Многоэтажное сейсмостойкое здание назина Советский патент 1977 года по МПК E04H9/02 

1

Изобретение относится к строительству гражданских и промышленных зданий в сейсмически активных зонах и может быть использовано при проектировании и строительстве многоэтажных сейсмостойких зданий.

Известны сейсмостойкие здания, в нижних этажах которых создают устройства, гасящие за счет сил сухого трения колебания зданий на всех стадиях землетрясения, а именно связевыми панелями, расположенными между гибкими в горизонтальном направлении стойками нижнего этажа и прикрепленными к ним с возможностью отключения при сейсмических воздействиях.

Наиболее близким техническим решением является многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами, фундамент и гасящее устройство, размещенное между стойками, при этом гасящее устройство выполнено в виде бункеров, заполненных сыпучим материалом.

Недостатком известных зданий является то, что гасящие устройства конструктивно сложны, материалоемки, а

следовательно, дорогостоящи. Кроме этого, во время возникновения сейсмических колебаний повышенной балльности демпфирующие (тормозящие) элементы гасящих устройств разрушаются и для их восстановления требуются значительные затраты.

Целью изобретения является обеспечение сопротивления горизонтальным реонансным колебаниямпри их увеличении.

Это достигается тем, что гасящее устройство выполнено в виде i железобетонных элементов с отверстиями, установленных один на другом , соэпадающей с вертикальной осью здания, а плита перекрытия снабжена железобетонной консолью,, одним концом яестко соединенной с Ней , а другим - взаимодействующей с отверстиями элементов

гасящего устройства, при этом последние выполнены с изменяющимися по высоте массой и внутренним диаметром с отношением предыдущего элемента к последующему равным соответственно 3«1

и 1,2:1.

На чертеже схематически изображено многоэтажное здание с устройством, гасящим его горизонтальные резонансные колебания, возникающие при землетрясениях.

Многоэтажное сейсмостойкое здание (9-12 этажей)включает верхние этажи 1, жестко соединенные между собой в пространстве над нижним этажом, разделенным от верхних этажей плитой2 перекрытия. Плита 2 оперта на гибкие в горизонтальном направлении стойки 3 со сферическими торцами (верхними и нижними) определенных радиусов, центры которых размещены на противоположных торцах стоек, причем концы стоек помещены в стаканы 4, заполненные упруго-пластичным материалом, предохраняющим сфероидальные контактные пары от загрязнения пылью и от коррозии,

Связевая консоль 5, жестко прикрепленная к плите перекрытия 2 (например, монолитное закрепление), входит в отверстие гасящего устройства, состоящего из отдельных трех и более железобетонных элементов 6, свободно лежащих в центральной части фундамента 7.

Масса и внутренний диаметр элементов 6 увеличивается к основанию консоли (при последовательном отношении сверху вниз) в пропорциях, получаемых из расчета по заданным значениям величин инерционности и максимальной балльности землетрясений, которой должно противостоять сейсмЬстойкое . Верхний элементуй тройств а имеет внутренний диамйтр,.,немнога превышающий диаметр консольной -балки, (скользящая насадка),. .а масса его выбирается из расчета гашения: горизонтальных ко.лебаний, возникающих при зем/гетрясениях наименьшей балльности в данном районе строительства зданий. Согласно расчетам оптимальное отношение масс и внутренних диаметров железобетонных элементов для 9-12-этажных зданий, устойчивых при землетрясениях в 9 баллов, составляет 2,5-3,5 и 1,1-1,2 раз.

Сейсмостойкость здания в широком диапазоне горизонтальных резонансных колебаний его при землетрясениях обеспечиаается за счет нарастания сопротивления колебаниям здания (увеличения сил сухого трения) путем последовательного подключения элементов к колеблющейся системе.

При малых колебаниях вступает в действие верхний- элемент,, находящийся практически в .непосредственном зацеплении с консольной балкой и свободно лежащий на поверхности ниже расположенного элемента, вследствие чего за счет .сил сухого трения между этими элементами возникает сопротивление колебаниям здания.

С увеличением амплитуды колебаний с момента, когда ее величина превышае.т

половину внутреннего диаметра второго элемента (Ani 0,5dj ), в действии находятся оба элемента - сопротивление увеличивается за счет сил сухого трения

второго элемента относительно нижележащего, масса которого значительно превосходит суммарную массу первого и второго.

ПрИ колебаниях, амплитуда которых

превышает половину внутреннего диаметра нижнего элемента (Ani ), в действии находится все гасящее устройство, при этом сопротивление значительно возрастает за счет трения основания нижнего элемента о фундамент, и происходит эффективное гашение горизонтальных резонансных колебаний в широком диапазоне частот и амплитуд.

Тормозящий эффект гасящего устройства, работающего на принципе использования сухого трения и выполненный из отдельных железобетонных элементов, установленных один на другом, обеспечивает наращивание сопротивления горизо.нтальным колебаниям здания при их

увеличении.

Конструктивная простота гасящего устройства значительно удешевляет строительство многоэтажных сейсмостойких зданий, которые не разрушаются при землетрясениях повышенной балльности.

Формула изобретения

1. Многоэтажное .сейсмостойкое здание, включающее просФранс-.твенно жесткие верхние-.Эйажй/НИЖНИЙ :.этаж с плитой пёрекрйтйй и г 1бкг1НИ.в f .оризонталь0 ном направлен-ии сзррйк мй ;ср сферическими торцами,, фундамент .и гасящее устройство, размещенное между стойками, отличающееся тем, что, с целью обеспечения сопротивления горчг

зонтальным резонансным колебаниям при их увеличении, гасящее устройство выполнено в виде железобетонных элементов с отверстиями, установленных один на другом по оси, совпадающей с вертикальной осью здания, а плита перекрытия . снабжена железобетонно.й консолью, одним концом жестко -соединенной с ней, а другим .- взаимодействующей с отверстиями элементов . гайящего устройства.

« 2. .по п. 1, отличаю1д ее с я тем, что элементы гасящего устройства .выполнены с изменяющимися по высоте массой и внутренним диаметром с отношением предыдущего элемента к последующему, равным соответств венно 3:1 и 1,2г1.

.

§/ v///;;/