Сейсмостойкое здание, сооружение Советский патент 1992 года по МПК E02D27/34 E04H9/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к сейсмозащите зданий, сооружений.

Известен фундамент сейсмостойкого здания, сооружения, включающий опорный блок, нижнюю опорную плиту, выполненную со сферической выемкой, и размещенный в выемке шаровой элемент, радиус которого меньше радиуса выемки, дополнительные шаровые элементы, вертикальный резьбовой шток с опорной плоской головкой на его нижнем конце, которая оперта на основной шаровой элемент, регулировочную гайку, установленную на штоке, и упругие элементы, причем нижняя опорная плита выполнена с плоскими участками, расположенными вокруг сферической выемки, опорный блок выполнен с вертикальным отверстием, в котором свободно размещен верхний конец штока, при этом дополнительные шаровые элементы размещены между опорным блоком и плоскими участками нижней плиты, а упругий элемент установлен на штоке между опорным блоком и регулировочной гайкой.

Недостатком известного устройства является то, что оно способно только гасить колебания сооружения, возникающие в результате сейсмовоздействия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сейсмостойкое здание, сооружение, включающее фундамент и надфундаментную часть, размещенные с зазором, в котором установлеVI

СО

ел

Jb.

ю

ON

ны элементы с антифрикционной прокладкой между ними, ограничители горизонтальных перемещений и вертикальные связи, концы которых жестко прикреплены к фунаменту и к надфундаментной части, сейс- мозащитное устройство, снабженное стойкой, прикрепленной посредством верхнего и нижнего шарниров на ее концах к фундаменту и надфундаментной конструкции и выполненной с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам ычагами с грузами одинаковой массы, своодно подвешенными к концам рычагов на расстоянии от них, причем нижний шарнир стойки размещен выше свободных1 концов рычагов, рычаги расположены в вертикальной плоскости, параллельной одной из главных осей здания, сооружения в плане, а вертикальные связи выполнены составными по высоте из верхних и охватывающих их с возможностью горизонтального перемещения нижних элементов.

Недостатком такой конструкции является то, что в ней используются пассивные элементы защиты и не имеется дополнительных источников энергии для компенсации сейсмических воздействий.

Целью изобретения является автоматизация компенсации сейсмических воздействий на здание, сооружение.

Поставленная цель достигается тем, что в здание, сооружение, включающее надфун- даментную часть и фундамент, в зазоре между которыми размещены ограничитель горизонтальных перемещений, скользящие опоры и заведенная верхним концом в подпятник стойка с шарнирами на концах и с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам рычагами, на свободных концах которых подвешены балансиры, введены привод вращения стойки в виде закрепленного на ней барабана с намотанной на него гибкой связью с перекинутыми через блоки концами, на каждом из которых закреплен груз, фиксатор поворота, выполненный в виде прикрепленной к подпятнику площадки, имеющей сквозные отверстия, в которых установлены штифты с возможностью осевого перемещения и закрепленного на рычагах диска с отверстиями под штифты, при этом балансиры выполнены в виде реактивных силовых установок, а штифты и грузы посредством пиропатронов и реактивные силовые установки подключены через устройство управления и обработки информации к датчикам перемещения и ускорения.

На фиг. 1 показана схема сейсмостойкого здания, сооружения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - система фиксации;

на фиг, 4 - схема размещения упоров на рычагах; на фиг, 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - схема установки двигателей.

Сейсмостойкое здание, сооружение

имеет фундамент 1, надфундаментную часть 2, ограничители 3 горизонтальных перемещений, скользящие опоры 4, стойку 5 с шарнирами на концах, подпятники 6 и 7, рычаги 8, жестко прикрепленные к противо0 положным сторонам стойки, на концах которых подвешены балансиры 9, выполненные в виде реактивных силовых установок, площадку-диск 10,прикрепленную к подпятнику б, штифты-ограничители 11, чеки 12 с

5 пиропатронами 13, грузы 14, барабан 15, связанный через блоки 16 гибкими связями 17 с грузами 14, чеки грузов 18, упоры 19, устройство 20 управления и обработки информации, датчик 21 ускорения с выходами

0 22, по которым выдается сигнал о азимуте сейсмовоздействия, и 23, по которым выдается сигнал о величине воздействия, датчик

24перемещения с аналогичными выходами

25и 26,

5На фиг. 3 приведена система фиксации

штифта-ограничителя 11 в верхнем положении. Пиропатроны снабжены электрическими воспламенителями 27.

Упоры 19 размещены на рычагах 8, име0 ющих форму коромысла, а двигатели установлены под углом к продольной оси рычагов.

На фиг. 6 показана установка двигателей по продольной оси рычагов при жестком

5 креплении стойки 5 к конструкции и обеспечении вращения с помощью подшипника 28, запрессованного в рычагах.

Сейсмостойкое здание, сооружение используют следующим образом.

0 Сейсмостойкое быстро меняющееся возмущение воспринимается датчиком 21 ускорения, а медленно/ меняющаяся нагрузка, приводящая к смещению надфундаментной части относительно фундамента,

5 воспринимается датчиком 22 перемещения. С его выходов сигналы о направлении воздействия и его величине поступают на уст- ройство 20 управлэния и обработки информации, которое формирует команды и

0 выдает их на исполнительные устройства- пиропатроны 13 (входы aias и 6i, 62) и t

реактивные силовые установки 9 (входы BI, ва) в определенной последовательности. Сначала срабатывают пиропатроны, осво5 бождающие чеки 12 штифтов 11, расположенных по направлению возмущающего воздействия на здание, сооружение. Штифты-ограничители проваливаются в отверстия до упора головкой в диск 10. Затем срабатывают пиропатроны, освобождающие чеки 18 грузов 14. Грузы освобождаются и при опускании приводят во вращение барабан 15 через гибкие связи 17. Перемещение барабана и связанной с ним стойки 5 и рычагов 8 происходит до упора в штифты-ограничители 11. После этого выключаются силовые установки на время, необходимое для создания компенсирующей силы. При увеличении сейсмоудара или смещения конструкции величина компенсирующей силы может быть увеличена путем увеличения мощности двигателя или включением нескольких двигателей из связки реактивной силовой установки 9.

Перемещение надфундаментной части ограничивается упорами 3, а ход рычагов в вертикальном направлении -упорами 19.

Для более надежного ограничения упоры 19 могут быть перенесены на рычаги 8 (фиг. 4), а двигатели 9 установлены под углом к продольной оси рычагов. При этом можно создать необходимый крутящий момент на стойку и отказаться от гравитационного привода.1 Для создания крутящего момента можно использовать и дополнительные двигатели небольшой мощности, установленные перпендикулярно к продольной оси рычагов.

В ряде случаев возможно отказаться от передачи компенсирующей силы через стойку и шарнир, а прямо формировать воздействие на надфундаментную часть (фиг. 6) через жестко закрепленную стойку 5. При этом вращение рычагов обеспечивается использованием подшипника 28.

Формула изобретения 1. Сейсмостойкое здание, сооружение, включающее надфундаментную часть и фундамент, в зазоре между которыми размещены ограничитель горизонтальных

перемещений, скользящие опоры и заведенная верхним концом в подпятник стойка с шарнирами по концам и с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам

рычагам 1, на свободных концах которых подвешены балансиры-, отличающее- с я тем, что, с целью автоматизации компенсации сейсмических воздействий на здание, сооружение, стойка оснащена приводом вращения в виде закрепленного вокруг нее барабана с намотанной на него гибкой связью с перекинутыми через блок концами, на каждом из которых закреплен груз, рычаги оснащены фиксатором поворота, выполненным в виде прикрепленной к подпятнику диска со сквозными отверстиями, в которых установлены штифты с возможностью осевого перемещения, при этом балансиры выполнены в виде реактивных

силовых установок, а штифты и грузы посредством пиропатронов и реактивные силовые установки подключены через устройство упрагления и обработки информации к датчикам перемещения и ускорения.

2. Здание, сооружение по п. 1, о т л и- чающееся тем, что реактивные силовые установки ориентированы в плане под углом к про дольной.оси рычага.

3. Здание, сооружение по п. 1, о т л и- чающееся тем, что на концах рычагов закреплены дополнительные реактивные силовые установки, ориентированные в плане перпендикулярно продольной оси рычага.

4. Здание, сооружение поп. 1. о т л и- чающееся тем, что реактивные силовые установки размещены по продольной оси рычагов, а стойка выполнена с поворотной

втулкой, к которой жестко прикреплены рычаги.

а(

cu

fO

Щ

1735496

10

Изобретение относится к строительству. Сущность изобретения: сейсмостойкое здание, сооружение содержит фундамент и надфундаментную часть, между которыми размещены ограничитель горизонтальных перемещений, скользящие опоры и стойка. Стойка установлена на выступе фундамента и имеет по концам шарниры. К стойке прикреплены рычаги, на свободных концах которых подвешены , реактивные силовые установки. К верхнему подпятнику прикреплен диск, имеющий сквозные отверстия, в которых с возможностью осевого перемещения установлены штифты. Штифты взаимодействуют с рычагами. Вокруг стойки установлен барабан, на который намотана гибкая связь. Гибкая связь перекинута через блоки, а к ее концам подвешены грузы. Штифты, грузы и реактивные силовые установки подключены к датчикам перемещения и ускорения. Реактивные силовые установки могут быть размещены в плане по Ј ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ рЫЧаГОВ ИЛИ ПОД УГЛОМ К tf ней. Кроме того, на концах рычагов могут Ji быть закреплены дополнительные силовые . С установки . 3 з.п.ф. 6 ил.с

Фиг. 3

тш

II I II

8

Б -Б