Сейсмостойкое многоэтажное здание Советский патент 1992 года по МПК E04H9/02 

Изобретение относится к сейсмостойкому строительству.

Известно решение, включающее железобетонный корпус с опорной плитой, установленной на дно корытообразной плиты фундамента через шаровые опоры и соединенной с ее стенками посредством демпферов, расположенных по контуру опорной плиты, в котором корпус образован по высоте из двух частей, нижняя из которых имеет в вертикальном сечении криволинейное очертание по кривой Бернулли, а верхняя - форму усеченной пирамиды, причем дно плиты фундамента выполнено с каналами, расположенными параллельно ее стенкам одного направления, а стены другого направления выполнены с соосными каналами сквозными отверстиями, нижние грани которых имеют выступы, расстояние между

которыми и отметки нижней грани соответственно равны ширине и отметке дна каналов, и снабжены прикрепленными к ним вкладышами, установленными в сквозных отверстиях, при этом шаровые опоры объединены в блоки и расположены в каналах с зазором относительно стенок последних.

Его недостаток: сложность замены блоков шаровых опор в случае их заклинивания. При заклинивании сейсмостойкость здания понижается.

Цель изобретения - повышение сейсмостойкости.

Указанная цель достигается тем, что в сейсмостойком здании, включающем корпус в виде наружного ограждения и жестко соединенных с ним плит перекрытий, установленный на корытообразную плиту фундамента через шаровые опоры и соединенный с ней демпферами, размещенными з зазорах между корпусом и стенкой плиты фундамента, наружное ограждение выполнено в виде сферической оболочки с переменной толщиной, уменьшающейся от ее опорной части к верхнему этажу, а плита фундамента имеет круглую форму в плане и выемку в верхней грани стенки, в которой размещены шаровые опоры с установленной на них опорной частью оболочки, при этом плиты перекрытий и оболочка имеют круглое отверстие по центральной оси здания, которое снабжено упругопластически- ми прокладками и упоры в виде колонны переменного сечения по высоте с поверхно- стью Бельтрами, жестко прикрепленной в центре плиты фундамента и пропущенной в отверстии плит перекрытий и оболочки с образованием зазоров между ними, величина которых меньше величины зазоров меж- ду опорной частью оболочки и стенкой плиты фундамента.

На фиг. 1 изображено сейсмостойкое здание в разрезе; на фиг. 2 - показано сечение А-А.

Сейсмостойкое здание включает в себя корытообразную фундаментную плиту 1. Упор 2 в виде колонны переменного сечения, жестко прикрепленный к середине фундаментной плиты 1 одним концом, и, выполненный в виде поверхности Бельтрами, борты 3 плиты 1, в которых выполнены выемки 4 (фиг.1,2), сферическую оболочку 5, краями входящую в выемку 4, и, опирающуюся на шаровые опоры 6, пластинчатые пру- жины 7, соединяющие борты 3 с краями сферической оболочки 5, перекрытия, жестко соединенные со сферической оболочкой 5, отверстия 9,10 выполненные в сферической оболочке 5 и перекрытиях 8 (соответственно) для пропуска упора 2, уп- ругопластические прокладки 11, размещенные в отверстиях между упором 2 и сферической оболочкой 5 и перекрытиями 8.

Материалы плиты 1, упора 2, сфериче- ской оболочки 5, перекрытий 8 - монолитный железобетон. Шары 6 должны быть выполнены из чугуна, а пластинчатые пружины 7 - из стали.

Известно, что сферическая оболочка - это плоская искривленная пластинка. Пластинки эти тонкие. В нашем случае нам нужна толстая пластина. Толщина сферической оболочки в середине должна быть порядка 200 мм, а по краям - 400-600 мм (должно быть определено расчетом). Все сопряжения конструкций должны иметь плавные сопряжения, чтобы уменьшить концентрацию напряжений от волн Рэлея.

Упор 2 выполнен в виде поверхности Бельтрами для того, чтобы он мог воспринимать на себя значительные изгибающие моменты, возникающие от горизонтальных нагрузок, и гасить их. По существую, упор 2 является ядром жесткости и одновременно демпфером. Его диаметр вверху - порядка 500-700 мм, а внизу - 1500-2000 мм.

При действии сейсмического воздействия на плиту 1 сферическая оболочка 5 покатится на шарах 6. Здесь шары 6 снижают сейсмическую нагрузку, а пластинчатые пружины 7 поглощают сейсмическую энергию. Часть энергии будет передана упору 2, который будет понижать действие сейсмического воздействия тем, что он сам ее воспримет. Кроме того, он будет колебаться. Этим упор 2 будет гасить сейсмические колебания и колебания пружины 7, Толщина перекрытий должна уменьшаться снизу вверх.

Предлагаемое сейсмостойкое здание будет стоять века. Здесь обеспечена сейсмостойкость здания в целом.

Формула изобретения Сейсмостойкое многоэтажное здание, включающее корпус в виде наружного ограждения и жестко соединенных с ним плит перекрытий, установленный на корытообразную плиту фундамента через шаровые опоры и соединенный с ней демпферами, размещенными в зазорах между опорной частью корпуса и стенкой плиты фундамента, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, наружное ограждение выполнено в виде сферической оболочки с переменной толщиной, уменьшающейся от опорной части к верхнему этажу, а плита фундамента имеет круглую в плане форму и выемку в верхней грани стенки, в которой расположены шаровые опоры с установленной на них опорной частью оболочки, причем плиты перекрытий и оболочка имеют круглое отверстие по центральной оси здания, а последнее снабжено упругопластическими прокладками и упором в виде колонны переменного сечения по высоте с поверхностью Бельтрами, жестко прикрепленной в центре плиты фундамента и пропущенной в отверстия плит перекрытия и оболочки с образованием зазоров между ними, в которых размещены упругопластические прокладки и величина которых меньше величины зазоров между опорной частью оболочки и вертикальными гранями выемки стенки плиты фундамента.

/////////

Использование: строительство сейсмостойких многоэтажных зданий, обеспечивающих повышение их сейсмостойкости. Сущность изобретения: наружное ограждение в виде сферической оболочки с переменной толщиной, уменьшающейся от ее опорной части к верхнему этажу, оперто на дно выемок в стенке корытообразной круглой в плане плиты фундамента через шаровые опоры. В зазорах между опорной частью наружного ограждения и гранями выемки установлены демпферы. В центре плиты установлен упор в виде колонны переменного сечения по высоте с поверхностью Бельтрами. Упор пропущен в круглые отверстия плит перекрытий и оболочки с зазорами между ними, в которых размещены упруго-пластические прокладки и которые имеют величину меньшую, чем зазоры между опорной частью наружного ограждения и гранями выемки стенки корытообразной плиты фундамента. 2 ил. Ё

А -А

о.г2

1 4

риг. 1

5

1