Металлический сейсмостойкий каркас многоэтажного здания Советский патент 1982 года по МПК E04H9/02 

зующие ячейю ригели и колонны, с числом колонн в поперечном сечении не менее трех, и диагональные связи в виде одинарных подкосов, установленных в ячейках, расположенных в шахматном nofрядке, связи установлены попеременно с наклоном в протиБополож}Пз х направлешгях и прикреплены к ригелям, прттчем сре ние колонны выполнены сквозными из швеллеров, соединенных между собой пластинами, а в местах опирания ригелей снабх еиы -открытымгт сверху емкостями, заполненными сыпучим материалом, при этом ригели выполнены 11еразрезнь ми, снабл5ень клиновидными кресгчюораолымн элементами .нз пластин с ребрами :ест™ кости, жестко гфикреплешгЬлми к иижги-гм полкам ригелей с внешней CTopoH ji, причем ригели проггущет-. между швеллерами средних колонн со свободньзм огшранием на последние носредспзом клиновид ных элементов, ус1ановленпых в емкости колонн. На фиг. 1 показан каркас, об.щий вид; на фиг 2 то-же, при воздействии сейсмического толчка позышешюй интепсИБпостщ на фиг 3 - узел I на фиг. 1; на фиг, 4. - сечекие А.--А на фиг. 3; на фиг. о - узел 1 в jviOMGHT отклонени каркаса От вертикапи при возде твии с ейсмич еского толчка, Металлический каркас сейслюстойкого . многоэтажного здания Екшочаем: К :1айние колонны разуюние ячейки 4, и диаго} альшяе связи 5 в виде одинарных подкосов, установпосшые попеременно с наклоном в проти зопсложных направлениях в ячейках 4, расположешгых в шахматном порядке, и прикрепленные к ригелям 3. Средние олош1ы 2 выполнены сквозн ми из швеллеров 6, соединенных между пластинами 7, а в места ; ежирания риге лей снабжены открытыми сверху емкостями 8, заполненными материалом 9. Ригели 3 выполнены неразрез™ выми, снабжены клиновидньпми крестообразны /щ элементами 10 из пластин 11 -С ребрами .жесткости 12, жестко прикреп ленными к нилашм полкам 13 ригелей 3 с внешней сторозиы в местах оплфания ри гелей 3 на средние колошгы 2, и прощ.щены между швеллерами 6 колонн 2 со свободным опиранием на последние посредством клиновидных элементов 10, установленных в емкости 8 .колонн 2. При сейсмических колебаниях в диаго ;альных связал 5 возникают осевые уси тшя растяжения или сжатия. При этом, если во всех связях 5 одного пролета эти усилия являются растягивающими, то во всех связях 5 другого пролета в это время они являются сжимающими. При изменении нанравле шя колебания знаки усилий соответственно меняются. В зависимости от велИ.1И1Ш1 горизонталвяых усилий различаются три вида работы каркаса. При горизонтальных сейсмических нагрузках ниже расчетной , а так|Же при ветровых нагрузках, какркас ра . ботает как обычный связевой. При этом действуюдие на ригели 3 у средней ко- лонны 2 направленные вверх от связей 5 усилия уравновешиваются соёственным весом конструкций перекрытий. Усилия, направленные вниз, воспринимаются средней колонной 2. При горизонтальиь х нагрузках расчетной величины те ригели 3, на которые действуют направленные вверх усилия от связей 5, прогина спся упруго вверх, пе ремещаясь относительно средней колонны 2. При этом, закрепленные к ригелям 3 клиновид1П51е элементы 10 .из пластин 11 с ребрами 12. частично извлекаются из емкостей 8 колонн 2 с сьгпучим материалом 9, например песком. Последний, перемещаясь, заполняет образовавшиеся яри этом пустоты. При возвращении ригелей 3 в исходное положение клинов.идяы.е элементы 8 исгшггывают возрастаюui.ee сопротивление сыпучего Кгатериала 9, благодаря чему не происходит удара ригапей 3 о колонны 2 и происходит ннтенсивное поглощение энергии колебаний. При наклоне каркаса в сторону лод воздействием связей 5 происходит прогкб ригсзлей 3 на других этажах. Благодаря поглощению энергш сейсмического толчка сыпучим матер.иалом 9 в данлом случае песком, колебания здания быстро затухают. Поэто1у 5 при расчетах каркаса отпадает введение повышающего коэффициента к 1,5 к сейсмическим нагрузкам. Пр.и сейсмических нагрузках, при которых горизонтальные на каркас могут в несколько раэ превышать рас«че-тныв} пр.икятые для данной бальности района строительства в изгибае.мых вверх р.игелях 3 воз111ик 1ют тгщтряжения иэг.иба выше упругих, т.е. р.игели 3 изгибаются в п;:ас 1гческой стадии. Благодаря больБюй массе (в ригелях 3) металла, работадащего в плаегической стадии, в допол vp.tr.ie с сопротиЕлением погрркению элементов 8 в сыпучий материал 9, энергия сейсмического толчка интенсивно поглощается, чем надежнее защищаются от перегрузок другие элементы каркаса и все здание. Благодаря тому, что в каркасе ригели 3 прогибаются только вверх после прекращения колебаний под воздействием собственного веса перекрытий они всегда возвращаются в свое исходное положение, чем устраняется крен здания.

Преимуществом данного каркаса является то, что при одновременном значительном снижении расхода металла на д аркас, повыщается его надежность и исключается появление перекосов в здании после землетрясения. Значительным преимуществом является простота конструк- ций. Технология их изготовления являет- ся обычной, принятой в настоящее время на заводах-изготовителях. По сравнению с рассчитанными в упругой стати работы стальными рамными каркасами, данное устройство позволяет снизить расход стали до 3 5%.

Формула изобретения

Металлический сейсмостойкий каркас многоэтажного здания, включающий образующие ячейки ригели и колонны с числом колонн в поперечном сеченш каркаГ

са не менее трех и диагональные связи в виде одинар}гых подкосов, установленных в ячейках, расположенных в шахматном порядке, отличающийся тем, что, с целью повыщения сейсмостойкости за счет обеспечения способности каркаса к самовозвращению в первоначальное положение и снижения металлоемкости, СВЯ31 установлены попеременно

с наклоном в противоположных.направлениях и прикреплены к ригелям, причем средние колонны выполнены -.сквозными из щвеллеров, соединенных между собой пластинами, а в местах опиратш ригелей

снабжены открытыми сверху емкостями, заполненнь ми сыпучим материалом, при этом ригели р.ыполнены неразрезными, снабжены клпновидныко крестообразными элементами из пластин с ребрами жест,костя, жестко прикрепле1шыми к нижним иолкам ригелей с внещней стороны, причем ригели пропущены между швеллерами средних колонн со свободным опиранием на последние последством кшшовидных

элементов, устаноЕЭтешозОс в емкости колонн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сейсмостойкое строительство. Ре- феративгЕый сборник. Сер. 14. М., ЦИНИС,

1979, с. 18.

2.Авторское свидетельство СССР № 393423, кл. Е О4 Н 9/О2, 1972.

3 2

Фиг. /

Фиг. 2