Многоэтажное сейсмостойкое здание

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных сейсмостойких зданий Цель изобретения - повышение этажности здания при возведении его на неравномерно сжимаемых грунтах. Ствол жесткости выполнен в виде ступенчатой пирамиды крестообразной формы в плане из панелей наружных и внутренних стен и плит перекрытий , жестко соединенных между собой. Размеры ствола жесткости равны ширине или длине здания. Остальные панели наружных и внутренних стен и плиты перекрытий расположенные снаружи и внутри ствола жесткости, соединены между собой и со стволом жесткости шарнирно с образованием ограничителей их горизонтальных перемещений . 1 з.п.ф-лы, 11 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Е 04 Н 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (л

Ql (л)

О (21) 4762692/33 (22) 29.11.89 (46) 15.01,92. Бюл. М 2 (71) Ленинградский зональный научно-исследовательский институт и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (72) Б.И.Кондрашов (53) 699.841 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 250417, кл. Е 04 Н 9/02, 1970, Авторское свидетельство СССР

N 555219, кл. Е 04 Н 9/02, 1973. (54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ

ЗДАНИЕ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных крупнопанельных жилых и общественных зданий в высокосейсмических районах на слабых просадочных и вечномерзлых грунтах.

Цель изобретения — повышение этажности здания при возведении его на неравномерно сжимаемых грунтах.

На фиг. 1 изображено многоэтажное здание; на фиг, 2 — сечение А — А на фиг, 1; на фиг, 3 — многоэтажное здание из нескольких блок-секций; на фиг.4 — сечение Б — Б на фиг.

3; на фиг. 5 — многоэтажное здание круглой формы, план; на фиг. 6 — сечение  — В на фиг, 5; на фиг. 7 — узел I на фиг. 1,3 и 5; на фиг. 8 — сечение Г-Г на фиг. 7: на фиг. 9 — узел Il на (57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных сейсмостойких зданий. Цель изобретения — повышение этажности здания при возведении его на неравномерно сжимаемых грунтах, Ствол жесткости выполнен в виде ступенчатой пирамиды крестообразной формы в плане из панелей наружных и внутренних стен и плит перекрытий, жестко соединенных между собой.

Размеры ствола жесткости равны ширине или длине здания. Остальные панели наружных и внутренйих стен и плиты перекрытий расположенные снаружи и внутри ствола жесткости, соединены между собой и со стволом жесткости шарнирно с образованием ограничителей их горизонтальных перемещений. 1 з.п.ф-лы, 11 ил. фиг. 1,3 и 5; на фиг. 10 — узел III на фиг, 1,3 и 5; на фиг. 11 — сечение Д вЂ” Д на фиг. 10.

Многоэтажное сейсмостойкое здание содержит несущий ствол 1 в виде ступенчатой пирамиды крестообразной формы в плане, выполненный из панелей наружных 2 и внутренних 3 стен и плит 4 перекрытий. соединенных между собой жесткими узлами 5, панели наружных 6 и внутренних 7 стен и плиты 8 перекрытий, размещенных снаружи и внутри ствола жесткости 1 и соединенных между собой и со стволом 1 жесткости шарнирными узлами 9 с ограничителями 10 горизонтальных перемещений.

Соединения панелей стен 6,7 с плитами

8 перекрытий представляют собой "сухие" контактные или платформенные стыки.

1705530

Ограничители 10 перемещений выполнены в виде консольных выступов 11, 12 плит 8 перекрытий и панелей стен 6 и 7, установленных с образованием соединения

"ласточкин хвост" и с зазорами 13, в которых размещены упругосжимаемый материал 14, например асбокартон.

Устойчивость верхних этажей здания над стволом 1 обеспечивается любым из известных способов, Панели стенок 2 и 3, образующие ствол

1, могут иметь те же опалубочные габариты, что и остальные панели стен 6,7, но должны иметь, например, арматурные выпуски для жесткого соединения их между собой и с плитами 4 перекрытий, Ствол жесткости 1 в основании равен ширине или длине(для зданий малой протяженности) здания.

Это позволяет получить максимально развитое основание ствола 1 в его наиболее напряженной нижней зоне, В работе здания может быть охарактеризовано как конструкция с активной сейсмозащитой, меняющая при определенных уровнях сейсмических нагрузок свои динамические параметры и характеристики, что обеспечивает уменьшение сейсмических воздействий и усилий в элементах здания, В период до сейсмических воздействий здание работает как жесткая конструктивная система. При эемлетрасении интенсивностью значительно ниже расчетной здание благодаря шарнирному соединению элементов 6,7 и 8 получает незначительные повреждения, выражающиеся в появлении трещин по контуру стеновых панелей 6 и 7.

При повторных толчках или первичных толчках большей интенсивности, но ниже расчетной, здание становится гибкой конструктивной системой с нелинейной работой, а несущие элементы 6 и 7 получают некоторое перемещение с проявлением эффекта сухого трения, при этом гибкие этажи здания как внутри ствола 1, так и снаружи служат демпферами колебаний за счет сухой прокладки в виде упругосжимаемого материала 14. При толчках расчетной интенсивности значительное перемещение гибких этажей приводит к образованию в узлах демпферов сухого трения и передаче усилий на элементы ствола 1. Благодаря различию динамических характеристик ствола 1 и гибких этажей здания они получают разнофазные колебания, что вызывает эффект снижения сейсмических нагрузок.

Ствол 1, получая усилия от поэтажных дисков перекрытий, работает как консольный стержень, воспринимающий изгибные и крутильные усилия в качестве ограничите5

55 ля перемещений с высокими диссипативными свойствами, Перемещение внешних по отношению к стволу 1 несущих элементов 8 в направлении от ствола 1 включает в работу весь диск перекрытия как внутри ствола 1, так и снаружи с противоположной стороны благодаря работе ограничителей 10 горизонтальных перемещений и наличию сухих прокладок в шарнирных соединениях. Особенно существенно этот эффект проявляется в нижней зоне здания, где диск перекрытия разорван наружными стеновыми панелями, образующими основание крестовины.

Усилия, воспринимаемые жестким пирамидальным стволом 1, передаются на грунт через развитое крестообразное основание, что обеспечивает распределение напряжений и снижение удельных нагрузок. делая1 сейсмостойкую конструктивную систему здания малочувствительной к неравномерным осадкам грунта основания.

Благодаря этому появляется возможность повышения этажности сейсмостойкого здания, в частности, возводимого на слабых неравномерно сжимаемых грунтах.

Кроме того, в здании все диски перекрытий неразрывны и образующие их плиты 8 при динамическом воздействии поэтажно включены в совместную работу.

Благодаря выполнению конструкций полого несущего ствола 1 и шарнирному соединению панелей 6,7 стен и плит 8 перекрытий с ней и между собой достигается повышение адаптирующих свойств здания. в особенности на неравномерно сжимаемых и вечномерзлых грунтах. Это обеспечивается включением в работу здания на сейсмические нагрузки панелей наружных стен, размещенных внутри ствола 1 панелей стен 6,7 и дисков плит 8 перекрытий, повышающих диссипацию энергии колебаний. т.е. диссипативные свойства системы, а также благодаря разнофазовым колебаниям башни и самого здания, которые снижают сейсмические нагрузки на здание.

Кроме того, выполнение полого ствола

1 с крестообразным основанием с развитым в нижних этажах в плане уменьшает при расчетной сейсмичности усилия в ее элементах и в фундаменте, а также нагрузку на грунт, что создает возможность испол ьзования высотной конструкции на слабых неравномерно сжимаемых грунтах в районах

Крайнего Севера. Ствол 1 в виде пирамиды, имеющей большую жесткость в нижней зоне, уменьшающуюся по высоте, соответствует возникающим по высоте нагрузкам и не создает излишней жесткости, благодаря чему уменьшается масса ствола 1 и расход

1705530

Х металлов и трудозатрат пои выполнении монолитных узлов. Уменьшение массы ствола 1 в свою очередь дополнительно сокращает величину сейсмического воздействия на здание. Пирамидальная форма ствола 1 снижает по высоте центр тяжести, что также повышает устойчивость и уменьшает сейсмические нагрузки и расчетные усилия в элементах ствола 1 и в жестких узлах соединений.

Формула изобретения

1. Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее сборный несущий ствол жесткости, панели наружных и внутренних стен, плиты перекрытий, размещенные внутри и снаружи ствола жесткости, шарнирные и жесткие узлы соединений, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения этажности здания при возведении его на неравномерно сжимаемых грунтах, ствол жесткости выполнен в виде ступенчатой пирамиды крестообразной формы в плане, размеры которой в основании по крайней

5 мере в одном направлении равны длине или ширине здания. и образован из панелей наружных и внутренних стен и плит перекрытий с жесткими узлами соединения их между собой. а все остальные панели стен и

10 плиты перекрытий соединены между собой и со стволом жесткости шарнирными узлами с ограничителями перемещений.

2. Здание по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ограничители перемещений выпол15 нены в виде консольных выступов плит перекрытий и панелей стен, установленных с образованием соединения "ласточкин хвост" и с зазорами между ними, заполненными упругосжимаемым материалом.

1705530

1705530

1705530

1705530

1705530

1705530

ЛМ

Составитель Г. Иванова

Техред М,Моргентал Корректор M. Максимишинец

Редактор А. Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 179 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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