Сейсмостойкое здание Советский патент 1982 года по МПК E04H9/02 

;54) СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ

Изобретение относится к строительству, в частности к сейсмостойким зданиям и фундаментам под оборудование с динамическими 1агрузками.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сейсмостойкое здание,, включающее пространственно жесткие верхние этажи, опертые на гибкие в горизонтальном направле нии стойки нижнего этажа со сферическими торцами, установленными в стаканах, размещенных в фундаменте и перекрытии нижнего этажа, причем зазор между внутренней поверхностью стаканов и стоек запо.лнен упруг.опластическим материалом l.

Недостатком известного здания является то, что при существенном снижение горизонтального сейсмического воздействия на здание, оно не защищено от вертикальных сейсмических толчков, а массивная- система сухого трения препятствует самовосстановлению сейсмозащиты и при низкочастотных колебаниях вследствие резонансных эффектов может повьилать сейсмические нагрузки на здание.

Цель изобретения - уменьшение вертикального и горизонтального воз.аействия -сейсмических нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что в сейсмостойком здании, включают щам пространственно жесткие верхние этажи, опертые на гибкие в горизонтальном направлении стойки нихшего этажа со сферическими торцами, ус10тановленными в стаканах, размещенных в фундаменте и перекрытии нижнего этажа, причем зазор между внутренней поверхностью стаканов и стойками заполнен упругопластичес15ким материалом, каждая стойка выполнена предварительно напряженной телескопической из двух трубчатых частей, нижняя из которых заполнена демпфирующим материалом, а верхняя

20 снабжена стержнем с заостренным утолщением на конце, размещенным в демпфирующем материале нижней части стойки, и упругим опорным элементом, расположенным вокруг стержня, причем

25 часть стоек установлена наклонно.

Кроме того, упругий элемент выполнен в виде тарельчатых пружин, пространство между которым заполнено 30 упругопластическим материалом. На фиг. 1 схематически изображено сейсмостойкое здание; на фиг. 2 узел I на фиг. 1. Сейсмостойкое здание включает фун дамент 1, пространственно жесткие верхние этажи 2 и нижний этаж 3с перекрытием 4 и гибкими в горизонтал ном направлении.стойками 5 со сферическими торцами 6. Перекрытие 4 и фундамент 1 снабжены стаканами 7, в которых установлены с образованием сферических шарниров торцы -б стоек 5 с зазором 7 между внутренней повер ности стаканов 7 и стойками 5, запол ненным упругопластическим материалом 8. -Часть стоек 5 установлена нак лонно. Каждая стойка 5 выполнена предварительно напряженной телескопической из двух трубчатых частей. Нижняя час 9 стойки 5 заполнена демпфирьтощим материалом 10. Верхняя часть 11 стой ки 5 снабжена стержнем 12, прикрепленныг к торцу б и вьшолненным. с заостренным утолщеНием 13 на конце/ размещенным в демпфирующем ма гериале 10 нижней части 9 стойки, 5, В верхней части 11 стойки 5 -вокруг стержня 12 размещен упругий опорный элемент 14, выполненный в виде тарел чатых пружин 15 с заполнением прост ранства между ними упругопластичесКИМ материалом 16, например, из высо копрочного эластомера, неопрена или вулканизированной дробленной резины старых автопокрышек. Выполнение стержня 12 с заострен ным утолщением 13, например, в виде двух конусов, соединенных основаниями, вершина одного из которых пере ходит в стержень, позволяет гасить знакопеременные вертикальные воздей ствия и горизонтальные возедйствия в наклонных стойках здания, часть стоек установлено под V-образным углом друг к другу. Демпфирующий материал 10 . (прокаленный песок или материал с разли ными антифризными добавками) помеща в телескопическую стойку 5 в заводских условиях, уплотняют и подвергают предварительному напряжению. Нижняя 9 и верхняя 11 части теле скопической стойки 5 снабжены упорами 17 и съемной тягой 18 для обес печения предварительного напряжения упругого элемента. Устройство работает следующим обра.зом. Собранную стойку 5 предварительн напрягают до расчетных нагрузок от собственного веса здания и полезных нагрузок и фиксируют тягами 18. Пос возведения здания тяги 18 снимают. Нагрузка от здания воспринимается упругим опорным элементом 14 и через сферические шарниры 4 телескопической стойки 5 передается на фундамент 1. При землетрясении горизонтальные воздействия воспринимаются сферическими шарнирами и наклоннвлми стойками 5, а вертикальные - упругим опорным элементом 14 стойки 5 и гасятся за счет взаимодействия утЪлщения 13 стержня 12 с демпфирующим материалом 10 и самовосстановления системы сферическимиопорами. В зданиях большой этажности могут быть устроены стабилиза оры 19 (фиг. 1), препятствующие перемещениям здания под действием ветра, которые при ступенчатом исполнении можно использовать и для адаптации здания к сейсмическим колебаниям с различными спектрами. Изобретение позволяет значительно снизить вертикальные и горизонтальные воздействия сейсмических нагрузок за счет наклонной установки стоек и выполнения сейсмозгццитных устройств внутри стоек. Формула Изобретения 1.Сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие верхние этажи, опертые на гибкие в горизонтальном направлении стойки нижнего этажа со сферическими торцами, установленными в стаканах, размещенных в фундаменте и перекрытии нижнего этажа, причем зазор между внутренней поверхностью стаканов и стойками заполнен упругопластическим материалом, отл.ичающееся . тем, что, с целью уменьшения вертикального и горизонтального воздействия сейсмических нагрузок, каждая стойка выполнена предварительно напряженной телескопической из двух трубчатых частей, нижняя из которых заполнена демпфирующим материалом, а верхняя снабжена стержнем с заостренным утолщением на конце, размещенным в демпфируняцем материале нижней части стойки, и упругим элементом, расположенным вокруг стержня, причем часть стоек установлена наклонно. 2.Здание поп.1, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде тарельчатых пружин, пространство между которыми заполнено упругопластическим материалом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 554386, кл. Е 04 Н 9/02, 1972.