Сейсмостойкое высотное здание

 

Использование: строительство высотных зданий, обеспечивающее повышение их сейсмостойкости. Сущность изобретения: надфундаментная конструкция образована в виде каркасных отдельно стоящих малоэтажных и многоэтажного блоков. Последний имеет в центре ядро жесткости с криволинейными каналами в стенах для пропус- , ка тросов. Малоэтажные блоки установлены на отдельных опорах вокруг многоэтажного блока по его центральным осям симметрии, Тросы прикреплены одним концом к стенам ядра жесткости , а другим - к саморегулирующим устройствам, которые.соединены с опорами малоэтажных блоков и могут быть выполнены в виде жестких пружин или гидравлических амортизаторов, 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ CGBETCHNX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ)(РЕСПУБ ЛИК

А1 (19) (И) (g))g E 04 H 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4804030/33 (22) 20.03.90 (46) 15.03.92.Бюл. 11 10 (71) Московский институт инженеров

;железнодорожного транспорта (72) А.В.Носарев и И.Ь,Алуш (53) 699.841(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 907200, кл. Е 04 Н 9/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1(1142608, кл. Е 04 H 9/02, 1983. (54) CEI1CM0CTOAK0E ВЫСОТНОЕ ЗДАНИЕ (57) Использование. строительство высотных зданий, обеспечивающее повышение их сейсмостойкости. Сущность изобретения: надфундаментная констИзобретение относится к строительству высотных зданий s сейсмических районах.

Наиболее близким к предлагаемому является сейсмостойкое здание, включающее в себя надфундаментную конструкцию с вертикальными каналами, раэ" мещенными по периметру конструкции и по ее вертикальной оси симметрии, а сейсмоизолирующий элемент - c наклон" ными и вертикальными каналами,соеди- ненными с каналами надфундаментной конструкции и сходящимся в точке пересечения вертикальной оси симметрии с выпуклой поверхностью сейсмоизолирующего элемента, при этом здание снаб" жено арматурными пучками, заанкеренными в фундаменте, пропущенными в,( каналах сейсмоизолирующего элемента и надфундаментной конструкции и прикрепленными к последней, в ее верхней час2 рукция образована в виде каркасных отдельно стоящих малоэтажных и многоэтажного блоков. Последний имеет в центре ядро жесткости с криволиней" ными каналами в стенах для пропуска тросов. Малоэтажные блоки установлены на отдельных опорах вокруг многоэтажного блока по его центральным осям симметрии, Тросы прикреплены одним концом к стенам ядра жесткости, а другим - к саморегулирующим устройствам, которые, соединены с опорами малоэтажных блоков и могут быть выполнены в виде жестких пружин или гидравлических амортизаторов, 2 з.п. ф-лы, 7 ил. ти посредством пружинных амортизаторов.

Недостатками данного решения являются сложность выполнения наклонных и вертикальных каналов, которые должны сходиться в заданной точке, пропускание арматурного пучка в каналах сейсмоиэолирующего элемента и надфундаментной конструкции после чего закрепление s фундаменте; материалоемкость и трудоемкость надфундаментной и верхней части конструкции.

Известно сейсмостойкое здание, включающее в себя каркас из колони и ригелей, диафрагмы жесткости с панелями заполнения, выполненные с вертикальными каналами, через которые пропущены тросы обжатия.

Недостатками этого здания являются неэффективность защиты зданий от сейсмических воздействий в связи с ввр17196О4 тикальным: расположением тросов и . незначительность возвращающей способности конструкции при действии и зату- хании сейсмических воздействий.

Известно, что здания небольшой высоты (2-3 этажа) при сейсмическом воздействии испытывают в основном вертикальные и горизонтальные колебания. В зданиях значительной этажнос"1О ти при сейсмическом воздействии наряду с указанными колебаниями возникают значительные крутильные колебания, возникающие в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси здания. Это приводит к кручению центрального ствола здания, например . коробчатого ядра жесткости, с преждевременным его разрушением. Кроме то-. го, указанное здание при сейсмическом 2п воздействии, отклоняясь на определенную величину, не вернется точно в свое исходное положение вследствие недостаточной гибкости конструкции здания и несимметричного расположения временной нагрузки (снег, люди и, и т,д,), а. также вследствие местного искривления сферической поверхности сейсмоизолирующего элемента в результате возникновения значительных контактных напряжений.

Цель изобретения " повышение сейсмостойкости высотных зданий.

Указанная цель достигается тем, что ядро жесткости высотного здания 35 напрягают стальными элементами с четырех сторон наклонно к горизонтальной плоскости под углом 8. Стальные эле. менты закрепляют в амортизаторах опор. Эти элементы продолжаются непрерывно от опоры к опоре, перехедя ядро жесткости в уровнях каждого этажа (при необходимости), В ядре жесткости стальной элемент принимает кри-. волинейную форму, чтобы равномерно распределить усилия предварительного напряжения по диафрагме ядра жесткости. Стальной элемент прикрепляют также к ядру жесткости в. точке пересе1чения с наружными гранями гайкой 50 через металлическую прокладку. Для регулирования лредварительного напряжения в середине участка стального элемента, находящегося в диафрагме ядра жесткости, устанавливают муфту, 55 которая находится в открытом месте диафрагмы. Таким образом, персоналу представляется возможность очередной проверки, а если нужно, то и регулирования предварительного напряжения.

Пучки предварительно напряженных стальных элементов закреплены в саморегулирующейся установке, а последняя прикреплена к массивной опоре.

Саморегулирующаяся установка составляется из жесткой пружины, соосной с гидравлическим амортизатором, Саморегулирующаяся установка регулирует напряжение в стальных элементах, чтобы оно было постоянным. Также эта установка допускает свободное перемещение узлов здания при длительном воздействии нагрузок, а при ударном или кратковременном (как например при сейсмических) воздействии,. перемещениям препятствует, Массивная опора служит фундаментом пристройки, несвязанной со зданием с целью экономии бетона опоры и повышения ее устойчивости за счет прибавления массы пристройки к массе опоры.

На фиг.1 изображен разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 — муфта проверки и регулировки предварительного напряжения; на фиг.4 — вид прикрепления стальных элементов к диафрагме ядра жесткости; на фиг.5 - саморегулирующаяся установка; на фиг.6 — статическая работа стальных элементов; на фиг.7кинематическая работа стальных элементов °

Сейсмостойкое высотное здание включает в себя фундамент 1, массивную опору 2, в которой заанкерена са» морегулирующаяся установка 3, составленная из жесткой пружины 4 и гидравли ческого амортизатора 5.

К саморегулирующейся установке 3 прикреплены стальные пучки 6. Над массивной опорой 2 построена пристрой" ка, несвязанная со зданием. Возведено ядро 7 жесткости со специальными каналами, через которые пропущены стальные элементы 6. Последние напрягают до расчетного напряжения с помощью закручивания муфт 8, начиная с нижних этажей. Затем стальные элементы

6 фиксируют гайкой 9 с целью обеспечивать совместную работу ядра жесткости со стальными элементами. Стальные элементы находятся вне сцепления, 15

25

35

5 171960 с бетоном, а их число и поперечное сечение определяют расчетом, Принцип работы сейсмостойкого высотного здания отражен в схемах ста/

5 тическои 6 и кинематической 7 и заключается в следующем, На уровне каждой плиты перекрытия при сейсмических толчках возникает горизонтальное усилие Т, которое принимается горизонтальной составляющей усилий в элементе Р- cos 0 (фиг.б) .

В случае, если высотное адан испытывает крутильные колебания в горизонтальной плоскости, пучки 6 деформируются как пружина часового механизма и в них возникают усилия, возвращающие здание в первоначальное положение. На фиг.7 показан фрагмент плана сечения ядра 7 жесткости со стальными элементами 6 и опорами 2.

Ядро жесткости закручивается при действии крутильных колебаний 10 на некоторый угол Ы, В соответствии с этим ядро жесткости из первоначального положения А переходит в состояние В. При этом длина стального элемента 6 увеличивается и в нем возникнет возвращающее усилие. Таким же: образом в других пучках 6 возникают усилия, которые создают крутящий момент 11, поглощающий сейсмическое воздействие в горизонтальной плоскости и возвращающий здание в исходное состояние.

4 6 формула изобретечи

1. Сейомостойкое высотное здание, включающее фундаменты, опоры, надфундаментную конструкцию и предварительно напряженные стальные тросы, свободно пропущенные-в наклонных каналах опор и надфундаментной конструкции и закрепленные одним концом в саморегулирующих устройствах, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, надфундаментная конструкция выполнена в виде каркасных отдельно стоящих мало-,: этажных и многоэтажных блоков, последний из которых снабжен расположенным в его центральной части ядром жесткости с криволинейными каналами в стенках для пропуска тросов, а малоэтажные блоки размещены на опорах, установленных вокруг многоэтажного блока по его центральным осям, причем тросы другим концом жестко прикреплены к стенам ядра жесткости, а саморегулирующие устройства — к опорам .малоэтажных блоков.

2. Здание по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что саморегулирующие устройства выполнены в виде гидравлических амортизаторов и жестких пружин, закрепленных соосно.

3. Здание по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что тросы снабжены муфтами, а стены ядра жесткости выполнены с сообщающимися с криволинейными каналами нишами, в которых размещены муфты тросов.

1719604

1719604 Рог. 5

Составитель И.длуш

Редактор С.Лисина Техред А.Кравчук й

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1211 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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