Каркас сейсмостойкого здания

 

Использование: строительство каркасов сейсмостойких зданий. Сущность изобрете2 ния: в ячейках, образованных колоннами и ригелями, размещены наклонные предварительно-напряженные связи. Они прикреплены одним концом в углах ячеек, а другим обеъдинены в центре ячеек прямоугольным контуром с горизонтальными стержнями и вертикальными элементами, шарнирно соединенными с последними. Вертикальные элементы контуров выполнены в виде пружин , узлы крепления которых со стержнями размещены между диагоналями ячеек и колонн . Связи шарнирно соединены с колоннами и с узлами соединения стержней и пружин ячеек. 3 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 04 Н 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893965/33 (22) 25,12.90 (46) 30,01.93. Бюл. N. 4 (71) Государственный головной проектный институт "Казахский Промстройпроект" (72) А,Д.Амалбашян (56) Авторское свидетельство СССР

N. 562630, кл, Е 04 Н 9/02, 1974, Авторское свидетельство СССР

¹ 1074985, кл, Е 04 Н 9/02, 1982, (54) КАРКАС СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ (57) Использование: строительство каркасов сейсмостойких зданий. Сущность изобретеИзобретение относится к,строительству и может быть использовано при возведении сейсмостойких зданий.

Известен связевой каркас сейсмостойкого здания, включающий колонны, ригели и диагональные перекрестные связи, на пересечении которых размещен прямоугольный стержневой контур, предназначенный для повышения надежности работы каркаса за счет развития в его элементах знакопеременных пластических деформаций.

Недостатком такой конструкции каркаса является наличие жестко соединенных входящих углов в прямоугольном контуре, где возникает высокая концентрация напряжений, вызывающая сквозные трещины и резкое снижение несущей способности связей и их разрушение, Известен каркас сейсмостойкого здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки и размещенные в них по диагоналям связи, объединенные замкнутым контуром, расположенным в центре. Ж 1791б11 А1 ния: в ячейках, образованных колоннами и ригелями, размещены наклонные предварительно-напряженные связи, Они прикреплены одним концом в углах ячеек, а другим обеъдинены в центре ячеек прямоугольным контуром с горизонтальными стержнями и вертикальными элементами, шарнирно соединенными с последними. Вертикальные элементы контуров выполнены в виде пружин, узлы крепления которых со стержнями размещены между диагоналями ячеек и колонн, Связи шарнирно соединены с колоннами и с узлами соединения стержней и пружин ячеек. 3 ил.

l» ячеек и жестко прикрепленным к связям.

Замкнутый контур выполнен в виде кольца.

Недостатком такого каркаса является пониженная надежность при больших уровнях сейсмического воздействия, ко да кольцевой контур претерпевает значительные деформации. Снижению сейсмостойкости способствует и жесткое соединение контура сО с ветвями связей. При сейсмических знакопеременных нагрузках в этих узлах появляются сквозные трещины, приводящие к резкому снижению несущей способности.

К недостаткам этого решения следует отнести и сложность изготовления стального кольцевого контура. Ъ

Наиболее близким по технической сущ ности и достигаемому результату к предложенному решению является каркас сейсмостойкого сооружения, включающий образующие ячейки колонны и ригели и размещенные в ячейках перекрестные диагональные связи, объединенные расположенным в центре ячейки прямоугольным

1791611 стержневым контуром, к углам которого прикреплены концы диагональных связей, а стержни рамки между собой соединены посредством цилиндрических упругопластических шарниров, полости которых заполнены пластическим материалом.

Недостатком этого решения является то, что при развитии в цилиндрических шарнирах пластических деформаций в каркасе нет элементов, работающих в упругой стадии, способных возвратить каркас в первоначальное вертикальное положение, При этом будет происходить накопление недопустимых односторонних деформаций, в результате чего может происходить разрушение каркаса не только от сейсмических нагрузок, но и от BBTDGBblx нагрузок, воздействующих на каркас постоянно. Из-за больших крутящих моментов, возникающих в упругопластических цилиндрических шарнирах, стержни прямоугольного контура будут испытывать большие изгибающие усилия, для восприятия которых потребуется сечение их увеличить на порядок.

Цель изобретения — повышение надежности каркаса при сейсмических перегрузках .и снижение материалоемкости и трудоемкости монтажа, Указанная цель достигается тем, что в каркасе сейсмостойкого здания, включающем колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены наклонные предварительно-напря>кенные связи, прикрепленные одним концом в углах ячеек, а другим

KoHLом обьединенные в центре каждой ячейки прямоугольным контуром с горизонтальными стержнями и шарнирно соединенные с узлами шарнирного крепления стержней и вертикальных элементов контура, вертикальные элементы контуров выполнены в виде растянутых пружин, а узлы крепления последних со стержнями размещены между диагоналями ячеек и колонна.ми, причем связи шарнирно соединены с колоннами.

На фиг.1 изображена ячейка каркаса сейсмостойкого одноэтажного здания; на фиг.2 — ячейка каркаса сейсмостойкого многоэтажного здания; на фиг,3 — ячейка каркаса с положением ее элементов до и во время сейсмических воздействий, Каркас здания включает колонны 1 и ригели 2, образующие ячейки 3, в которых размещены наклонные предварительно-напряженные связи 4, прикрепленные одним концом в углах ячеек к колоннам 1 шарниром 5, а другим концом 6 к прямоугольному контуру 7, расположенному в центре ячейки и состоящему из горизонтальных стержней

30 5

0 и вертикальных элементов в виде растянутых пружйн 9.

Работа каркаса сейсмостойкого здания осуществляется следующим образом. При действии на каркас горизонтальной нагрузки верхние ветви наклонных связей 4 и верхний стержень 8 контура 7 поступательно перемещаются, увеличивая растяжение вертикальных элементов 9 контура 7, На фиг,3 показано положение элемен-. тов связевой ячейки 3 в момент воздействия горизонтальной нагрузки слева направо.

Усилия, возникающие в наклонных связях 4, передаются прямоугольному контуру 7 и изменяют вертикальное расстояние между концами пружины 9 и, таким образом, происходит растяжение пружин 9. Деформация пружин 9 сопровождается поглощением энергии сейсмического воздействия, Причем, величина поглощения энергии зависит от жесткости пружин 9 и может изменяться в широких пределах, Увеличивает эффект снижения сейсмической нагрузки и расположение узлов 6 между колонной 1 и диагональю ячейки 3.

Благодаря такому расположению узлов 6 усилие, передаваемое наклонной ветвью 4 элементам прямоугольного контура 7, перераспределяется; на вертикальные элементы

9 усилие увеличивается, а на горизонтальные стержни 7 уменьшается. В результате этого можно путем подбора жесткости пру>кин 9 и расположения узлов 6 уменьшить величину сейсмического воздействия на здания, 3а счет того, что жесткость связей можно менять в широких пределах, в результате оптимального проектирования можно уменьшить вес и количество связей, В качестве пружин можно использовать готовые стандартные пружины растяжения, широко используемые, например, в машиностроении.

Формула изобретения

Каркас сейсмостойкого здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены наклонные предварительно-напряженные связи, прикрепленные одним концом в углах ячеек, а другим концом объединенные в центре каждой ячейки прямоугольным контуром с горизонтальными стержнями и шарнирно соединенные с узлами шарнирного крепления стержней и вертикальных элементов контура, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности каркаса при сейсмических перегрузках и снижения материалоемкости и трудоемкости монтажа, вертикальные элементы контуров выполнены в виде растянутых пружин, а узлы креп1791611 причем связи шарнирно соединены с колоннами, ления последних со стержнями размещены между диагоналями ячеек и колоннами, !

/

l

Составитель А.Амалбащян

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Юско

Редактор С,Ходакова

Заказ 142 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 о