Каркас сейсмостойкого многоэтажного здания Советский патент 1982 года по МПК E04H9/02 

(5) КАРКАС СЕЙСМОСТОЙКОГО МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

.1

Изобретение относится к строи тельству и может быть применено при возведении многоэтажных зданий в сейсмических районах.

Наиболее близким техническим решением является каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны и ригели, образующие продольные и поперечные рамы, и диагональные связи, расположенные по периметру здания }.

Недостатком такого решения является недостаточная защита здания при сейсмических перегрузках,в результате которой происходит разрушение внутренних перегородок, появляются большие трещины вдекоративной наружной и внутренней облицовке, происходит раскрытие трещин между панелями и разрушение в углах пане- . лей и перегородок;и т.п.,что требует больших затрат на восстановление.

Цель изобретения - повышение сейсмостойкости и снижение затрат на

восстановительные работы после земле трясения.

Достигается указанная цель тем, что каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны и ригели, образующие продольные и поперечные рамы, и диагональные связи, расположенные по периметру здания, каркас в плоскости внутренних рам снабжен дополнительными наклонными колоннами, объединенными попарно нижними торцами, имеющими в узле соединения сферический опорный элемент а фундаменты под наклонные колонны выполнены с выемкой для установки опорного элемента, при этом колонны, расположенные по периметру здания, оперты на фундаменты посредством тарированного стержня и ан2Q керных болтов с тарельчатыми пружинами .

На фиг. 1 изображен каркас, план; на фиг. 2 - разрез А-А на-фиг.; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.Т; на фиг. А - узел 1 на фиг.З; на фиг.5 узел II на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг.|; на фиг. 7 разрез k-k на фиг.Ь. Каркас многоэтажного сейсмостойкого здания представляет собой в плане-квадрат. Колонны здания 1 рас положены по периметру квадрата и в его центральной части. Колонны 1 и ригели 2, расположенные по периметру здания, объединены диагональными связями 3 и образуют пространственную квадратную рамносвязевую оболочку, являющуюся основным несущим элементом каркаса здания. Для обеспечения пространственной неизменяемости этой оболочки предусмотрены в местах пересечения связей 3 с кра ними колоннами каркаса горизонтальные диски Ц из сборных железобетонных плит перекрытия или связей. Колонны 1 центральной части каркаса соединены в уровнях перекрытий и по крытий ригелями 2 (шарнирно или жес ко) с колоннами 1, расположенными п периметру здания с образованием про дольных и поперечных рам 5. Каркас в плоскости внутренних рам 6 снабжен дополнительными накло ными колоннами 7, объединенными попарно нижними торцами, имеющими в узле соединения сферический опорный элемент 8. Фундаменты 9 под наклонные колонны 7 выполнены с выемкой 10 для установки опорного элемента 8 наклонных колонн -1. Колонны 1, ра положенные по периметру здания, опе ты на фундаменты 11 посредством тар рованного стержня 12 и четырех анкерных болтов 13 снабженных тарель чатыми пружинами 14. Вертикальные нагрузки междуэтажных перекрытий воспринимаются ригелями 2, которые передают их на колонны 1. Эти нагрузки в уровне перекрытия первого этажа передаются на центральный опорный узел дополни тельными колоннами 7|а горизонтальные составляющие, возникающие при изменении направления вертикальных сил в уровне перекрытия первого эта воспринимаются связями 4 и ригелями 2. Осенесимметричная часть вертикал ных нагрузок воспринимается колоннами 1, расположенными по периметру здания, и передается на фундамент 11 через стержень 12. Горизонтальные нагрузки ( ветер , сейсмика и т.д.) воспринимаются колоннами 1 каркаса, которые посредством дисков перекрытий k передают их на рамносвязевую оболочку, образованную колоннами 1, ригелями 2 и связями 3, расположенными по периметру здания. Эти нагрузки воспринимаются связями 3 каркаса ствола и передаются в центральный опорный узел. Нормальная сила от изгибающего момента воспринимается колоннами 1 каркаса, расположенными по перимет ру здания. Стержень 12 с тарированной несущей способностью подбирается так, чтобы в нем усилия от вертикальных ( ассиметричная часть ) и ветровых воздействий были в 1,1-1,3 раза меньше его несущей способности. Таким образом, здание от ветровых воздействий и вертикальных нагрузок перекрытия работает в упругой стадии обеспечивая необходимую жесткость сооружения Д при ветровых воздей500ствимх. 1ри сейсмических воздействиях в стержне 12 с тарированной несущей способностью усилия возрастают до его несущей способности, при последующем их возрастании стержень 12 теряет несущую способность (теряет устойчивость), после чего колонна 1 опирается на анкерные болты 13 с тарельчатыми пружинами 1. В это время с противоположной стороны здания в наиболее нагруженных анкерных болтах 13 усилия возрастают до величины предварительного их натяжения, созданного за счет сжатия тарельчатых пружин 14. При дальнейшем увеличении усилий тарельчатые пружины 14 на чинают сжиматься. Таким образом, здание переходит в состояние, соответствующее расчетному состоянию при сейсмическом воздействии. Из-за умень шения жесткости здания резко снижаются нагрузки, вызванные сейсмическими воздействиями. Здание от закручивания (когда масс не совпадает с .центральной осью здания удерживают- гибкие связи 15, выполненные. например, из предварительно напряженных высокопрочных канатов и расположенные по периметру здания ниже нулевой отметки. Работа каркаса в упругой стадии обеспечивает повышение сейсмостойкости, сохранность конструкций внутренних перегородок, наружной облицовки и панелей вооружения, что позволяет снизить затраты на восстановительные работы после землетрясени Формула изобретения Каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны и ригели, образующие продольные и поперечные рамы,и диагональные связи, расположенные по периметру здания, отличающийся тем, что, целью повышения сейсмостойкости и снижения затрат на восстановительны работы после землетрясения, каркас в плоскости внутренних рам снабжен 86 дополнительными наклонными колоннами, объединенными попарно нижними торцами, имеющими в узле соединения сферический опорный элемент, а фундаменты под наклонные колонны выполнень с выемкой для установки опорного элемен та, при этом колонны, расположенные по периметру здания, оперты на фундаменты посредством тарированного стержня и анкерных болтов с тарельчатыми пружинами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i 1. Авторское свидетельство СССР № ,,кл. Е 0 Н 9/02, 1977.

UL

Фиг. 5

r-r

Фиг. 6

ФигЛ