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

Изобретение относится к строительству, в частности к сейсмостойким зданиям и сооружениям.

Известны различные устройства, снижающие сейсмические нагрузки на здания и сооруже ния.

Недостатком известных устройств является их низкая эффективность вследствие мало й приспособляемости к сейсмическим воздействиям различной интенсивности.

Известны также различные конструкции динамических гасителей колебаний высотных сооружений типа башен, мачт, дымовых труб и проч.

Недостатком таких устройств является большой разброс эффективности в зависимости от частотного диапазона колебаний.

Изобретение позволяет исключить горизонтальные перемещения частей зданий и сооружений относительно фундаментов за счет использования энергии сейсмических колебаний.

Поставленная цель достигается путем устройства на фундаменте здания, сооружения подвижных в горизонтальном направлении массивных элементов, соединенных с верхней перемещающейся при сейсмических колебаниях частью здания, сооружения элементами связей таким образом.

ел о

СП

чтобы перемещения массивных элементов противодействовали горизонтальным сейсмическим перемещениям верхней части здания сооружения.

Для более эффективного гашения сейс- мических колебаний сооружения частотная характеристика системы массивный элемент - опора элемента подбирается аналогичной частотной характеристике здания, сооружения. ..

На че ртеже представлена схема сейсмостойкого здания, сооружения. Здание состоит из подземной 1, надземной 2 частей, массивного элемента 3, опирающегося на фундамент через антифрикционные иличуп- ругодеформируемые опоры 4 и соединенного с верхней, перемещаемой частью здания 2, системой связей 5.

Конструкция работает следующим образом.

Горизонтальное сейсмическое воздействие вызываетодновременное и разнонаправленное горизонтальное перемещение как элементов надземной части здания, сооружения 2, так и массивного элемента 3. Чо так как верхняя часть зданиями массивный элемент соединены друг с другом системой связей 5 таким образом, что ине рционные силы этих элементов, благодаря системе связей 5, направлены в проти- воположйые стороны, произойдет их поглощение в системе связей 5, что исключает фактическое перемещение под воздействием сейсмических сил верхней части здания 2, относительно фундамента 1.

Во избежание разрушения системы связей 5 при сейсмических воздействиях вьпсЪкой интенсивности в состав этих связей может быть введен энергопоглотитель (элемент вязкого трения) 6.

Конструкция связей может быть выполнена п виде гибких тросов и блоков, жестких (например, профильных или трубчатых) элементов и рычагов, гидравлической сети тру- бопроводов с силовыми гидроцилиндрами.

В целях снижения массы подвижного элемента 3 в систему связей 5 введен узел 7, трансформирующий усилия и перемеще- н ия при передаче их подвижным грузом 3 на верхнюю часть здания, сооружения 2. Предлагаемый узел 1 может быть выполнен в виде, например, системы разноплечих рычагов, гидроцилиндров разных диаметров.

Предлагаемое устройство позволяет полностью снять или существенно снизить сейсмические воздействия на здания, сооружения и повысить тем самым эксплуатационную надех ность этих зданий, сооружений в сейсмических районах.

Устройство легко настраивается, восстанавливается в случае повреждения при сейсмических воздействиях, перестраивается или полностью заменяется в случае необходимости.

Реализация предлагаемого устройства позволит решить проблему усиления зданий и сооружений старой постройки, повысив уровень их сейсмостойкости до современных требований.

Формула изобретения

Сейсмостойкое здание, сооружение, включающее фундамент, подвижная часть которого размещена на верхней грани его неподвижной части между жестко прикрепленными к последней вертикальными опорами и соединена с несущими элементами надземной конструкции здания, сооружения, опертой на вертикальные опоры фундамента, и вертикальные связи, прикрепленные к перекрытию и взаимодействующие с подвижной часть фундамента, о т - личающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости за счет уменьшения горизонтальных деформаций надземной конструкции, вертикальные связи выполнены в виде парных рычагов, закрепленных шарнирно в перекрытии с двух сторон подвижной части фундамента и создиненных с последней посредством горизонтальных связей и с надземной конструкцией - посредством перекрестных связей, прикрепленных верхними концами в узлах соединения вертикальных и горизонтальных несущи элементов надземной конструкции и снабженных энергопоглощающими устройствами, а вертикальные опоры выполнены жесткими, причем величина 5ф горизонтального перемещения подвижной части фундамента относительно его неподвижной части определена из

m

эд

5ЗД. дэл-- , где

ГПф

перемещение надземной

зд

масса надземной конструкции, ГПф мента.

масса подвижной части фундаТФУ ЯЭ&ЯКЮ

bffiftffiaji SiiifeEM &x ffl

-Л

, li

Использование: строительство сейсмостойких зданий, сооружений, обеспечивающих повышение сейсмостойкости за счет уменьшения горизонтальных деформаций надземной конструкции. Сущность изобретения: фундамент имеет неподвижную и подвижную части, Последняя размещена ни неподвижной части фундамента между жесткими вертикальными опорами, жестко при- крепленными к неподвижной части фундамента. Нижнее перекрытие надземных конструкций оперты на жесткие вертикальные опоры и соединены с вертикальными связями. Последние выполнены в виде парных рычагов, которые закреплены шарнирно в перекрытии с двух сторон подвижной части фундамента и соединены с ней горизонтальными связями, а с надземной конструкцией - перекрестными верхними концами в узлах соединения вертикальных и горизонтальных несущих элементов надземной конструкции. Энергопоглощающие устройства размещены в перекрестных связях. Величина горизонтального перемещения подвижной части фундамента относительно его неподвижной части определена из соотношения, приведенного в формуле изобретения. 1 ил. сл С

.1 ,

XK

Q t

o/..g.,..vf

.VJuir«SL ifl

%%& ..а;

j V