Многоэтажное сейсмостойкоездАНиЕ Советский патент 1981 года по МПК E04H9/02 

-1 . .

Изобретение относится к строительству и предназначено для зданий, подвергающихся динамическим воздействиям от оборудования, а также, зданий, строящихся в сейсмически опасных районах.

Известно сейсмостойкое здание, включающее опорный ствол с двухкоисольными фермами, подвески и перекрытия, связанные со стволом посредством ёмортизаторов, которое, с целью повыб1еиия сейсмостойкости здания,1снабжено дополнительньми амортизаторами, размещенными в местах крепления подвесок к двухконсольным ферг: май или в местах опирания последних на|.опорный ствол ij.

Недостатком этого здания является недостаточная жесткость, что может быть причиной недопустимо больших амплитуд колебаний при низкочастот-., ных динамическ11Х воздействиях.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является многоэтажное сейсмостойкое здание, вклю чающее пространственно жесткие этажи, вертикальные диафрагмы в виде стеновых панелей со скользящими вертикальными швами меходу ними, выключающиеся связи и междуэтажные плиты, в котором выключаклциеся связи установлены в верхней части вертикальных швов в верхнем этаже, причем горизонтальные связи выполнены фрикционн1 1ми 2.

Недостатком этого технического решения является то, чтсЗ после сейсмических воздействий выключающиеся связи требуют восстановления, что неэффективно при высокочастотных динамических воздействиях.

Цель изобретения - уменьшение ё1мплитуд горизонтальных колебаний здания при динамических воздействиях и снижение инерционных сил на здание при сейсмических воздействиях.

Поставленная цель достигается тем, что в многоэтажном сейсмическом здании, включающем пространственно жесткиеэтажи, образованные ко. лоннами, ригелями, покрытием и перекрытиями, стеновые панели и связи, верхний этгик выполнен гибким с регулируемой жесткостью, при этом колонны верхнего этажа, располо)хенные внутри здания, соединены с .колонна-. ми нижележащего этажа шарнирно с возможностью регулирования жесткости. а между колоннами верхнего этажа, расположенными по периметру зданий, установлены вертикальные связи с ограничителями колебаний. На фиг. 1 схематически изображен каркас многоэтажного здания, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел шарнирного соединения колоннj на фиг. 4 - вид ABC на фиг. 3. Многоэтажное здание включает колонны 1, ригели 2, междуэтажные пере крытият з, покрытие 4, вертикальные связи 5, шарниры 6, ограничители 7. Колонны 1 верхнего этажа, асполо женнные внутри здания,соединены с колоннами 1 нижележащего этажа при помощи шарниров 6 с возможностью регулирования жесткости. Вертикальные связи 5 с ограничителями ко лебаний 7 установлены между колонна ми 1 верхнего этажа, расположенными по периметру здания. Крепление стеновых панелей верхнего этё1жа должно исключать их участие в работе здания на горизонтальные -нагрузки. Для предотврсццения чрезмерных горизонтальных перемещений верхнего гибкого этажа при сейсмическом воздействии (из условия прочности) вер тикальные связи 5 снабжены ограничителями 7. Ограничитель 7 представ ляет собой устройство, которое при некоторой заданной величине перемещения покрытия включает в работу вертикальные связи, тем самым увеличивая жесткость верхнего этажа и ограничивая его перемещение. К уголковым .профилям 10 прикреплены пружины 8 под натяжные болты 9. При колебаниях здания, вызванных динамическими или сейсмическими воз действиями-, устройство верхнего гиб кого этажа, образованного колоннами 1, за счет их соединения с нижележащими колоннами шарнирами 6 привод : перераспределению энергии колебаНИИ здания. При этом ординаты основания формы собственных колебаний в уровне перекрыт 1й низких этажей рез .40 уменьшаются за счет того, что в«.рхний гибкий эТс1Ж будет воспринимать большую, часть энергии колебаний . Аналогичная картина будет имет м .лто и для второй формы собственны,| колебаний. Поэтому при колебани язг зданий, даже близких к резонансиьгм., динамические перемещения перекрыгий будут существенно меньше, чек у зданий с жестким каркасом, а перемещение покрытия - больше, что приводит к увеличеншо периодов низших форм собственных колебаний. В зависимости от типа динамической нвгрузки и ее спектрального сос тава, а также предельных состояний (ограничений по прочности, выносливости или виброскорости и виброуско ния) можно в широком диапазоне варьировать низшими собственными частотами здания, назначая оптимальную есткость верхнего этажа. Жесткость верхнего этажа регулируется натяжными болтс ми 9. В случае, когда необхоимо увеличить период собственных колебаний здания, в проушины, приваренные к уголковым профилям 10, вставляются болты и натягиваются с некоторым усилием. Величина усилия и количество узлов, где необходимы болты, устанавливаются экспериментально путем измерения частот собственных колебаний здания. / Устройство верхнего гибкого этажа с регулируемой жесткостью позволяет в широком диапазоне частот возмущения за счет больших перемещений покрытий уменьшить амплитуды колебаний нижних этажей, увеличить периоды собственных колебаний и тем самым защитить здание от вибраций при динс1мических воздействиях или от разрушения, снизив инерционнь|е силы на здание (при сейсмических воздействиях). Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства определяется снижением инерционных сил на здание и уменьшением амплитуд колебаний за счет указанных факторов. Устройство верхнего гибкого этажа приводит к снижению резонансных перемещений, скоростей и ускорений в 1,3-2,5 раза, чем у здания с жестким каркасом. Формула изобретения Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие , образованные колоннами, ригелями, .покрытием и перекрытиями, стеновые панели и связи, отличающееся тем, что, с целью уменьшения амплитуд горизонтальных колебаний здания при динамических нагрузках от оборудования и снижения инерционных сил при сейсмических воздействиях, верхний этаж выполнен гибким с.регулируемой жесткостью, при этом колонны верхнего этажа, расположенные внутри здания, соединены с колоннами нижележащего этажа шарнирно с возможностью регулирования жесткости, а меиаду кслойнами верхнего этажа, расположенными по периметру здания, установлены вертикальные связи с ограничителями колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР :; 477227, кл. Е 04 Н 9/02, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 627229, кл. Е 04 Н 9/02, 1976.

1 -

(put.f

A-A

aut.3

вид ABC

(Риг. If