Каркас сейсмостойкого здания

 

Использование: строительство каркасов сейсмостойких зданий. Сущность изобретения: в ячейках, образованных колоннами и ригелями, размещены наклонные связи в виде двутавровой балки. Последняя установлена стенкой в горизонтальной плоскости. Наклонные связи расположены в двух вертикальных смещенных относительно друг друга плоскостях и прикреплены к балке. Точка пересечения осей наклонных связей находится на горизонтальной плоскости, которая проходит по оси стенки балки. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении каркасов одноэтажных и многоэтажных зданий в сейсмических районах.

Известен каркас здания с вертикальными связями, распорками и раскосами, позволяющими обеспечить жесткость здания [1].

Недостатком таких каркасов является низкая циклическая прочность связей при работе на знакопеременные сейсмические нагрузки.

Наиболее близким по достигаемому результату является каркас сейсмостойкого здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены наклонные связи, объединенные между собой металлической балкой двутаврового сечения [2].

Расцентровка связей позволяет повысить их податливость за счет вызываемых изгибающих моментов в распорке связей от горизонтальных воздействий и повысить несущую способность каркаса в условиях сейсмических воздействий.

Недостатком указанного решения является большая металлоемкость распорок из двутавровых балок из-за их большой гибкости в горизонтальной плоскости, т.е. в плоскости наименьшей жесткости балки, имеющей в этой плоскости свободную длину, вдвое превышающую свободную длину в вертикальной плоскости, в которой жесткость балки максимальная, а сама балка развязана наклонными связями.

Задача изобретения - снижение металлоемкости и сейсмических нагрузок на здание за счет снижения продольной жесткости каркаса.

Это достигается тем, что двутавровая балка установлена стенкой в горизонтальной плоскости, а верхние и нижние наклонные связи расположены в двух смещенных относительно друг друга вертикальных параллельных плоскостях и прикреплены к балке с размещением точки пересечения осей наклонных связей на горизонтальной плоскости, проходящей по оси стенки балки.

На фиг.1 изображен каркас одноэтажного здания, продольный разрез по колоннам с ячейкой каркаса со связями; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (с указанием вертикальных плоскостей наклонных связей); на фиг.3 - узел I на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Каркас сейсмостойкого здания содержит колонны 1 и ригели 2, образующие ячейки 3, в которых размещены наклонные связи 4. Верхние и нижние части последних расположены в двух смещенных относительно друг друга вертикальных плоскостях 5. Наклонные связи 4 объединены между собой в ячейке 3 двутавровой металлической балкой 6, расположенной стенкой 7 в горизонтальной плоскости. Вертикальные плоскости 5 расположены в пределах высоты двутаврового сечения балки 6.

Наклонные связи 4 прикреплены к балке 6 с размещением точки 8 пересечения их осей 9 на горизонтальной плоскости, проходящей по сои 10 стенки 7 балки 6. Сечение двутавровой балки 6 назначают таким, что при расчетных сейсмических нагрузках в средней части балки 6 возникают пластические деформации от изгибающих моментов в горизонтальной плоскости балки 6, за счет чего поглощается значительная часть энергии сейсмических воздействий, вследствие чего повышается сейсмостойкость здания. При этом вдвое уменьшается свободная длина балки 6 в плоскости наименьшей жесткости вследствие развязки ее в вертикальной плоскости раскосами связей 4. В ряде случаев снижается и трудоемкость изготовления балки 6 за счет возможности отказа от фасонок 11 наклонных связей 4.

Конструкция каркаса проста в изготовлении, что позволяет снизить его продольную жесткость, уменьшить сейсмические нагрузки и расход материалов (металла) на каркас здания, и отличается высокой энергопоглощающей способностью, что гарантирует сохранность зданий при сильных землетрясениях.

Формула изобретения

КАРКАС СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены наклонные связи, объединенные металлической балкой двутаврового сечения, отличающийся тем, что двутавровая балка установлена стенкой в горизонтальной плоскости, а верхние и нижние части наклонных связей расположены в двух смещенных одна относительно другой вертикальных параллельных плоскостях и прикреплены к балке с размещением точки пересечения осей наклонных связей на горизонтальной плоскости, проходящей по оси стенки балки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4