Каркас многоэтажного сейсмостойкого здания

 

1. КАРКАС МНОГОЭТАЖНОГО СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, включающий колонны с консолями и ригели, состыкованные между собой в местах минимальных изгибающих моментов при помощи высокопрочных болтов и металлических пластин с овальными отверстиями , размещенных в верхней, нижней и средней частях стыка, о т .личающийся тем, что, с целью увеличения сейсмостойкости здания , пластины каждого стыка установлены вертикально в торцах ригелей к консолей колонн, причем пластины в средней части соединены посредством шарнира, а овальные отверстия верхних и нижних пластин расположены по дуге окружности с центром на оси шарнира. 2.Каркас здания по п. 1, о т -. личающийся тем, что, с целью уменьшений местного изгиба пластин, каркас снабжен по крайней мере, одной дополнительной пластиной , смонтированной на одном i из стыкуемых элементов, причем оба торца стыкуемлх элементов имеют «Л уширения в месте установки пластин, соединенных шарнирно.. 3.Каркас здания по пп. 1 и ,2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения величины натяжения болта, стык снабжен прокладками из фрикционного материала, уставовленнышв между пластинами в верхней и нижней частях элементов.

Взамен ранее изданного

1 (!92 (222

СОЮЗ СожТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Е 04 Н 9 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

22 Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3242248/29-33 (22) 03.02.81 (46) 15.03.83. Бюл. М 10 (72) A.À.Болтухов, ЛЛ(.Килимник и Б.С.Михалев (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (53) 699. 841 (088. 8) (56) 1. Поляков С. В. "Сейсмостойкие конструкции зданий", М., "Высшая школа", 1969, с.303, рис.у-64а.

2. Сборник "Сейсмостойкое строительство", вып.5. М., ЦИНИС, 1977, с.12-17. (54) (57) 1. KAPKAC МНОГОЭТАЖНОГО

СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, включающий колонны с консолями и ригели, состыкованные между собой в местах минимальных изгибающих моментов при помощи высокопрочных болтов и металлических пластин с овальными отверстиями, размещенных в верхней, нижней и средней частях стыка, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с

t целью увеличения сейсмостойкости здания, пластины каждого стыка установлены вертикально в торцах ригелей и консолей колонн, причем пластины в средней части соединены посредством шарнира„а овальные отверстия верхних и нижних пластин расположены по дуге окружности с центром на оси шарнира.

2. Каркас здания по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшений местного изгиба пластин, каркас снабжен по крайней мере, одной дополнительной пластиной, смонтированной на одном из стыкуемих элементов, причем 3 оба торца стыкуеьых элементов имеют уширения в месте установки пластин, соединенных шарнирно..

3. Каркас здания по пп. 1 и 2, отличающийcя тем,что, с целью уменьшения величины натяжеЯ ния болта, стык снабжен прокладками из фрикционного материала, установленныьы между пластинами в верхней и нижней частях элементов.

1004588

Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасам сейсмостойкости многоэтажных производственных и гражданских зданий.

Известен каркас многоэтажного

5. здания, содержащий ригели и колонны, жестко состыкованные между собой в местах минимальных изгибающих моментов путем приварки верхней и нижней соединительных металлических пластин 10 к каждому стыкуемому элементу (1) .

Недостатком конструкции известного каркаса является то, что при жестких стыках но время сейсмического ноздейстния в его элементах воэ.15 .никают значительные усилия, которые пол но стью должны быть воспри н ятЫ как элементами каркаса, так и конструкцией стыка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является каркас многоэтажного сейсмостойкого здания, включающий колонны с консолями и ригели, состыкованные между собой н местах минимальных изгибающих моментов при помощи нысокопрочных болтов и металлических пластин с овальными отверстиями, размещенных в верхней нижней и средней частях стыка (2 .

Недостатком известного каркаса является его постоянная жесткость и малое затухание собственных колебаний, возбуждаемых сейсмическим воздействием. Величина сейсмической силы при этом определяется и большей З5 мере жесткостью системы и достигает своего максимального для данной сис- . темы значения.

Цель изобретения, — увеличение сейсмостойкости здания. 40

Цель достигается тем, что н каркасе многоэтажного сейсмостойкого здания, включающем колонны с консолями и ригелия, состыкованные между собой н местах минимальных изгибающих моментов при помощи высокопрочных бол он и металлических пластин с овальными отверстиями, размещенных в верхней, нижней и средней частях стыка, пластины каждого стыка установлены вертикально в торцах ригелей и консолей колонн, причем пластины н средней части соединены посредстном шарнира, а овальные отверстия верхних и нижних пластин расположены . по друге Окружности с центром на Оси 55 шарнира.

Кроме того, с целью уменьшения местного изгиба пластин, каркас может быть снабжен, по крайней мере, 60 одной дополнительной пластиной, смонтированно й, на одном из стыкуемых элементов, причем оба торца Стыкуемых элементов имеют уширения в месте установки пластин, соединенных шарнирно, а с целью уменьшения величины натяжения болта, стык может быть снабжен прокладками из фрикционного материала, установленными между пластинами в верхней и нижней частях элементов.

На фиг. 1 изображена схема каркаса; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 — нарианты узла 1 на фиг. 1; на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг. 2-4.

Каркас включает колонны 1 с консолями 2, ригели 3, стыки 4 ригелей с консолями колонн, металлические пластины 5, соединенные шарнирно болтами б, металлические пластины 7, стянутые нысокопрочным болтом 8, распределительные шайбы 9, ограничивающие взаимное смещение ригелей и колонн, овальные отверстия 10, прокладки 11 из фрикционного материала, временные монтажные металлические пластины 12.

Каркас работает следующим образом.

Во время стыковки колонны 1 с ригелем 3 последний опирают на монтажные пластины 12. Пластины 7 стыка 4 через шайбы 9 стягивают, по крайней мере, одним высокопррчным болтом 8 до создания в нем определенного заранее заданного усилия. Это усилие создает заданную величину сил трения между пластинами 7, для увеличения которой установлены фрикционные прокладки 11.

Затем монтажные пластины 12 удаляют., Возникающая при сейсмическом воздействии энергия поглощается в несколько этапов. Вначале она будет поглощаться работой элементов каркаса, определяемой начальной жесткостью каркаса с жесткими стыками 4 и силами трения между пластинами 7, стянутыми болтом 8. После преодоления этих сил трения произойдет взаимный поворот колонн 1 и ригелей 3 каркаса в стыке 4 относительно оси болта б, соединяющего без натяжения нижние пластины 5 (радиус взаимного понорота ригеля 3 и колонны 1 обозначен на чертежах буквой )Во время поворота в стыке 4 энергия сейсмического воздействия будет поглощаться работой элементов каркаса, определяемой конечной жесткостью каркаса с шарнирными стыками 4, и работой сил трения, обусловленных предварительным обжатием пластин 7 стягивающим болтом 8.

Для ограничения нзаимного поворота ригелей 3 и колонн 1 и, следовательно, горизонтального смещения самого каркаса, в пластинах 7 выполнены отверстия 10, расположенные по дуге окружности с центром на оси болта б.

Если энергия сейсмического ноздей ствия неполностью поглотится работой

1004588 фиг.2

Составитель Г.Иванова

Техред Л. Микеш Корректор Г. Решетник

Р еда к тор Л . Пи с ьман

Заказ 4005/2 Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д .4/5

Филиал .ППП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная, 4 перечисленных выше сил, то пластины 7 упрутся в болт 8, стык 4 опять станет жестким и остаток энергии будет поглощаться работой элементов каркаса, определяемой начальной .жесткостью каркаса с жесткими стыками 4 .

Изобретение позволяет регулировать

его динамическую жесткость эа счет .перехода стыков при расчетной на1 грузке из жестких в шарнирные и увеличить затухание собственных колебаний каркаса и поглощение энергии сейсмического воздействия за счет работы сил трения в стыках.при взаимном повороте ригелей и колонн.

Все это увеличивает сейсмостойкость зданий, приводит к экономии основных строительных материапов арматурной стали и цемента).