Каркас сейсмостойкого здания Советский патент 1980 года по МПК E04B1/24 E04H9/02 

(54) КАРКАС СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ

Р обретение относится кс ласти строительства и может быть использовано в каркасах зданий и сооружений, возводи-, мых преимутпественно в сейсмических районах.

Известны каркасы с различггъгми по схеме и конструкциям вфтикальными связями, обеспечивающими геометрическую не,изменяемость, жесткссть связевых каркасов одноэтажных и многоэтажных зданий, а также сооружений башенного типа с решетчатыми гранями i.

Связевые каркасы являются бопее 9кoнoмичньпv и по расходу материала по сравнению с рамными.

Однако, в зданиях, возводимых в сейсмических районах, установка и вклк)чение в работу каркаса вертикальных связей, сечения элементов которых; определяются расчетом по действующим нормам, ведет к уменьшению деформатнвности, уменьшению копебаний софу кен1й и, еле довательно, увеличению нагрузок при сейсмическом воздействии.

Цэименяемые в каркасах зданий свя,зевые системы характеризуются.уфугой работой всех элементов, допускакмцей огранигченные перемещения каркаса.

.Кроме того, такие системы имеют малую энергоемкость, т. е. способность к необратимому поглощению энфгии, сообщаемой системе при колебаниях от сейсмического толчка.

Наиболее близким по технической сущtoности и достигаемому результату к изофетению является каркас сейсмостойкого здания, включающий сйразующие ячейки стойки и ригели и размещенные Б Ячейках наклонные элементы связей 2.

15

Да|)Орматквность и жесткость данной конструкции может регулироваться плйцаД51ми поперечного сечения и углами наклона элементов, при этом она имеет

20 упругую работу элементов и малую энергоейкость.

Цепь изо етения повышение сейсмостойкости здания и его надежности. Это достигается тем, что в каркасе сейсмостойкого здания, включающего oepaiaytoiuHe стойки и ригели и размещенные в ячейка х наклонные элементы снЯзей, в последние введен под углом эаергоемкий элемент фрикционного типа в виде пар ных м еталлйч еских стержней с овальными отверстиями, соединенных на высокопрочных, болта. Сечения всех элементов определяются из условия их упругой работы обычными расчётами на воздействие вс.ех возможных нагрузок кроме сейсмических сил. На фиг. 1 показана вертикальная связь Каркаса одноэтажного зданиял на фиг. 2ячейка многоэтажного каркаса здания с элементами связи} на фиг. 3- эйШёнты связей до и после воздействия сейс1ййч:1ес ййх нагрузок на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1.-, Ячейка kajJicacа имеет стойки 1, ригели 2, наклонные элементы связи 3 и энер гоемкий элемент 4, соединённые мёЖду собой под определенными углами. Наличие в связях указанного выше йнфгоемкого элемента допускает такие перемицения, при которьгх совмштнс ; : перемещениями от упругих дефйрмадий ЕЮех элементов обеспечив(ается минимально требуемая жесткость системы и в СЁйзй с этим возникают при сейсмическ(Я воздействии минимальные нагрузки. 11|эи этом упругая работа элемента 4 обеспечибается силами трения, необходямый уровень которых может быть достигнут путем затяжки высокопрочных болтов. Во время сейсмического возде: твия, при превышении возникающих усилий croi трения, в элементе 4 по плоскостт сб-прикосновения происходит сдвиг. Вепичина перемйцений5 при сдвиге определяется гредваритейьным расчетом из условия

735723 обеспечения минимально допустимой жесткости системы. В период колебаний часть энергии, сообщенной системе, расходуется на преоДеление сил трения, т. е. погашается элементом 4, а оставшаяся часть передается на весь кфкас здания. Неофатимо поглощенная энергия может вычисляться как работа сил тренпв на пути, равном ходу элемента 4, иначе величине 5 (фиг. 3 и 4), Заданный ход обеспечен овальными отверстиями в стержне элетлента 4.. Г еимущество предлагаемогЧ) изофетвння в том, что такая связь, за счет изменения ее деформативНости и жесткости с помошью энергоемкого элемента, позволяет perjrti ировать динамические характеристики систет ы, повысить энфгоемкость, сейсмические нагрузки и тем самым увеличить сейсмостойкость здания или сооружения JB 2,5 раза. Фор М у л а изобретения Кфкас сейсмостойкогб зданий, вклюнч:а1ощий образующие ячейки стойки и риге-, пи и размещенные в ячейках наклонные элементы СВЯЗИ, о т л и ч а ю щ н и - С я тем, то, с Целью повышения смостойкооти, в наклонные элементы связей введен под углом энергоемкий элемент t .. фршшнонного типа в виде парных ме аппйческих стержней с (жапьными отверстиями, соединенных на высокопрочных болтах. Источники информации. принятые во внимание при экспер изе 1- Белёня Б. И. Стальные конструкции. :иэдат, 1973, с. 28. 2. Патент Японии Мг 5О-493, кл. 89 (1) Б 04 К 9/О2, 1975 (фототип).

Высокопрочные Уолть /

Фи1