Многоэтажное сейсмостойкое здание типа башни Советский патент 1980 года по МПК E04H9/02 

(54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ ТИПА БАШНИ

I

Предлагаемое изобретение относится к стро ительству и может найти широкое применение при строительстве высотных зданий и сооружений в сейсмических районах и районах подверженным действию сильных ветров, а также в случае строительства на горных выработках и просадочных грунтах.

Известны конструкции зданий с пространственно-гибкими подвешенными этажами, включающие опорный полый ствоя, на разных уровнях которого закреплены опоры в виде консольных структур. К опорам при по- to мощи подвесок закрепляются подвешиваемые группы этажей-блоков 1.

Недостатки этого технического решения: большая материалоемкость и сложность изготовления консольных структур, поддерживающих этажи-блоки. Кроме того, представляет значительную сложность выполнение узлов крепления плит перекрытия к подвескам, на изготовление которых идут дефицитные материалы.

Наиболее близким к предлагаемому но о технической сущности является здание с подвешенными этажами, включающее несущий полный ствол, пространственно-гибкие верхние этажи, гибкий первый этаж и предварительно-напряженные подвески, прикрепленные к верхней части ствола и заанкеренные в фундаменты 2.

Однако в этой конструкции значительно сложное выполнение узлов крепления перекрытия к подвескам, требующих обязательных мероприятий по исключению деформаций перекрытий при деформации подвесок, необходимо также применение контурных обвязочных балок в уровне каждого этажа, объединяющих подвески и перераспределяющих нагрузки в случае выхода из строя одной из подвесок.

Кроме того, схема не обладает стойкостью воздействия широкого диапазона сейсмических нагрузок и устойчиво может работать только при высокочастотных сейсмических колебаниях.

Пель изобретения - упрощение конструктивной схемы и повышение стойкости воздействию широкого диапазона сейсмических нагрузок.

Это достигается тем, что в многоэтажно.м сейсмостойком здании типа бащни, включающем фундамент, несущий полый ствол, этажные конструкции и подвески, прикрепленные к стволу и заанкеренные в фундаменте, в нижней части полого ствола образована опорная конструкция, выполненная в виде связево-ростверковой структуры и закрепленная на подвесках, на которую оперты этажные конструкции, причем опорная конструкция соединена с фундаментом посредством выключающихся связей, расположенных по периметру здания.

На фиг. 1 приведена принципиальная конструктивная схема каркаса здания; на фиг. 2, 3, 4 - некоторые виды модификаций каркаса здания; на фиг. 5 - один из вариантов плана каркаса здания.

Описываемая конструктивная схема включает опорный полый ствол 1, пространственно-жесткую конструкцию этажей 2, содержащую плиты перекрытия 3 и колонны 4, которые установлены на опоре 5, выполненной в виде связево-ростверковой структуры, включающей контурный ростверк 6 и связевые диафрагмы 7. Опора 5 подвещена в нижней части опорного полого ствола 1 на предварительно напряженных подвесках 8, снабженных элементами натяжения 9, и соединена с фундаментом 10 при помощи расположённых по периметру здания выключающихся связей 11, выполненных, например, из стержней или канатов, имеющих элементы натяжения 12.

Модификации каркаса могут быть выполнены с щарнирным узлом опирания плит перекрытий 3 на опорный полый ствол 1, по контуру которого закреплены столики 13, и опиранием плит на внутренние и наружные колонны 4 без опирания на ствол 1. При этом между стволом 1 и плитами перекрытия 3 могут быть установлены демпферы 14. Как вариант, допускается панельная схема. При этом плиты перекрытия 3 опирают на диафрагмы 15 (балки-стенки), жестко соединенные с несущим полым стволом 1.

Для устойчивой работы каркаса здания в широком диапазоне сейсмических колебаний «исходным пОоЮжением здания является «жесткая конструктивная схема с выключающимися связями 11.

При интенсивных сейсмических воздействиях разрушаются выключающиеся связи 11. Происходит внутренняя перестройка системы с «жесткой на «гибкую (за счет работы опорной конструкции) и здание опять устойчиво работает в новом диапазоне сейсмических колебаний без локальных разрушений строительных конструкций несущего каркаса здания.

Перестройка системы с «гибкой на «жесткую сводится к восстановлению выключающихся связей 11.

Перенос места крепления подвесок с верхней части ствола в нижнюю значительно уменьшает длину подвесок, что ведет к экономии дефицитных материалов, идущих на изготовление, исключает необходимость

устройства контурных балок в уровне каждого этажа и намного упрощает процесс предварительного напряжения подвесок.

Введение в конструктивную с.хему здания опорной рамы, подвещенной в нижней

части ствола, позволяет установить на ней пространственно-жесткую часть верхних этажей здания, выполнив ее в традиционных сборных железобетонных конструкциях, например по серии ИИ-04,или же в сборно-монолитном варианте: монолитные плиты перекрытия, отлитые «пакетом на опорной раме, и сборные железобетонные колонны, по которым при помощи подъемников плиты перекрытия поднимаются на проектные отметки.

При это.м опорная рама очень экономична по расходу материалов, так как состоит из контурного ростверка (контурных обвязочных балок), объединяющего опоры для колонн (например, стаканов), перераспределяющего нагрузки в случае выхода из строя

одной на подвесок, и тонкостенных связевых диафрагм, работающих на сжатие, а не на изгиб, как в изветных конструкциях консольных структур зданий с подвешенными этажами.

Применение сборных железобетонных колонн вместо подвесок при использовании данной конструктивной схемы дает значительную экономию металла, так как схема снимает с колонн горизонтальные нагрузки, а

пространственная жесткость надземной части с учетом работы несущего ствола намного уменьщает их линейный изгиб, что позволяет применять колонны небольшого сечения, практически близкого к сечению сборных железобетонных предварительно-напряженных подвесок, применяемых в некоторых схемах зданий с подвешенными этажами.

Снабжение несущей рамы расположенными по периметру здания выключающимися связями повыщает стойкость здания воздействию широкого диапазона сейсмических нагрузок.

Формула изобретения

Многоэтажное сейсмостойкое здание типа башни, включающее фундамент, несущий полый ствол, этажные конструкции и подвески, прикрепленные к стволу и заанкеренные в фундаменте, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструктивной схемы и повышения стойкости здания воздействию щирокого диапазона сейсмических нагрузок, в нижней части полого ствола образована опорная конструкция, выполненная в виде связево-ростверковой структуры и закрепленной на подвесках, на которую оперты этажные конструкции, причем опорная конструкция соединена с фундаментом (юсредством выключающихся связей, расположенных по периметру здания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Обзор зарубежного опыта строительства. Конструкции зданий с подвешенными

этажами. М., ЦИНИС Госстроя СССР, 1976, с. 42, р. 5.

-/J

.Г4

фиг.г