Многоэтажное сейсмостойкое здание

 

МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ, включающее пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия, снабженной жесткой консолью, и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами , фундамент и фрикционно-демпфирующее устройство, установленное на фундаменте , взаимодействующее со свободным концом консоли ивыполненное в виде элементов кольцевого сечения, установленными один на другой со смещением к консоли, с зазором относительно последней и пооси, совпадающей с осью консоли, отличающееся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и повышения надежности в эксплу- . атации, элементы фрикционно-демпфирующего устройства выполнены из металли-. ческих листов, соединенных между собой, и с фундаментом посредством высокопрочных болтов, причем размер отверстий под болты превышает размер болтов на величину , равную разности зазоров между смежными листами и консолью, при этом фрикционно-демпфирующее устройство снабжеi но стаканом с иригрузом, размещенным на его дне, и с кольцевой диафрагмой в верх (Л ней части, посредством которой стакан свободно оперт на верхний лист с размещением свободного конца консоли в-стакане с зазором относительно стенок последнего.

„„SU„„1033680 союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1У БЛИК за11 Е 04 Н 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3257338/29-33 (22) 09.03.81 (46) 07.08.83. Бюл. № 29 (72) А.А. Никитин, С. 11. Филатов, А.М. Уздин и В.В. Сахарова

-(71) Ленинградский ордена, Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н. Образцова (53) 699.841 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 545437, кл. Е 04 Н 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 577278, кл. Е 04 Н 9/02, 1976 (прототип) (54) (57) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЛКОЕ ЗДАНИЕ, включающее пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия, снабженной жесткой консолью, и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами, фундамент и фрикционно-демпфирующее устройство, установленное на фундаI менте, взаимодействующсе со свободным концом консоли и выполненное в виде элементов кольцевого сечения, установленными один на другой со смещением к консоли, с зазором относительно последней и по оси, совпадающей с осью консоли, отличающееся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и повышения надежности в эксплу-. атации, элементы фрикционно-демпфирующего устройства выполнены из металли-. ческих листов, соединенных между собой и с фундаментом посредством высокопрочных болтов, причем размер отверстий под болты превышает размер болтов на величину, равную разности зазоров между смежными листами и консолью, при этом фрикционно-демпфирующее устройство снабжено стаканом с пригрузом, размещенным на его дне, и с кольцевой диафрагмой в верхней части, посредством которой стакан сВОбодно оперт на верхний лист с размещением свободного конца консоли в. стакане с зазором относительно стенок последнего.

1033680

Изобретение относится к сейсмостойкому строительству жилых, промышленных и транспортных сооружений, подверженных сейсмическим воздействиям.

Известно сооружение, в котором пространственно жесткий каркас здания установлен на фундаменте с помощью чечевицеобразных качающихся сфероидов, а между каркасом и фундаментом устроен демпфер сухого трения в виде песчаной подушки (1).

Недостатком сооружения является невысокая надежность, . обусловленная сложностью регулирования сил демпфирования и зависимостью этих сил от вертикальной инерционной нагрузки на сооружение.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия, снабженной жесткой консолью,и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами, фундамент и фрикционно-демпфирующее устройство, установленное на фундаменте, взаимодействующее со свободным концом консоли и выполненное в виде элементов кольцевого сечения, установленными один на другой со смещением к консоли, с зазором относительно последней и по оси, совпадающей-с осью консоли (2).

Недостатки известного здания заключаются в низкой его надежности, обусловленной невозможностью регулирования сил трения при одновременном действии вертикальных и горизонтальных сейсмических толчков, носящих нерегулярный, случайный характер, а также в значительных габаритах и материалоемкости.

Целью изобретения является уменьшение материалоемкости и повышение надежности в эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в многоэтажном сейсмостойком здании, включающем пространственно жесткие верхние этажи, нижний этаж с плитой перекрытия, снабженной жесткой консолью, и гибкими в горизонтальном направлении стойками со сферическими торцами, фундамент и фрикционно-демпфирующее устройство, установ.— ленное на фундаменте, взаимодействующее со свободным концом консоли и выполненное в виде элементов кольцевого сечения, установленными один на другой со смещением к консоли,сзазором относигельно последней и по оси, совпадающей с осью консоли, элементы фрикционно-демпфируюшего устройства выполнены из металлических листов, соединенных между собой и с фундаментом посредством высокопрочных болтов, причем размер отверстий под болты превышает размер болтов на величину, равную разности зазоров между смежными листами и консолью, при этом фрикционно2 демпфирующее устройство снабжено стаканом с пригрузом, размещенным на его дне, и с кольцевой диафрагмой, в верхней части, посредством которой стакан свободно

На верхнем листе 7 с помощью кольцевой диафрагмы 11 подвешен стакан 12, который может перемещаться по этому листу 7 при сейсмическом воздействии. На дне стакана 12 размещен пригруз 13. 3а счет сил трения, которые зависят от веса стакана 12 и пригруза 13, происходит гашение колебаний малой амплитуды. Иригруз 13 в данном случае выполнен из металлических листов разной толщины, набором которых обеспечивается заданная сила трения.

При сейсмическом воздействии в предлагаемом сооружении происходит следующее. Сооружение начинает колебаться и жесткая консоль 4 вступает во взаимодействие со стаканом 12, который за счет сил

55 оперт на верхний лист с размещением свободного конца консоли в стакане с зазором относительно стенок последнего.

На фиг. 1 изображено сооружение с фрикционно-демпфирующим устройством, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на

)о фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг.

4 — узел II на фиг. 3.

Сейсмостойкое сооружение содержит пространственно жесткие верхние этажи

1, нижний этаж 2 с плитой перекрытия 3, снабженный. жесткой консолью 4, податФ ливые в горизонтальном направлении опоры

5 и фундамент 6, Жесткая консоль 4 взаимодействует с фрикционно-демпфирующим устройством, состоящим из горизонтальных металлических листов 7 кольцевого о сечения, установленных один на другой со смещением к консоли 4 с зазором относительно последней и по оси, совпадающей с осью консоли 4 и вертикальной осью здания, причем внешний и внутренний диаметры вышерасположенного листа 7 меньше соответствующих размеров нижерасположенного листа 7. Эта разница в диаметрах определяется в зависимости от возможной горизонтальной податливости сооружения,,Листы 7 между собой и с фундаментом 6 соединены высокопрочными болтами 8, находящимися в отверстиях 9, размер которых больше размера болтов 8 на величину, равную разности зазоров между смежными листами 7 и жесткой консолью 4, что дает возможность при заданной силе трения соединений обеспечить необходимую

35 податливость и получить гасящии эффект.

В данном случае сила трения между листами 7 в течение всего сейсмического воздействия остается постоянной (заданной), что обеспечивает высокую стабильность работы

40 фрикционно-демпфирующего устройства.

Усилие с болтов 8 на листы 7 передается через шайбы 10.

1033680

Р

Составитель Г. Иванова

Редактор О. В)рковецкая Техред И. Верес Корректор . Ильин

Заказ 5583/34 Тираж 724 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 трения, возникающих между кольцевой диафрагмой 11 и верхним листом 7 гасит колебания малой амплитуды. Если же амплитуда увеличивается, ro в работу включается самый верхний из листов 7, за счет сил трения в болтовых соединениях он гасит эти колебания. Со- временем (если амплитуда продолжает увеличиваться) зазор в болтовых соединениях верхнего листа ? закрывается и в работу вступает следующий лист 7 и так до нижнего листа 7. При этом усилия в болтовых соединениях возрастают в направлении от верхнего листа

7 к нижнему. Таким образом, в болтовых соединениях нижнего листа 7 самые большие усилия, что обеспечивает гашение колебаний самой большой амплитуды. Однако данная последовательность увеличения уси лия в болтовых- соединениях может быть и иной, например, от нижнего к верхнему.

Изобретение позволяет снизить материалоемкость и повысить надежность конст10 рукции в эксплуатации при любых сейсмических воздействиях.