Многоэтажное сейсмостойкое здание

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении высотных зданий или сооружений в сейсмических районах. Цель изобретения - повышение эффективности гашения колебаний здания и увеличение его этажности. Верхняя часть здания выполнена из панелей, соединенных между собой с возможностью их перемещения относительно друг друга, установлена свободно и шарнирно на ветвях гибких стоек с зазором относительно лифтовых шахт и соединена с ними поверху связями. Четыре ветви каждой гибкой стойки установлены осесимметрично в упорной конструкции с зазорами между собой и относительно последней. К смежных граням ветвей прикреплены фрикционные прокладки , между которыми размещены в двух взаимно перпендикулярных направлениях эксцентрики с рычагами, свободные концы которых соединены тросами с упорными конструкциями. Лифтовые шахты выполнены из металлических элементов, соединенных между собой болтами упруго через фрикционные прокладки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ям Е 04 Н 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИЯ

° °

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4737078/33 (22) 13.09,89 (46) 29.02.92. Бюл,%8 (71) Ленинградский. институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.

B.Н,Образцова (72) E.A.Ðàâêèíà, Т.А.Сандович, А.А.Равкин и И.Б,Нудьга (53) 699.841 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1488422, кл. Е 04 Н 9/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР г в 1393895, кл. Е 04 Н 9/02, 1986. (54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ

ЗДАНИЕ (57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении высотных зданий или сооружений в сейсмических районах, Цель изобретения — повышение эффективности гашения колебаний

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении высотных зданий промышленного и гражданского назначений и сооружений в сейс- мически опасных районах.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний здания и увеличение его этажности.

На фиг.1 показан общий вид здания; на фиг,2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — узел, l на фиг.1; на фиг.4- разрез Б — Б на фиг.3; на фиг.5- схема, поясняющая работу колон- ны; на фиг.6 — разрез B — В на фиг.1.

Многоэтажное сейсмостойкое здание содержит пространственно жесткую конструкцию1нижнихэтажей, инерционнуюмас. Ы(„1716060 А1 здания и увеличение его этажности. Верхняя часть здания выполнена из панелей, соединенных между собой с возможностью их перемещения относительно друг друга, установлена свободно и шарнирно на ветвях гибких стоек с зазором относительно лифтовых шахт и соединена с ними поверху связями. Четыре ветви каждой гибкой стойки установлены осесимметрично в упорной конструкции с зазорами между собой и относительно последней. К смежных граням ветвей прикреплены фрикционные прокладки, между которыми размещены в двух взаимно перпендикулярных направлениях эксцентрики с рычагами, свободные концы которых соединены тросами с упорными конструкциями. Лифтовые шахты выполне- З ны из металлических элементов, соединенных между собой болтами упруго через фрикционные прокладки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. ИЮВВ су в виде верхней части 2 здания с гибкими g стойками 3, защемленными в верхнем перекрытии 4 пространственно жесткой конструкции t нижних этажей, и лифтовые шахты

5, размещенные внутри здания.

На верхнем перекрытии 4 пространственно жесткой конструкции 1 нижних этажей жестко закреплены рамные упорные в конструкции 6, размещенные вокруг каждой гибкой стойки 3 с зазором 7 относительно нее и выполненные, например, из уголков.

Каждая гибкая стойка 3 выполнена из четырех вертикальных ветвей 8, которые размещены симметрично относительно центральных осей с зазорами 9 между собой. На смежных гранях ветвей 8 закрепле1716060 ны жестко в их верхней части фрикционные прокладки 10, а между ними установлены в двух уровнях в двух взаимно перпендику.лярных направлениях металлические эксцентрики 11 с жестко прикрепленными к ним одним концом парными рычагами 12, которые другим концом соединены с упорной конструкцией 6 посредством тяг 13.

Ветви 8 гибких стоек 3 упруго и попарно стянуты постредством болтов 14 с надетой на них пружиной 15.

Верхняя часть 2 здания выполнена из панелей 16 и плит перекрытий 17, соединенных между собой с возможностью перемещения относительно друг друга по их стыкуемым поверхностям (сухие стыки, беэ омоноличивания), установлена на ветви 8 гибких стоек 3 посредством шаровых опор

18, частично утопленных в выемках e торцах ветвей 8, и опорных элементов 19, которые не имеют крепления с верхней частью здания.

Каждая лифтовая шахта 5 образована в поперечном сечении из отдельных металлических элементов 20 стен с выступами 21 по боковым торцам, в зазорах 22 между которыми размещены фрикционные прокладки

23. Выступы 21 смежных стен упруго соединены между собой болтами 24 с надетыми на них пружинами 25.

Верхняя часть 2 здания может иметь один, два и более этажей, необходимое чис.ло. которых определяется в каждом конкретном случае расчетом и верхний из которых соединен наверху связями 26, например, в виде тросов или стержней с лифтовыми шахтами 5, которые размещены с зазором относительно верней части 2 здания.

Здание при сейсмическом воздействии работает следующим образом.

При динамическом воздействии произойдет перемещение пространственно жесткой конструкции 1 нижних этажей, например, влево. При этом в силу инерции покоя верхняя часть 2, расположенная на гибких стойках 3, останется в первые мгновения землетрясения неподвижной, а затем начнет раскачиваться на стойках 3 в противофазе с нижней частью здания.

В первый момент сейсмического воздействия при смещении нижней части здания с упорными конструкциями 6 произойдет перемещение панелей перекрытия верхней части 2 здания по стеновым панелям 16 своего этажа вследствие того, что они соединены связями 26 с упорными конструкциями 6, которые и заставят плиту йерекрытия 17 двигаться. Перемещению плиты перекрытия 17 препятствует сила трения, на преодоление которой начинает

10 расходоваться энергия колебательного процесса.

Инерционная масса в виде верхней части 2 здания начинает раскачиваться на гибких стойках 3. Когда, например, стойки 3 отклонятся влево (фиг.5), вместе с ними отклонятся и. зажатые эксцентрики. 11. При этом последние стремятся повернуться, Поворот эксцентриков 11 происходит благодаря тому, что их рычаги 12 соединены тягами

13 с жесткой неподвижной упорной конструкцией 6.

При повороте эксцентриков 11 происходит раэдвижка ветвей 8, стянутых упруго

15 болтами 14. через пружины 15. Чем больше происходит раздвижка, тем с большей силой пружины 15 сжимают эксцентрики 11, препятствуя их дальнейшему повороту, На преодоление все возрастающей силы тре20 ния между эксцентриками 11 и фрикционными прокладками 10 также расходуется энергия колебаний здания.

Раскачивание инерционной массы происходит в противофазе с нижней частью

25 здания, а это означает, что одновременно с началом раскачивания начинается переме-. щение плит перекрытия 17 относительно стеновых панелей 16 и возникает сила трения в сухих стыках, на преодоление которой

30 также расходуется энергия колебаний. Затем инерционная масса отклоняется в ïðîтивоположную сторону. Эксцентрики 11, зажатые между ветвями 8, под действием противоположной тяги 13 повернутся в дру35 ry сторону, но уже на меньший угол, так как происходит интенсивное рассеивание энергии колебательного процесса и его постепенное затухание.

Аналогично будет работать высотное

40 здание при сейсмическом воздействии перпендикулярно плоскости чертежа, В этом случае будут работать эксцентрики 11 другого направления точно так же, как было описано. При сейсмическом воздействии

45 любого другого направления будут работать эксцентрики 11 двух направлений одновременно. Выполнение стоек 3 в поперечном сечении осесимметричными обеспечивает примерно одинаковую их гибкость во всех

50 направлениях. При этом одновременно с диссийацией энергии в гибких стойках 3 будет происходить диссипация энергии в сухих стыках верхней части 2 здания, а также в металлической. конструкции лифтовых

55 шахт 5, элементы 20 которой упруго стяну- ты между собой болтами 24 через прокладки 23. . Изобретение позволяет повысить сейсмостойкость за счет того, что инерционная масса гасителя колебаний выполнена в виде

1716060 нескольких этажей, гибкие колонны выполнены составными, упруго стянутыми между собой через прокладки и снабжены элементами автоматической настройки, верхняя часть здания выполнена сборной с сухими стыками между панелями и с принудительной диссипацией энергии, лифтовые шахты выполнены в виде составной металлической конструкции.

Кроме того, изобретение позволяет повысить этажность здания, так как инерционная масса верхней части здания всегда может быть подобрана таким образом, чтобы отношение ее массы и массы нижней части здания было бы близким к 1:10.

Формула изобретения

1. Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткую конструкцию нижних этажей. . инерционную массу в виде верхней части здания с гибкими стойками, защемленными в верхнем перекрытии пространственно жесткой конструкции нижних этажей, лифтовые шахты. о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения эффективности гашения колебаний здания и увеличения его этажности, оно снабжено упорными рамами, жестко прикрепленными к.верхнему перекрытию пространственно жесткой конструкции нижних этажей и установленными вокруг каждой гибкой стойки с зазором, а каждая гибкая стойка выполнена из четырех вертикальных ветвей, которые распо5 ложены симметрично относительно ее центральных осей и с зазорами меду собой, выполнены с прикрепленными к их смежным граням фрикционными прокладками и установленными между ними в двух перпен10 дикулярных направлениях эксцентриками с рычагами, соединенными с соответствующей упорной рамой посредством тяг, упруго и попарно стянутых посредством болтов с пружинами, причем верхняя часть здания

15 выполнена из панелей. соединенных между собой с возможностью перемещения относительно друг друга по их стыкуемым поверхностям, установлена свободно на ветви гибких стоек посредством опорных элемен20 тов и шаровых опор с зазором относительно лифтовых шахт и соединена с ними поверху посредством связей, а каждая лифтовая шахта образована в поперечном сечении из отдельных металлических элементов стен, 25 упруго стянутых через фрикционные прокладки, 2. Здание по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что его верхняя часть выполнена по крайней мере из двух этажей.

1716060

-1716060

17

Составитель Г. Иванова

Редактор Н. Цалихина Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Заказ 590 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенИям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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