Сейсмостойкое здание

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4715893/33 (22) 11.07.89. (46) 30.03.93. Бюл. йа 12 (71) Алма-Атинский архитектурно-строительный институт (72) Г.Т.Аубакиров и А.Т.Аубакиров (56) Авторское свидетельство СССР

N 1379406, кл. Е 02 0 27/34, 1986.

Альберт И.У; и др,. Использование обратной засыпки для оптимизации параметров сейемоизолирующих фундаментов. Материалы конференций и совещаний по гидротехнике: "Повышение надежности . энергетических сооружений", Л.: Энергоатомиздат, 1989, с. 192-196. (54) СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ (57) Изобретение относится к конструкции сейсмостойких зданий. Цель изобретения— повышение надежности сейсмозащиты.

Сейсмостойкое здание включает подземную конструкцию, сваи, соединяемые с ростверком с помощью шарниров. Между

Изобретение относится к области стро .ительства и касается выполнения сейсмо-. стойких зданий.

Цель изобретения — повышение надежности сеймозащиты, На фиг.1 изображено описываемое сейсмостойкое здание, план; на.фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фйг.1; на фиг.4 — узел! на фиг.2; на фиг.5 — разрез

8 — 8 на фиг.4; на фиг.6 — разрез Г-Г на фиг.4.

Сейсмостойкое здание выполнено с подземной конструкцией 1 и фундамента из свай 2, обьединенных ростверком 3 посредством шарниров 4. Для увеличения податливости фундамента в горизонтальном направлении между подошвой ростверка и

„„5U ÄÄ 1805170 А1 (51)5 Е 02 0 27/34, Н 04 Н 9/02 подошвой ростверка и грунтом оставлен зазор; По контуру здания подземная конструкция.отделяется от окружающего грунта секциями ограждающей стены, устанавли- . ваемыми с зазором. Между секциями ограждающей стены установлены короба. подземная часть которых выполнена в плане разомкнутой в сторону обратной засып.— ки, а надземная часть имеет в плане замкнутое очертание. Полость коробов заполнена сыпучим материалом. Короба свободно установлены на плиты. На сыпучем материале установлен пригруэ, имеющий возможность перемещения вдоль направляющего стержня, размещенного в отверстии пригруза; Направляющий стержень жестко. крепится к верхней части короба посредст- Б вом рамы. По наружному контуру коробов по высоте устроены горизонтальные пояса скольжения. Связь панели-штампа с подземной частью здания осуществляется с помощью цилиндрических шарниров, тяги и . цапф. 6 ил.

00 грунтом оставляется зазор 5, а по контуру здания подземная конструкция отделяется от окружающего. грунта секциями ограждающей стены 6, устанавливаемыми с зазором

7. величина которого должна быть больше (. максимальной амплитуды колабания уилл.

Регулирование диссипативных свойств таких фундамантоа при горизонтальных: ко . лебаниях здайия во время землетрясения осуществляется за счет использования не- обратимых (пластических) деформаций грунта, окружающего подземную конструкцию здания. При этом достаточно эффективного рассеивания энергии колебаний сейсмоизолируемого здания можно достичь только в случае постоянного заполнения щелей. об1805170 разующихся при колебании здания относительно основания с тыльной стороны объекта между его подземной конструкцией и окружающим грунтом. Для обеспечения этого процесса установлены короба 8, нижняя подземная часть 9 которых имеет П-образное сечение в плане и обращена открытой стороной к обратной засыпке, а верхняя надземная часть 10 имеет замкнутое сечение в плане. Полость коробов 8 заполнена сыпучим материалом 11, например, песком, Короба 8 свободно установлены на плиты 12. В надземной части 10 короба 8, на сыпучем материале 11, установ. лены пригруз 13, имеющий возможность вертикального перемещения вдоль направляющего стержня 14, размещенного в отверстии 15 пригруза. Направляющий стержень жестко крепится к надземной части 10 короба 8 посредством рамы 16, Направленное действие на обратную засыпку коробов 8 обеспечивается их размещением между секциями ограждающих стен, имеющих в зоне примыкания коробов 8 боковые участки 17, ориентированные перпендикулярно к подземной конструкции. Для уменьшения сил трения между коробами 8 и обращенными к ним участками 17 секций ограждающих стен, а также между коробами 8 и подземной конструкцией 1 по нару>кному контуру коробов на-двух уровнях по их высоте устроены горизонтальные пояса скольжения 18, например, в виде стальных полос, заанкеренных в теле коробов. Связь короба с подземной конструкцией осуществляется с помощью цилиндрических шарниров 19, тяги 20 в виде пластины и цапф 21 и

22. Для пропуска шарнирных соединений в теле короба устроены отверстия 23, перекрываемые (во избежание проникания сыпучего материала) крышками 24 с прорезями для пропуска тяг. Продольные оси цилиндрических шарниров 19 ориентируются:перпендикулярно к плоскости работы коробов 8, а сами шарниры 19 для обеспечения проскальзыванияия секций стены относительно расположенных параллельно направлению колебаний устраиваются с люфтами, величиной большей YM >

ho йк» Yocr/(ha tg(45 р /2) + мах) где Х Уост — сумма остаточных смещений обратной засыпки в горизонтальном направлении за весь период землетрясения.

Фундамент сейсмостойкого здания с сейсмоизолирующими свойствами работает следующим образом. Допустим. что на некотором этапе колебаний здание движется вдоль одной из главных осей плана. Такое движение будет сопровождаться деформацией сжатия грунта в призмах выпора (площадка скольжения призмы выпора направлена по ликии О-б), образующихся в

"0 обратной засыпке по фронту движения подземной конструкции на участках размещения коробов 8. Большая часть этой деформации необратимая (пластическая) и является фактором,.обеспечивающим поглощение энергии колебаний.

Наряду с этим, при движении здания в рассматриваемом направлении на тыльной стороне здания короба, следуя за зданием, создают возможность для заполнения ще20 лей. образующихся за стенками коробов, сыпучим материалом. При этом сыпучий материал смещается вниз и в сторону подземной конструкции здания по линии сколь>кения о-а призмы обрушения. Интенсификации этого процесса способствует наличие пригруза, расположенного в верхней части столба сыпучего материала, то есть пригруэ призван обеспечить гарантированное смещение сыпучего материала по приз30 ме обрушения.

Таким образом, движение здания в противополо>кном, рассматриваемому выше, направлении начнется в условиях полного контакта подземной конструкции через ко35 роба и сыпучий материал с обратной засыпкой. При этом процесс поглощения энергии колебаний будет аналогичен вышеописанному. Очевидно, что аналогичная картина работы коробов, сыпучего материала и об40 ратной засыпки будет наблюдаться по фронту и с тыльной стороны здания при . любом ограниченном количестве циклов колебаний.

При колебаниях.в рассматриваемой

45 плоскости стены подземной конструкции здания, расположенные параллельно плоскости движения будут проскальзывать по поясам скольжения примыкающих коробов.

Возможности таких смещений способствует 50 наличие люфтов вдоль продольных осей цилиндрических шарниров, соединяющих короба с подземной конструкцией здания.

При заданной допустимой амплитуде колебаний уровень поглощения энергии ко55 лебаний при применении рассматриваемой конструкции регулируется следующими параметрами: высотой подземной конструкции здания, шириной и количеством коробов с сыпучим материалом, включаемых в работу при рассматриваемом направ1805170

5 лении движения, характеристиками грунта в обратной засыпке в пределах призм выпора.

Использование изобретения позволяет повысить надежность работы фундамента 5 эа счет более четкой схемы функционирования поглотительной энергии колебания, за счет работы механизма непрерывного заполнения щелей независимо от внешнего источника энергии, и эа счет выключения из 10 работы тех механизмов непрерывного заполнения щелей, которые расположены параллельно направлению колебаний.

Формула изобретения 15

Сейсмостойкое здание, включающее сваи с эаглубленным ростверком, нижняя поверхность которого расположена с зазором относительно грунтового основания, подземную конструкцию, раамещенную в 20 грунте с зазором относительно подземной конструкции, ограждающую стену из секций, между которыми установлены энергопоглотители, каждый иэ которых оснащен приспособлением для непрерывной подачи сыпучего материала к боковой поверхности подземной конструкции, отл ич а ю щеес я тем, что, с целью повышения надежности сейсмозащиты, каждый энергопоглотитель выполнен в виде короба с надземной частью, замкнутой в плане, и подземной частью, разомкнутой в плане в сторону, противоположную подземной конструкции, а приспособление для непрерывной подачи сыпучего материала выполнено в виде установленного на верти-: кальной направляющей пригрузке, размещенного на поверхности заполняющего короб сыпучего материала, при этом короб посредством цилиндрических шарниров прикреплен к подземной конструкции и оснащен расположенными в двух уровнях поясами скольжения- в виде заанкеренных в тело короба стальных полос, а цилиндрические шарйиры установлены с возможностью осевого перемещения относительно крепления их осей. фиг. 7

1805170

Ф08. 2 аг.

Фиг. Р

Фиг. 4

М

79)

4ие.о

Составитель Г.Гаврищук

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 928 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