Многопролетный рамный каркас сейсмостойкого здания

 

Изобретение относится к многопролетнь1м рамным сейсмостойким каркасам здания. Целью изобретения является повышение сейсмостойкости, снижение металлоемкости, трудоемкости монтажа и восстановительных работ путем обеспечения способности каркаса к самовоэвращению в первоначальное положение под воздействием приподнятых при сейсмических толчках масс междуэтажных перекрытий. Ригели и колонны упругого ядра соединены между собой жестко. Примыкающие к упругому ядру ригели двутаврового сечения имеют энергопоглощающие участки в средней части ил пролета и соединены с колоннами шарнирно верхними полками. Торец нижней полки ригелей, примыкающий к у1 фугому ядру, свободно контактирует с колонйами последнего посредством яаклонных торцовых поверхностей, а npo-i- тивоположный торец имеет скос, дящий от нижней полки к-верхней . Энергопоглотающие участки могут быть выполнены в виде участка ригеля с меньшей высотой двутаврового сечения и затяжкой в уровне основного нижнего пояса или с меньшей шириной верхней полки, соединенной с перекрытием с образованием сталебетонного сечения ригеля. 2 з.п. ф-лы, 12 кл. g V с (Х со со 4 4 О

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (Н1 (51)4 Е 04 Н 9 02

ГОСУДАРСТВЕХХЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф(р( с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ".-=

Н ABTOPCHOMY CBMQETESlbCTBV (21) 4112887/29-33 (22) 05.06.86

{46) 30.05.88. Вюл. В 20 (71) Казахское. отделение Центрального научно-исследовательского и проектно. го института строительных металлоконструкций им. Н.П.Мельникова (72) Г.В.Мальцев и В.А.Зенин (53) 699.841 (088,8) (56) Руководство по проектированию одноэтажных и многоэтажных производ-." ственных зданий со стальным каркасом в сейсмических районах, М.: Стройиздат, 1977, с. 4, п. 1.9.

Авторское свидетельство. СССР

В 924325, кл. Е 04 Н 9/02, 1980. (54) МНОГОПРОЛЕТНЫЙ РАМНЫЙ КАРКАС

СЕЙСМОСТОЙКОГО 3 ma (57) Изобретение относится к многопролетным рамным сейсмостойким каркасам здания. Целью изобретения является повышение сейсмостойкости, снижение металлоемкости, трудоемкости монтажа и восстановительных работ путем обеспечения способности каркаса к самовоэвращению в первоначальное положение под воздействием приподнятых нри сейсмических толчках масс междуэтажных перекрытий. Ригели и колонны улругого ядра соединены между собой жестко.

Примыкающие к упругому ядру ригелй двутаврового сечения имеют энергопоглощающие участки в средней части ик пролета и соединены с колоннами шарнирно верхними полками. Торец нижней полки ригелей, примыкающий к уйругому ядру, свободно контактирует с колонйами последнего посредством наклонных торцовых поверхностей, à про i" тивоположный торец имеет скос1 воскb- I дящий от нижней полки к- верхней .

Энергопоглощающие участки могут быть выполнены в виде участка ригеля с меньшей высотой двутаврового сечения и затяжкой в уровне основного нижнего пояса или с меньшей шириной верхней полки, соединенной с перекрытием с образованием сталебетонного сечения ригеля. 2 э.п. ф-лы, 12 ил.! ° !399440

Изобретение относится к строительству, а именно к многопролетным каркасаи зданий, возводимым преимущественно в сейсмических районах.

Цель изобретения — повышение сейс" мостойкости, снижение материалоемкости, трудоемкости и восстановительных работ путем обеспечения способности каркаса к самовоэвращению- в первоначальное положение под воздействием приподнятых при сейсмических толчках масс междуэтажных, перекрытий.

На фиг.1, изображен многопролетный рамный сейсмостойкий каркас здания; на фиг.2 - то же, при воздействии .сейсмического толчка; на фиг.3 " узел Е на фиг.2; на фиг.4 - узел II на . фиг.2, иа фиг,5 -, узел III на ..фиг.2; на фиг.б — узел ЕЧ на фиг.2;; на.фиг,7," узел Ч на фиг.2; на фиг.8 - разрез А-А на фиг.7; на фиг.9 - узел VI на фиг.2; на фиг.10 - разрез Б-Б на фиг.9; на фиг. 11. " разрез В-В на фиг..9, на 25 фиг. 12 - узел ЧЕЕ на фиг.2.

Ииогопролетный рамный каркас сейсмостойкого здания включает упругое ядро, образованное, жестко соединенными между собой ригелями 1 и колоннами jg

2 двутаврового сечения, и примыкающие к нему пролеты иэ колонн 3 и ригелей

4 двутаврового сечения, последние иэ которых имеют энергопоглощающие участки 5.

Ригели 4 пролетов, примыкающих к упругому ядру, -сопряжены с колоннами

2 последнего неподвижно верхней полкой 6, а нижней полкой 7 — посредст вом свободно контактирующих наклонных40 торцовых поверхностей 8.

Противоположные концы ригелей 4 выполнены со скосом 9, восходящим от нижней полки 7 к верхней полке 6, и соединены последней с колоннами 3 шарнирно.

Знергопоглощающие участки 5 расположены в средней части ригелей 4 на расстоянии от упругого ядра, равном.

1/21> а т1/31.

Каждый энергопоглощающий участок

5 выполнен в ниде двутаврового сечения ригеля меньшей высоты с гибкой затяжкой 10 в уровне основной нижней полки 7.

Каждый энергопоглощающий участок

5 может быть нилолнен также в виде верхней полки 6 рпгеля 4, имеющей меньшую ширину и соединенной с hepeкрытием ! с образованием сталебетонного сечения ригеля 4.

Свобсдпо контактирующие между собой поверхности 8 могут быть образо-. ваны, например, иэ скошенных граней встречных клиньев 12 °

Перекрытие 1! над энергопоглощающими участками 5 выполнено из блоков

13, между которыми могут быть установлены прокладки 14, например, из тонких листов жести, пяотной бумаги, пластмассы.

Каркас работает следующим образом.

При ветровых и горизонтальных сейсмических нагрузках S ниже расчетной величины у ригелей 4, находящихся со стороны, в которую отклоняется упругое ядро, нижний пояс 7 отходит от колонны 2, образуя зазор 15 и ригель 4 работает от вертикальных нагрузок как простая балка с шарнирными опорами, не воспринимая дополнитель" ные изгибающие моменты от гориэон тальных. сил. Ригель 4 с противоположной стороны упругого ядра от горизонтальных сил выгибается вверх, уменьшая нанряжения в нижнем поясе 7 балки.

При отклонении каркаса . в другую. сторону работа ригелей 4 меняется места" ми, т.е. ригели 4, расположенные па разные стороны ядра жесткости, пооче-. редно выключаются иэ работы от действия горизонтальных снл $.

При горизонтальных сейсмических нагрузках расчетной величины и выше расчетной каркас работает так же, ио с той разницей, что ригели 4 прй выгибе вверх. получают пластические деформации . Свободному выгибу вверх способствует потеря устойчивости затяжки

10 или образованна трещины в бетоне перекрытий 11. При отклоненни каркаса в другую сторону ригели 4 под воздействием находящихся на них масс перекрытий 11 выпрямляются, при этом ригели 4 прогибаться вниз дальше исход-. ного положения не смогут после йатяжения затяжки 10 или закрытия трещин в ж/бетоне перекрытия 11. Энергия начального сейсмического толчка превращается в потенциальную энергию при» поднимаемых масс, защищая основные конструкции каркаса здания, а потом дополнительно поглощается энергопоглощающими элементами, это способствует быстрому затуханию колебаний.

Возвращение приподнятых масс в на- чальное.положение выпрямляет деформированные в пластической стадии участки 5 и способствует возвращению в начальное вертикальное положение после землетрясения всего здания.

При этом имеет место снижение опасности от появления напряжений в колоннах 2, 3 в заупругой стадии, так как возвращение каркаса в начальное вертикальное положение происходит 1О за счет энергии приподнятых масс перекрытий 11.

Железобетонные блоки 13 перекрытий

11 жестко соединены с ригелями 4.

При прогибе ригеля 4 вниз под воздей- 15 ствием. вертикальных нагрузок они работают совместно с верхним поясом 6 ригеля 4 и увеличивают таким образом общую его несущую способность. При воздействии горизонтальных сейсмичес- 2б ких сил в левом смежном ригеле 4 (а при действии сейсмических сил cnpa sa - .в правом ригеле 4) результирую,щий изгибающий момент выгибает ригель

4 вверх. При этом грани блоков 13 рас-2Б крываются и не участвуют в совместной работе с ригелем 4.

Формула изобретения

1, Многопролетный рамный каркас сейсмостойкого здания, включающий упругое ядро, образованное ригелями и колоннами двутаврового сечения, и примыкающие к нему пролеты из колонн и ригелей двутаврового сечения, посL

139944А

4 ледние из которых имеют знергопоглощающие участки, о т л и ч а ю ц и йс я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, снижения металлоемкости, трудоемкости монтажа и восста» . новителъных работ путем Обеспечения способности каркаса к самовоэвращению в первоначальное положение под воздействием приподнятих при сейсмических толчках масс межд этажных перекрытий, .-ригели примыкающнх tc упругому ядру. пролетов сопряжены с калаи» нами последнего неподвижно верхней полкой, а нижней полкой - посредством свободно контактирующих иаклбн ых торцовых поверхностеф, причем противоположные торцы этих ригелей выполнены со скосом, восхбдящим от нижней, полки к верхней полке, и соедииейы последней с колоннами шарнирно, нри этом энергопоглощающие участки ригелей.расположены в их средней части.

2. Каркас по п.f о т л и ч а юшийся тем, что каждый энерго- . . поглощающий участок выполиеи s виде двутаврового сечения ригеля мейьвей высоты с гибкой затяжкой в уровне основной нижней полки, 3. Каркас по п.f о т.л и ч а ю " шийся тем, что каждый знергопоглощающий участок выполнен в виде верхней полки ригеля, имеющей мень шую ширину и соединенной с перекры". ткем с образованием сталебатойного сечения ригеля..1399460

РИ8. 8

508. 6

Ю

Рие, У! 399440

Я

Фи8. f0

I 399440

Тираж 688

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, И-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, .4

Редактор И.Келемеш

Заказ 265!/34

Составитель Г.Иванова

Техред И.Ходанич Корректор О.Кравцова