Многоэтажное сейсмостойкое здание

 

Использование: строительство сейсмостойких зданий с подвижными связями в уровне первого этажа. Сущность изобретения: пространственно жесткие верхние этажи оперты на перекрытие первого гибкого этажа. Стойки последнего установлены на перекрытии подвала, имеют крестообразное поперечное сечение и соединены шарнирно с перекрытиями первого этажа и подвала. 6 ил.

Изобретение относится к строительству и предназначено для зданий, строящихся в сейсмически опасных районах.

Известно сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткий каркас, столбчатые фундаменты, в стаканах которых расположены подвижные связи, находящиеся в упругой среде. Через подвижные связи проходят предварительно напряженные стержни.

Недостатком этого здания является то, что при сейсмических воздействиях подвижные связи, находясь в упругой среде в теле фундамента, ограничивают горизонтальные перемещения и незначительно уменьшают сейсмические воздействия на здания, тем самым ограничивают область применения такого решения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие верхние этажи, опертые на гибкие в горизонтальном направлении стойки нижнего этажа, которые имеют сферическую форму центральной части торцов и соединены с перекрытием и с фундаментом.

Недостатком этого технического решения является то, что после разрушения включающихся связей во время землетрясения необходимо немедленное их восстановление, что не всегда практически осуществимо. Изготовление стоек с сферическими торцами и высокопрочными контактными поверхностями требует высокой точности, присущей скорее машиностроительному производству, чем строительной телескопии, что ограничивает массовость применения этой конструкции.

Цель предлагаемого изобретения - снижение инерционных сил и повышение степени устойчивости здания при сейсмических воздействиях и повышение технологичности изготовления подвижных связей.

Поставленная цель достигается тем, что в многоэтажном сейсмостойком здании, включающем верхние пространственно жесткие этажи, образованные колоннами, ригелями, перекрытиями, покрытием и стеновыми панелями, первый этаж выполнен гибким. На первом этаже здания расположены подвижные связи, представляющие собой стойки с закругленными верхним и нижним торцами, шарнирно соединенными с перекрытиями первого этажа и подвала. Каждая стойка образована парой панелей, имеющих вырез на одной из горизонтальных граней и соединенных между собой посредством заведения паза одной из них в паз другой с образованием крестообразного сечения стойки. Такие подвижные связи значительно улучшают работу всего здания при сейсмических воздействиях. Это подтверждается проведенными исследованиями в лабораторных условиях на малых моделях. Подвижные связи предложенной конструкции технологичны как при изготовлении в заводских условиях, так при возведении зданий.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема многоэтажного сейсмостойкого здания, общий вид; на фиг.2 - план первого этажа, разрез I-I на фиг.1; на фиг. 3 - узел шарнирного соединения подвижных связей с опорными частями на фиг. 1; на фиг.4 и 5 - подвижные связи в работе, возникают соответствующие возвратные моменты; на фиг.6 - элементы подвижных связей.

Описываемый гибкий этаж включает нижнюю опорную часть, являющуюся перекрытием подвала; верхнюю опорную часть 2, являющуюся перекрытием первого этажа; подвижные связи 3, жестко соединенные в опорных частях в виде конических уширений (воронки) 5.

В состоянии покоя на подвижные связи 3 действует только вертикальная сила Q. В процессе землетрясения на подвижные связи 3 наряду с вертикальной силой Q действует и горизонтальная сила F. Под действием силы F нижняя опорная часть 1 начинает перемещаться относительно верхней опорной части 2. Расположенные между опорными частями подвижные связи 3 начинают катиться, вертикальные стержни 4, свободно перемещаясь в отверстиях 5, искривляются. Подвижные связи катясь, плавно приподнимают верхнюю опорную часть над нижней, вертикальные стержни фиксируют положение подвижных связей.

Радиус кривизны торцов подвижных связей может изменяться в пределах: H/2 ≅ R < ∞ .

Отсюда вытекают частные случаи: При R = H/2 подвижная связь превращается в цилиндр с горизонтальной осью или в шар. В этом случае возвратный момент не появляется.

При R = ∞ подвижная связь превращается в цилиндр с вертикальной осью и горизонтальными плоскими торцами. В этом случае на здание передаются большие сейсмические нагрузки.

При H/2 <R ≅ Н подвижная связь обладает свойством Ваньки-встаньки и способна сохранять состояние устойчивого равновесия и возвращаться в исходное под действием вертикальной силы.

Формула изобретения

МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ, включающее верхние пространственно жесткие этажи, образованные колоннами, ригелями, перекрытиями, покрытием и стеновыми панелями, и первый гибкий этаж из стоек с закругленными верхним и нижними торцами, шарнирно соединенными с перекрытием первого этажа, отличающееся тем, что здание выполнено с подвалом, а каждая стойка образована парой панелей, имеющих вырез на одной из горизонтальных граней и соединенных между собой посредством заведения паза одной из них в паз другой с образованием крестообразного сечения стойки, нижний торец которой шарнирно соединен с перекрытием подвала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6