Антисейсмическое здание Советский патент 1948 года по МПК E04H9/02 

Изобретение имеет целью усовершенствовать конструкции антисейсмических зданий по авторскому свидетельству № 53663.

В предложенных ранее конструкциях здания предусматривается поглощение только горизонтальных сейсмических колебаний. Однако при расположении здания в районе эпицентра землетрясения, где вертикальные сейсмические колебания значительны, они могут представлять угрозу сохранности здания.

Предлагаемое антисейсмическое здание предохранено как от горизонтальных, так и от вертикальных сейсмических колебаний.

Отличительной особенностью конструкций здания является то, что в них для поглощения вертикальных сейсмических колебаний применены рессоры, например тарелочного типа, на которые опираются своими верхними и нижними подушками стержневые, тросовые и т. п. подвески, предназначенные для поглощения горизонтальных колебаний.

Сущность предлагаемых конструкции иллюстрируется приведенными чертежами.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез конструкции фундамента здания в места установки рессор (вид по IV - IV фиг. 3); на фиг. 2 - план по / - /; на фиг. 3 - план по // - //; на фиг. 4 - план по /// - Я/ фиг. 1; на фиг. 5 - разрез по V-V фиг. 4; на фиг. 6 - разрез по VI-VI фиг. 1; на фиг. 7 - конструкция рессор и подвесок в крупном масштабе (разрез по Vllf - Vin фиг. 8); на фиг. 8 - разрез по VII - VII фиг. 7; на фиг. 9 - план тарелочной рессоры; на фиг. 10 - ее поперечный разрез по IX - IX; на фиг. 11 - план верхней подушки нижнего шарнира; на фиг. 12 - ее вид сбоку по X - X; на фиг. 13 - план расположения стульев, передающих нагрузку от стен на рессоры, в месте пересечения стен здания; на фиг. 14 - то же в месте примыкания стен; на фиг. 15-то же в углах здания.

Известно, что разрушение зданий

333

сейсмическими силами происходит в результате передачи колебаний грунта стенам зданий через фундамент.

В антисейсмическом здании, согласно изобретению, стены / опираются на фундамент 2 с вoзмoжнqстью их относительного смещения, обеспечиваемого устройством рессорных частей 3 (фиг. 1, 5, 6).

Для этого фундамент 2 здания в нижней своей части делается сплошным, а в цокольной части здания, где к нему примыкает низ стен, выводится в форме отдельных стульев 4. На эти стулья по периметру всего здания опирается прогон б, составленный из двух швеллеров (фиг. 1, 5, 6). .

Рессорная часть 3 (фиг. 7, 8) состоит из двух пар шарнирных подушек: 6 к 7 сверху и 5 и 5 снизу. Подушки 7 и 5 соединены друг с другом подвеской 10, представляюш,ей собою кольцеобразно замкнутый стержень, лежаший в канавках подушек 7 и Р. Подушка 7 имеет цилиндрическую нишу 11, в которую закладываются тарелочные рессоры 12 (фиг. 9, 10) и поршень 13. Нижняя поверхность 14 подушки 7 и поверхность 15 поршня 13 выполнены сферическими, одинакового радиуса.

Подушка 6 устроена аналогично и снабжена нишей 16, в которую заложены тарелочные рессоры 12 и поршень 17. Верхняя поверхность 18 подушки 6 и поверхность 19 поршня 17 - также сферические, одного радиуса сферы. Подушка 6 имеет плечики 20, которыми опирается на прогон 5 и крепится к нему в нижг ней своей части болтами 21.

Таким образом взаимное касание поршней 13 и 17 вверху рессорной части 3 осуществляется их сферическими поверхностями, причем у поршня 13 она вогнута и большего радиуса, а у поршня 17 - выпукла и меньшего радиуса. Этим достигается шарнирность соединения (возмdжнocть взаимного поворота) в вертикальной плоскости. Наличие тарелочных рессор 12 дает также

334

ВОЗМОЖНОСТЬ подушкам 6 и 7 взаимно перемещаться по вертикали.

Низ рессорной части 3 образуют подушки 8 и 9, снабженные аналогичными поршнями 22 и 23 к тарелочными рессорами 12. Подушки 8 и 9 также могут взаимно поворачиваться и перемешаться по вертикали. На верхнюю плоскость 24 подушки 8 опираются концы швеллеров 25 и крепятся болтами 26 к ее ребру 27.

Швеллеры 25 воспринимают Hajгрузку от железобетонной тавровой рандбалки 31, на которую по всему периметру здания опираются стены 1. Нагрузка передается через стулья 28 (фиг. 1), выполненные из железобетона и опираюшиеся на швеллерные балки 25, которые, опи.. раясь своими концами на симметрично поставленные рессорные части 3, через них передают давление на прогоны 5.

Давление передается в последовательном порядке: на подушку 8, рессоры 12 (над поршнем 22), поршень 22, поршень 23, рессоры 12 (под поршнем 23), подушку 9, подвеску 10, через нее - на подушку 7, рессоры 12 (над поршнем 13), поршни 13 и 17, рессоры 12 (под поршнем 17), на подушку 6 и, наконец,, на прогон 5.

Подобное разделение стен и фундамента при наличии рессорных частей позволяет гасить сейсмические колебания, передающиеся от фундамента на стены в момент землетрясения. При этом вертикальные колебания будут вызывать упругую осадку тарелочных рессор, а горизонтальные - взаимный поворот шарнирных подушек. Жесткие (короткого периода) сейсмические колебания, воспринимаемые фундаментом, будут обращены в его плавные (длинного периода) колебания и поэтому будут восприняты стенами здания без катастрофических последствий.

План расположения стульев 4 фундамента, между которыми располагаются стулья 28 и шарнирныечасти 5, приведен на фиг. 13, 14, 15, иллюстрирующих расположение стульев и прогонов в различных частях здания (в углу здания, в пересечении стен и в примыкании стен).

Предлагаемая конструкция фундамента дает возможность увеличивать число этажей здания (строящегося в сейсмическом районе), а также придавать зданию произвольную конфигурацию в плане, что в известных конструкциях зданий ограничивалось.

Для удобства ремонта и осмотра рессорных подвесок последние в цокольной части стены и подвале здания закрываются не обычной кладкой, а съемными плитами 29.

В качестве варианта рессорной части может служить соединение рессор не замкнутой подвеской 10 (фиг. 7, 8), а тросовой подвеской из одной ветви, пропускаемой по вертикали через отверстия 30 тарелочных рессор (фиг. 9). Этот вариант на чертеже не показан.

Порядок производства работ при возведении здания следующий.

Кладка фундамента 2 прекращается на 1,0-1,5 м ниже уровня земли и на возведенной кладке производится разбивка стульев 4. После этого по обе стороны фундамента, на расстоянии 0,6-0,7 м от него, укладываются деревянные прогоны, по которым укладываются деревянные поперечные балки, причем последние располагаются между стульями 4 на высоте нижней полки швеллеров прогона 5. На поперечных балках монтируются прогоны 5 с прикреплением к ним элемента 32 для распределения давления и установкой всех подущек - щарниров (верхних и нижних) и балок 25.

После этого все шарнирные подушки закрываются временными кожухами, делается деревянная опалубка для стульев 4, устанавливается в ней арматура и производится бетонирование стульев 4 с заделкой в них прогонов 5. Затем на балках 5 устанавливается опалубка для стульев 28 и рандбалки 5/, укладывается соответствуюшая арматура и производится бетонирование стульев 28 и рандбалки 31. По окончании бетонирования рандбалки 31 на ней производится обычная кладка стен.

Предмет изобретения

1.Антисейсмическое здание по авторскому свидетельству № 53663, отличающееся тем, что для поглощения вертикальных сейсмических колебаний прим-енены рессоры,, например тарелочного типа, на которые опираются своими верхними частями стержневые, тросовые и т. п. подвески и которые установлены на элементах фундамента.

2.Антисейсмическое здание по п. 1, отличающееся применением дополнительных рессор, которые установлены на подвески внизу и на которые опираются элементы стен.

Фиг. 2

б

28

Vff

25 Ш 25

Фиг. 3

-f

SE

±Х

,5

гх

.28

5 -32

з:

w«

х

л I

29

22 Свод в. I.

337

7

,70385

Фиг. 7

Фиг. 8

340

тз .4

2