Связь сейсмостойкого здания или сооружения

 

Использование: строительство сейсмостойких зданий, сооружений со связями, обеспечивающее улучшение условий эксплуатации здания, сооружения при сейсмических воздействиях за счет автоматического изменения параметров связи. Сущность изобретения: связь сейсмостойкого здания, сооружения включает вертикальный стержень, заанкерный верхним концом в вышерасположенной конструкции здания, сооружения и прикрепленный нижним концом к жесткому цилиндрическому элементу. Изобретение относится к строительству сейсмозащищенных зданий, сооружений. Известна комбинированная связь 1, выполненная в виде подпружиненного элемента с выпуклой торцевой поверхностью, причем на другой стороне связи, выполненной в виде плиты имеется гнездо для подпружиненного элемента и кольцевые выемки, а сама плита имеет возможность перемещаться по горизонтали до упоров. Недостатком такой связи является невозможность изменения параметров связи в процессе работы. Последний свободно установлен на дне цилиндрической выемки в нижерасположенной конструкции здания, сооружения с зазором относительно стенок выемки с возможностью горизонтального перемещения. Нижерасположенная конструкция снабжена размещенной в выемке емкостью, размеры которой соответствуют размеру выемки. Дно емкости имеет антифрикционное покрытие с внутренней стороны и обмотку с наружной стороны. В качестве демпферов используется ферромагнитная жидкость, размещенная в емкости на части высоты жесткого цилиндрического элемента Последний имеет форму диска, жестко соединенного со стержнем. Связь снабжена датчиками перемещения, которые установлены на верхней грани нижерасположенной конструкции и соединены со стержнем посредством жестких связей, акселерометром, размещенным на вышерасположенной конструкции , и устройством автоматической подачи напряжения на обмотку емкости, соединенным с датчиками перемещения и акселерометром, 3 ил. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является связь сейсмостойкого здания, сооружения 2, включающая вертикальный цилиндрический стержень, заанкеренный верхним концом в вышерасположенной конструкции здания, сооружения и прикрепленный нижним концом к жесткому цилиндрическому элементу, свободно установленному на дне цилиндрической выемки в нижерасположенной конструкции здания, сооружения с зазором относительно стенок выемки и соединенный с ними XJ О ю ю о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 04 Н 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870317/33 (22) 03.07.90 (46) 15.09,92. Бюл. ¹ 34 (71) Пензенский инженерно-строительный институт (72) В.Н.Каледа, А.А,Мельников и B.Ã,Øèòoâ (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 755988, кл. Е 04 Н 9/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 727825, кл. Е 04 Н 9/02, 1980, (54) СВЯЗЬ СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ

ИЛИ СООРУЖЕНИЯ (57) Использование: строительство сейсмостойких зданий, сооружений со связями, обеспечивающее улучшение условий эксплуатации здания, сооружения при сейсмических воздействиях за счет автоматического изменения параметров связи, Сущность изобретения; связь сейсмостойкого здания, сооружения включает вертикальный стержень, заанкерный верхним концом в вышерасположенной конструкции здания, сооружения и прикрепленный нижним концом к жесткому цилиндрическому элементу.

Изобретение относится к строительству сейсмозащищенных зданий, сооружений, Известна комбинированная связь 1, выполненная в виде подпружиненного элемента с выпуклой торцевой поверхностью, причем на другой стороне связи, выполненной в виде плиты имеется гнездо для подпружиненного элемента и кольцевые выемки, а сама плита имеет возможность перемещаться по горизонтали до упоров.

Недостатком такой связи является невозможность изменения параметров связи в процессе работы.

„„ Ы„„1761929 А1

Последний свободно установлен на дне цилиндрической выемки в нижерасположенной конструкции здания, сооружения с зазором относительно стенок выемки с возможностью горизонтального перемещения, Нижерасположенная конструкция снабжена размещенной в выемке емкостью, размеры которой соответствуют размеру выемки.

Дно емкости имеет антифрикционное покрытие с внутренней стороны и обмотку с наружной стороны. В качестве демпферов используется ферромагнитная жидкость, размещенная в емкости на части высоты жесткого цилиндрического элемента. Последний имеет форму диска, жестко соединенного со стержнем. Связь снабжена датчиками перемещения, которые установлены на верхней грани нижерасположенной конструкции и соединены со стержнем посредством жестких связей, акселерометром, размещенным на вышерасположенной конструкции, и устройством автоматической подачи напряжения на обмотку емкости, соединенным с датчиками перемещения и акселерометром, 3 ил, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является связь сейсмостойкого здания. сооружения 2, включающая вертикальный цилиндрический стержень, заанкеренный верхним концом в вышерасположенной конструкции здания, сооружения и прикрепленный нижним концом к жесткому цилиндрическому элементу, свободно установленному на дне цилиндрической выемки в нижерасположенной конструкции здания, сооружения с зазором относительно стенок выемки и соединенный с ними

1761929

10 демпферами в виде рессор из стальных полос, и ричем демпферы, размещенные вокруг цилиндрического элемента, выполнены из большего числа полос большей длины, чем демпферы, размещенные вокруг цилиндрического стержня.

Недостатком такой связи является невозможность автоматического изменения параметров связи.

Целью изобретения является улучшение условий эксплуатации здания, сооружения при сейсмических воздействиях за счет автоматического изменения параметров связи, Поставленная цель достигается тем, что в связи сейсмостойкого здания, сооружения, включающей вертикальный стержень, заанкеренный верхним концом в вышерасположенной конструкции здания, сооружения и прикрепленный нижним концом к жесткому цилиндрическому элементу, свободно установленному на дне цилиндрической выемки в нижерасположен ной конструкции здания, сооружения с зазором относительно стенок выемки и соединенный с ним демпферами с возможностью горизонтального перемещения, нижерасположенная конструкция снабжена размещенной в выемке емкостью, размеры которой соответствуют размеру выемки, а дно емкости имеет антифрикционное покрытие с внутренней стороны и обмотку с наружной стороны, причем в качестве демпферов используется ферромагнитная жидкость, размещенная в емкости на части высоты жесткого цилиндрического элемента, имеющего форму диска, жестко соединенного со стержнем, при этом связь снабжена датчиками перемещений, установленными на верхней грани нижерасположенной конструкции и соединенными со стержнем посредством жестких связей, акселерометром, размещенным на вышерасположенной конструкции и соединенным с ними устройством автоматической подачи напряжения на обмотку емкости, На фиг, 1 приведена структурная схема системы управления связью; на фиг. 2— связь сейсмостойкого здания, сооружения; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.2.

Связь содержит вышерасположенный элемент 1 конструкции, цилиндрический 2 элемент, вертикальный 3 стержень, заанкеренный верхним концом в вышерасположенной конструкции и прикрепленный нижним концом к цилиндрическому 2 элементу, нижерасположенный элемент конструкции 4, емкость 5, размещенная в выемке, дно 6 из антифрикционного материала, 15

55 крышку 7, ферромагнитную жидкость 8, обмотку 9 электромагнита.

Система управления содержит датчик пеоемещения 10 со связями 11 (на фиг.2 показано их размещение), акселерометр 12, установленный на вышерасположенной конструкции, устройство 13 автоматической подачи напряжения от источника 14 на обмотку 9 электромагнита, включающее устройство обработки информации 15, устройство управления 16, задающее устройство 17, усилитель 18, Работает связь следующим образом, При сейсмическом воздействии смещение сооружения, связанного с вышерасположенным элементом конструкции 1, будет происходить за счет горизонтального перемещения цилиндрического элемента 2 до упора в стенке емкости 5. Величина горизонтального усилия, при котором элемент 2 может перемещаться, определяется антифрикционными свойствами материала дна 6 емкости 5 и может регулироваться его подбором. В этом случае связь работает как скользящая опора. При появлении смещений конструкции связи ферромагнитная жидкость работает, как связь с жидким демпфером. При достижении инерционной силы, приложенной к сооружению и измеряемой двухкоординатным акселерометром 12, заданного значения, устройство обработки информации 15 и устройство управления 16 через усилитель 18 подключают обмотку 9 электромагнита к источнику электроэнергии 14, что приводит к изменению вязкости или переходу в твердую фазу ферромагнитной жидкости 8 и включению связи, Заданное значение силы задается задающим устройством 17, В системе управления используются принципы управления по отклонению и возмущению. В общем случае инерционная сила и смещение конструкций измеряются акселерометром 12 и датчиками перемещения 10, которые через связи 11 воспринимают перемещение. По величине перемещения, направлению перемещения, скорости перемещения и величине приложенной силы система управления 13 автоматически подает напряжение в обмотку 9 электромагнита необходимой величины, в результате чего изменяются параметры связи, чем обеспечивается включение или выключение связи в заданным переходным режимом.

Торможение выведенной из равновесия части сооружения при применении предложенной связи может проводиться по любому заданному алгоритму.

1761929

Фиг. I

Предлагаемая связь одновременно реализует принцип скользящей опоры, включающейся и выключающейся связи и системы с вязким демпфированием, 5

Формула изобретения

Связь сейсмостойкого здания или сооружения, включающая вертикальный ци,линдрический стержень, заанкеренный верхним концом в вышерасположенной 10 конструкции здания или сооружения и прикрепленным нижним концом к жесткому цилиндрическому элементу, свободно установленному на дне цилиндрической выемки в нижерасположенной конструкции 15 здания или сооружения с зазором относительно стенок выемки и соединенному с ними демпферами с возможностью горизонтального перемещения, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшения условий 20 эксплуатации здания или сооружения при сейсмических воздействиях за счет автоматического изменения параметров связи, нижерасположенная конструкция снабжена размещенной в выемке металлической емкостью, размеры которой соответствуют размерам выемки, а дно емкости имеет антифрикционное покрытие с внутренней стороны и обмотку — с наружной стороны, причем демпферы выполнены в виде ферромагнитной жидкости, размещенной в емкости на части высоты жесткого цилиндрического элемента, имеющего форму диска, жестко соединенного с цилиндрическим стержнем, а связь снабжена датчиками перемещений, установленными на верхней грани нижерасположенной конструкции и соединенными с цилиндрическим стержнем посредством жестких связей, акселерометром, размещенным на вышерасположенной конструкции, и соединенным в ними устройством автоматической подачи напряжения на обмотку емкости.

1761929

fa ъ, аф е .. . .д 1. ю. ° У

$ b b

Ф г Ю МРЕМ gdþ.24

9 6 602.2

А-А фог. З

Редактор Т. Иванова

Заказ 3241 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

ФД

06 î -о „ у . о еу у ° е ° ° ° °

s e. 3:.. А-- ъ ° b- >>

% . Э Л; а,, -, °

Ф " 3.

° ° .в . . 5

Ъ:0 io.в м => 11

Составитель В. Шитов

Техред М.Моргентал Корректор M. Ткач