Сейсмостойкое здание, сооружение

 

Изобретение относится к строительству . Сущность изобретения: сейсмостойкое здание, сооружение содержит фундамент и надфундаментную часть, между которыми размещены ограничитель горизонтальных перемещений, скользящие опоры и стойка. Стойка установлена на выступе фундамента и имеет по концам шарниры. К стойке прикреплены рычаги, на свободных концах которых подвешены , реактивные силовые установки. К верхнему подпятнику прикреплен диск, имеющий сквозные отверстия, в которых с возможностью осевого перемещения установлены штифты. Штифты взаимодействуют с рычагами. Вокруг стойки установлен барабан, на который намотана гибкая связь. Гибкая связь перекинута через блоки, а к ее концам подвешены грузы. Штифты, грузы и реактивные силовые установки подключены к датчикам перемещения и ускорения. Реактивные силовые установки могут быть размещены в плане по Ј ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ рЫЧаГОВ ИЛИ ПОД УГЛОМ К tf ней. Кроме того, на концах рычагов могут Ji быть закреплены дополнительные силовые . С установки . 3 з.п.ф. 6 ил.с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725364/33 (22) 31,.07.89 (46) 23,05.92. Бюл. (Ф 19 (71) Пензенский инженерно-строительный институт (72) В.H. Каледа, А.А. Мельников и В.Г. ШиTOS (53) 624.159 14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 896190, кл. Е 02 0 27/34, 1979, Авторское свидетельство СССР

М 1379435, кл. Е 04 Н 9/02, 1986. . (54) СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к строительству. Сущность изобретения: сейсмостойкое здание,.сооружение содержит фундамент и надфундаментную часть, между которыми размещены ограничитель горизонтальных перемещений, скользящие опоры и стойка.

Изобретение относится к строительству, а именно к сейсмозащите зданий, соору. жений.

Известен фундамент сейсмостойкого здания, сооружения, включающий опорный блок, нижнюю опорную плиту, выполненную со сферической выемкой, и размещенный в выемке шаровой элемент, радиус которого меньше радиуса выемки, дополнительные шаровые элементы, вертикальный резьбовой шток с опорной плоской головкой на его нижнем конце, которая оперта на основной шаровой элемент, регулировочную гайку, установленную на штоке, и упругие элементы, причем нижняя опорная плита выполнена с плоскими участками, расположенными вокруг сферической выем Ы 1735496 А1 (st)s Е 02 0 27/34, Е 04 Н 9/02

Стойка установлена на выступе фундамента и имеет по концам шарниры. К стойке прикреплены рычаги, на свободных концах которых подвешены, реактивные силовые установки. К верхнему подпятнику прикреплен диск, имеющий сквозные отверстия, в которых с возможностью. осевого перемещения установлены штифты. Штифты взаимодействуют с рычагами. Вокруг стойки установлен барабан, на который намотана гибкая связь. Гибкая связь перекинута через блоки, а к . ее концам подвешены грузы.

Штифты, грузы и реактивные силовые установки подключены к датчикам перемещения и ускорения. Реактивные силовые установки могут быть размещены в плане по продольной оси рычагов или под углом к ней. Кроме того; на концах рычагов могут быть закреплены дополнительные силовые установки . 3 э,п.ф. 6 ил. ки, опорный блок выполнен с вертикальным (л) отверстием, в котором свободно размещен верхний конец штока, при атом дополни- + тельные шаровые элементы размещены 0 между опорным блоком и плоскими участка- 0 ми нижней плиты, а упругий элемент установлен на штоке между опорным блоком и регулировочной гайкой.

° ВВОВЪ

Недостатком известного устройства является то, что оно способно только гасить колебания сооружения, возникающие в результате сейсмовоздействия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сейсмостойкое здание, сооружение, включающее фундамент и надфундаментную часть, размещенные с зазором, в котором установле1735496

20

35

55 ны элементы с антифрикционной проклад-. кой между ними, ограничители горизонтальных перемещений и вертикальные связи, концы KoTQpbtx жестко прикреплены к фундаменту и к надфундаментной части, сейсмозащитное устройство, снабженное стойкой, прикрепленной посредством верхнего и нижнего шарниров на ее концах к фундаменту и надфундаментной конструкции и выполненной с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам рычагами с грузами одинаковой массы, свободно подвешенными к концам рычагов на расстоянии от них, причем нижний шарнир стойки размещен выше свободныМ концов рычагов, рычаги расположены в вертикальной плоскости, параллельной одной из главных осей здания, сооружения в плане, а

, вертикальные связи выполнены составными по высоте из верхних и охватывающих их .c возможностью горизонтального перемещения нижних элементов, Недостатком такой конструкции является то, что в ней используются пассивные элементы защиты и не имеется дополнительных источников энергии для компенсации сейсмических воздействий.

Целью изобретения является автоматизация компенсации сейсмических воздействий на здание, сооружение.

Поставленная цель достигается тем, что вздание, сооружение, включающее надфундаментную часть и фундамент, в зазоре между которыми размещены ограничитель горизонтальных перемещений, скользящие опоры и заведенная верхним концом в под пятник стойка с шарнирами на концах и с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам рычагами, на свободных концах которых подвешены балансиры, введены привод вращения стойки в виде закрепленного на ней барабана с намотанной на него гибкой связью с перекинутыми череэ блоки концами, на каждом из которых закреплен груз, фиксатор поворота, выполненный B виде прикрепленной к подпятнику площадки, имеющей сквозные отверстия, в которых установлены штифты с возможностью осевого перемещения и закрепленного на рычагах диска с отверстиями под штифты, при этом балансиры выполнены в виде реактивных силовых установок, а штифты и грузы посредством пиропатронов и реактивные силовые установки подключены через устройство управления и обработки информации к датчикам перемещения и ускорения.

На фиг. 1 показана схема сейсмостойкого здания, сооружения; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг, 1, на.фиг. 3 — система фиксации; на фиг, 4 — схема размещения упоров на рычагах; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 — схема установки двигателей.

Сейсмостойкое здание, сооружение имеет фундамент 1, надфундаментную часть 2, ограничители 3 горизонтальных перемещений, скользящие опоры 4, стойку 5 с шарнирами на концах, подпятники 6 и 7, рычаги 8, жестко прикрепленные к противоположным сторонам стойки, на концах которых подвешены балансиры 9, выполненные в виде реактивных силовых установок, площадку-диск 10, прикрепленную к подпятнику 6, штифты-ограничители 11, чеки 12 с пиропатронами 13, грузы 14, барабан 15, связанный через блоки 16 гибкими связями

17 с грузами 14, чеки грузов 18, упоры 19, устройство 20 управления и обработки информации, датчик 21 ускорения с выходами

22, по которым выдается сигнал о азимуте сейсмовоздействия, и 23, по которым вудается сигнал о величине воздействия, датчик

24 перемещения с аналогичными выходами

25 и 26, На фиг, 3 приведена система фиксации штифта-ограничителя 11 в верхнем положении. Пиропатроны снабжены электрическими воспламенителями 27.

Упоры 19 размещены на рычагах 8, имеющих форму коромысла, а двигатели установлены под углом к продольной оси рычагов.

На фиг. 6 показана установка двигателей по продольной оси рычагов при жестком креплении стойки 5 к конструкции и обеспечении вращения с помощью подшипника 28, запрессованного в рычагах, Сейсмостойкое здание, сооружение используютт следующим образом..

Сейсмостойкое быстро меняющееся возмущение воспринимается датчиком 21 ускорения, а медленно.. меняющаяся нагрузка, приводящая к смещению надфундаментной части относительно фундамента, воспринимается датчиком 22 перемещения.

С его выходов сигналы о направлении воздействия и его. величине поступают на устройство 20 управления и обработки информации, которое формирует команды и выдает их на исполнительные устройствапиропатроны 13 (входы а1..-.аз и б1, б2) и :. реактивные силовые установки 9 (входы в1,в2) в определенной последовательности.

Сначала срабатывают пиропатроны, освобождающие чеки 12 штифтов 11, располо,женных по направлению возмущающего воздействия на здание, сооружение. Штиф; ты-ограничители проваливаются в отверстия до упора головкой в диск 10. Затем срабатывают пиропатроны, освобождаю- .. 1735496 щие чеки 18 грузов 14. Грузы освобождаются и при опускании приводят во вращение барабан 15 через гибкие связи 17. Перемещение барабана и связанной с ним стойки

5 и рычагов 8 происходит до упора в штиф- 5 ты-ограничители 11. После этого выключа-. ются силовые установки на время, необходимое для создания компенсирующей силы. При увеличении сейсмоудара или смещения конструкции величина компенси- 10 рующей силы может быть увеличена путем увеличения мощности двигателя или включением нескольких двигателей иэ связки реактивной силовой установки 9.

Перемещение надфундаментной части 15 ограничивается упорами 3, а ход рычагов в вертикальном направлении — упорами 19.

Для более надежного ограничения упоры 19 могут быть перенесены на рычаги 8 (фиг. 4). а двигатели 9 установлены под уг- 20 лом к продольной оси рычагов. При этом можно создать необходимый крутящий момент на стойку и отказаться от гравитационного привода. Для создания крутящего момента можно использовать и дополни- -25 тельные двигатели небольшой мощности, установленные перпендикулярно к продольной оси рычагов.

В ряде случаев возможно отказаться от передачи компенсирующей силы через 30 стойку и шарнир, а прямо. формировать воздействие на надфундамеитную часть (фиг. 6) через жестко закрепленную стойку 5. При этом вращение рычагов обеспечивается ис-. пользованием подшипника 28. 35

Формула изобретения

1. Сейсмостойкое здание, сооружение, включающее надфундаментную часть и фун. дамент, в зазоре между которыми размеще- 40 ны ограничитель горизонтальных перемещений, скользящие опоры и заведенная верхним концом в подпятник стойка с шарнирами по концам и с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам рычагам., на свободных концах которых подвешены балансиры; о т л и ч а ю щ е ес я тем; что, с целью автоматизации компенсации сейсмических воздействий на здание. сооружение, стойка оснащена приводом вращения в виде закрепленного вокруг нее барабана с намотанной на него гибкой связью с перекинутыми через блок концами, на каждом из.которых закреплен груз, рычаги оснащены фиксатором поворота., выполненным в виде прикрепленной к подпятнику диска со сквозными отверстиями, в которых установлены штифты,с воэ- . можностью осевого перемещения, при этом балансиры выполнены в виде реактивных силовых установок, а штифты и грузы по-. средством пиропатронов и реактивные силовые установки подключены через устройство управления и обработки информации к датчикам перемещения и ускорения.

2. Здание. сооруженйе по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что реактивные силовые установки ориентированы в плане подуглом к продольной.оси рычага."

3. Здание, сооружение по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на концах рычагов закреплены дополнительные реактивные силовые установки, ориентированные в плане перпендикулярно продольной оси рычага, 4. Здание, сооружение по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что реактивные силовые установки размещены по продольной оси рычагов, а стойка выполнена:с поворотной втулкой, к которой. жестко прикреплены рычаги, 1735496

1735496

12

Фоа. 6

Составитель 8. Шитов

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

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

Заказ 1799 . .Тираж . Лодписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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