяжести при повороте стойки под действием горизонтальной нагрузки центр тяжести

-ч ю со ю о

N

стойки поднимается. При этом нагрузка на стойку увеличивается, а на стакан уменьшается, т.е. с ростом амплитуды колебаний ослабевает сухое трение в зоне контакта верхнего опорного блока со стаканом. Как следствие отмеченных недостатков, низкая эффективность работы опоры в статическом и динамическом режимах.

Целью изобретения является повышение эффективности работы опоры.

Цель достигается тем, что в сейсмоизо- лирующей опоре здания, сооружения, включающей верхний и нижний опорные блоки, последний из которых выполнен со стаканом, и размещенную в стакане стойку со сферическими верхним и нижним торцами, взаимодействующими с соответствующими опорными блоками, верхний торец стакана расположен с зазором относительно верхнего опорного блока и выполнен с выемками со скошенным от оси опоры основанием, а в каждой выемке в распор со стаканом и верхним опорным блоком установлен клиновидный элемент, причем стакан снабжен бандажом, охватывающим его на уровне размещения клиновидных элементов и взаимодействующим с ним через упругие прокладки.

На фиг. 1 изображена описываемая опора; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Сейсмоизолирующая опора здания, сооружения включает нижний опорный блок 1 со стаканом 2, в котором размещена стойка 3 со сферическими торцами 4 на концах, взаимодействующими с нижним 1 и верхним 5 опорными блоками.

Верхний торец 6 стакана 2 расположен с зазором относительно верхнего опорного блока 5 и выполнен с выемками 7, имеющими скошенное от оси опоры основание 8. В каждой выемке 7 враспор со стаканом 2 и верхним опорным блоком 5 установлен клиновидный элемент 9. Целесообразно выемки 7 под клиновидные элементы 9 располагать в плане во взаимно перпендикулярных направлениях. Стакан 2 снабжен бандажом 10, охватывающим его на уровне размещения клиновидных элементов 9. Бандаж 10 может.быть выполнен в виде замкнутой ленты, имеющей в средней части П-образный профиль 11. Клиновидные элементы 9 взаимодействуют с. бандажом 10 через упругие прокладки 12. Последние могут быть выполнены в виде листовых рессор, ориентированных выпуклостями к клиновидным элементам 9 и заведенных концами в профильное углубление 11 бандажа 10. При этом для предотвращения смещения листовых рессор 12 вдоль бандажа 10 и увеличения его жесткости в профильном углублении 11 бандажа 10 выполнены ограничители 13 в виде ребер жесткости. В зонах контакта стойки 3 и клиновидных элементов 9 с нижним 1 и верхним 5 опорными блоками имеются закладные детали 14, 15, позволяющие задавать требуемые силы сухого трения.

Сейсмоизолирующая опора работает следующим образом,

0 До монтажа здания, сооружения клиновидные элементы 9 сейсмоизолирующей опоры, благодаря наличию упругих прокладок 12, выступают над верхним торцом стакана 2. При этом верхний опорный блок 5 не

5 касается стойки 3, геометрия которой такова, что она сама принимает вертикальное положение, и вертикальная статическая нагрузка передается через клиновидные элементы 9 на стакан 2.

0 При возведении здания, сооружения в тот момент, когда сила тяжести станет больше сил трения на скошенных основаниях выемок 7 стакана 2 и задаваемых упругими прокладками 12 сил упругости, произойдет

5 сдвиг клиновидных элементов 9 по скошенным основаниям выемок 7 вниз. Движение клиновидных элементов 9 сопровождается опусканием верхнего опорного блока 5. Как только верхний опорный блок 5 сядет на

0 стойку 3, вертикальная статическая нагрузка будет сниматься с клиновидных элементов 9 и стакана 2 и передаваться на стойку 3. В результате уменьшения нагрузки на клиновидные элементы 9 движение их пре5 кратится. При этом вертикальная статическая нагрузка от веса здания, сооружения будет распределена между стойкой 3 и стаканом 2.

При отсутствии сейсмических воздейст0 вий Сейсмоизолирующая опора обеспечивает жесткую кинематическую связь между зданием, сооружением и основанием. Поэтому оно ничем не отличается от обычного несейсмоизолированного здания, сооруже5 ния.

Во время землетрясения, как только величина горизонтальной сейсмической нагрузки превысит величину силы трения между верхним опорным блоком 5 и клино0 видными элементами 9, происходит проскальзывание верхнего опорного блока 5 относительно клиновидных элементов 9 и стакана 2, При этом стойка 3 поворачивается на некоторый угол относительно вертика5 ли, ее центр тяжести и верхний опорный блок 5 поднимаются, вертикальная нагрузка на стойку увеличивается, а на стакан уменьшается. В какой-то момент времени силы упругости упругих прокладок 12 начнут выталкивать клиновидные элементы 9 по скошенным основаниям впадин 7 вверх, не давая верхнему опорному блоку 5 оторваться от стакана 2. Присутствующие всегда силы сухого трения не позволяют развиваться резонансным колебаниям здания, сооруже- ния. По окончании землетрясения стойка 3 и клиновидные элементы 9 вернутся в то положение, которое они занимали до землетрясения.

Применение сейсмоизолирующей опо- ры при возведении зданий, сооружений в сейсмических районах позволяет снизить сейсмические нагрузки на вышележащие конструкции. В результате появляется возможность уменьшить объем проводимых ан- тисейсмических мероприятий, снизить материалоемкость и трудоемкость строительства зданий и сооружений.

Формула изобретения 1. Сейсмоизолирующая опора здания, сооружения, включающая верхний и нижний опорные блоки, последний из которых выполнен со стаканом, и размещенную в стакане стойку со сферическими верхним и нижним торцами, взаимодействующими с соответствующими опорными блоками, отличающая с я тем, что, с целью повышения эффективности работы опоры, верхний торец стакана расположен с зазором относительно верхнего опорного блока и выполнен с выемками со скошенным от оси опоры основанием, а в каждой выемке враспор с ее основанием и верхним опорным блокам установлен клиновидный элемент, п ричем стака снабжен бандажом, охватывающим его на уровне размещения клиновидных элементов и взаимодействующим с ним через упругие прокладки.

2. Опора по п. 1. о т л и ч а ю щ а я с я тем, что выемки под клиновидные элементы расположены в плане во взаимно перпендикулярных направлениях.

Фиг.2

Изобретение касается выполнения сей- смоизолирующей опоры здания, сооруже ния. Цель изобретения - повышение эффективности работы опоры. Сейсмоизолирующая опора состоит из нижнего 1 и верхнего 5 опорных блоков. Нижний блок выполнен со стаканом 2. в котором размещена стойка 3 со сферическими торцами, взаимодействующими с нижним и верхним опорными блоками. Верхний торец стакана расположен с зазором относительно верхнего опорного блока и выполнен с выемками, имеющими скошенное от оси опоры основание. В каждой выемке враспор со стаканом и верхним опорным блоком установлен клиновидный элемент 9. Стакан снабжен бандажом 1У1, охватывающим его на уровне размещения клиновидных элементов, которые взаимодействуют с бандажом через упругие прокладки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл С