Многоэтажное сейсмостойкое здание

 

%4Tь,т ..! 6. .ух °: « С1(63

Союз Советских

Социалистических

Республик () i) 737608

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

Е 04 Н 9/02 (22) Заявлено 10.01.78 (21) 2568341/29 — 33

) с присоединением заявки %

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30 05.80. Бюллетень № 20

/ па делам изобретений и открытий (53 ) УД К 699.841 (088.8) Дата опубликования описания 30.05.80 (72) Автор изобретения

Э. В. Нейбург (71) Заявитель

Воронежский филиал Института Союзгипролесхоз (54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ

Изобретение относится к области строитель- ства и предназначено для возведения зданий в сейсмических районах.

Известно сейсмостойкое здание, в котором сейсмоизолируемая часть здания подвешена к фундаменту рамного типа на стержнях; сво5 бодно пропущенных в каналах, выполненных в этих фундаментах. Размеры каналов обеспечивают свободные колебания сейсмоизолируемой части здания относительно фундамента (1). ,IO

Недостатком этого решения является отсутствие демпфирующих устройств, что приводит к продолжительному периоду затухания колебаний.

Известно демпфирующее устройство зданий, 15 представляющее собой систему сухого трения бетонных грузов по бетонной поверхности фундамента. При колебаниях здания грузы приводятся в движение железобетонными выно- . сами, одним концом жестко заделанными в перекрытие перемещающейся части здания (21.

Недостатком такого устройства является возникновение больших изгибающих моментов, возникающих в месте заделки консольных

2 выносов в перекрытие при перемещении здания. Известно сейсмостойкое здание, включающее каркас и панели заполнения, выполненные из отдельных). элементов, обжатых арматурными стержнями, пропущенными через каналы, образованные в элементах (3) .

Недостаток такого здания — ограничение возможностей архитектурно-планировочных решений из-за необходимости устраивать панели (диафрагмы) между стойками каркаса здания.

Кроме того, плотное примыкание диафрагмьт к каркасу здания при работе систем сейсмоизоляции (например, при выполнении сто- ° ек нижнего этажа со сферическими торцовыми поверхностями) в нерезонансном режиме усиливает высококачественные гармоники, увеличивает сейсмическую нагрузку и снижает чувствительность системы сейсмоизоляции.

Наиболее близко к изобретению сейсмостойкое здание с пространственно жесткими верхними этажами, опертыми на гибкие в горизонтальном направлении стойки нижнего этажа со сферическими торцами, верхние из которых соединены с жесткими этажами, а ниж3 7 ние — с фундаментом, помещенные с зазором в стаканы, имеющие стенки и днище и расположенные в фундаменте и нижней части первого жесткого верхнего этажа (4), Недостатокь taxoro здания заключается в необходимости расположения демпфирующих элементов вне стоек нижнего гибкого этажа.

В этом случае возникает необходимость гро - моздких систем сухого трения, размещаемых на всю высоту нижнего гибкого этажа, что приводит к снижению возможностей архитек- турно-планировочных решений здания.

Цель изобретения — расширение возможностей аухйтектурно-планировочных решений здания. при обеспечении ускорения затухания

его колебаний.

Эта цель достигается тем, что в многоэтажном сейсмостойком здании с пространственно жесткими-верхними этажами, опертыми на стойки нижнего этажа со сферическими торцами, помещенные с зазором в стаканы, имеющие стенки и днище и расположенные в фундаменте и нижней части первого жесткого верхнего этажа, стенки каждого из стаканов прижаты" к днищу подпружиненными стерж"-нями и размещены.с боковым зазором относительно соответствующих частей здания.

При таком решении до сейсмического толчка стойка является только несущим элементом каркаса здания. Во время толчка, когда соударение ее со стенками стакана вызывает относительное перемещение и трение прижатых элемейтов здания, стойка выполняет функции . конструкции, передающей усилия между относительно перемещающимися фундаментом и пространственно жесткими верхними этажами, В этот период стойка содействует демпфированию колебаний. При ограничении перемещений стенок стакана и, соответственно, стойки последняя является уже упором, ограничивающим амплитуду колебания здания в" низкочастотной фазе сейсмического воздействия.

37608 4 ких верхних этажей 1 осуществляется стержнями 9, пропущенными с зазором в каналах

10. Упругость стержня 9 обеспечивается креплением его верхнего конца к пружине 11, На фиг. 1 изображено многоэтажное сейсмостойкое здание, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — стакан с размещенны в нем концом стойки при сейсмическом воздействии.

Многоэтажное сейсмостойкое здание включает в себя пространственно жесткие верхние этажи 1, опертые на гибкие в горизонтальном направлении стойки 2, имеющие на концах торцовые сферические поверхности. Стойки 2 ,опираются на фундамент 3. Стенки 4 стакана имеют боковые выступы 5, размещенные с зазором 6 относительно упоров 7, выполненных заодно с нижней частью 8 жестких верхних этажей. Прижатие стенок 4 стакана и боковых выступов 5 к нижней части 8 жестзакрепленной на нижней части 8 жестких верхних этажей 1, через шарнир 12. Стержень 9 пропущен свободно через шарнир 12. Другой конец стержня 9 закреплен неподвижно с шарниром 13, размещенным в боковой поверхности 5 стенок стакана. Стойки 2 размещены с зазором 14 относительно стенок 4 стакана.

При стойках 2 высотой на этаж зазор 6 не будет превышать 50 мм.

При сейсмическом воздействии происходит смещение грунта с фундаментом 3 относительно пространственных жестких верхних этажей 1, которые, опираясь на стойки 2, при этом колеблются.

До приближения к резонансному режиму колебания здания свободны и амплитуда их не превышает зазора 14 между стойкой 2 и стенками 4 стакана. При приближении к резонансному режиму происходит соударение стойки со стенками стакана. Так как стенки стакана и боковые выступы прижаты стержнями 9 к нижней части 8 жестких верхних этажей, то силы трения препятствуют их смещению и оказывают демпфирующее воздействие на колебание здания. Стержни 9 не препятствуют таким колебаниям и не разрушаются, так как их поворот и удлинение будет компенсироваться шарнирами 12 и 13 и пружиной 11. Величина смещения стенок 4 стакана и боковых выступов 5 определяется величиной зазора 6 и ограничивается упором

7. Величина демпфирования зависит от фрикционных хараКтеристик трущихся поверхностей и силы прижатия подвижных стенок 4 стакана и боковых выступов 5 к нижней части

8 жестких верхних этажей. Возвращение здания в первоначальное положение обеспечено геометрическими характеристиками стоек.

Предлагаемое изобретение позволяет выполнять основные конструктивные элементы ниж45 него этажа здания в виде отдельных стоек м без устройства различных демпфирующих элементов, расположенных между ними. Этим расширяется возможность архитектурно-планировочных решений, а также достигается сни50 жение стоимости здания; является очень эфа фективным при демпфировании сейсмических колебаний с помощью системы сухого трения в случае реконструкции здания; обеспечивает демпфирование колебаний в тех случаях, когда по конструктивным или архитектурно-планировочным решениям размещение демпфирующих устройств между стойкаьщ не только не желательно, но и невозможно; позволяет более эффективно использовать материал

5 737608 6 стоек, так как в различные периоды стой шений, стенки каждого из стаканов прижаты ки выполняют различные функции цент к днищу подпр жиненными стержнями и разрально сжатого элемента каркаса здания, из. мешены с боковым зазором относительно

1 гибаемого элемента, передающего усилия на соответсТвующих частей здания. демпфирующую конструкцию и изгибаемого 5 Источники информации, элемента, ограничивающего амплитуду коле- принятые во внимание при экспертизе бания, здания (упора), 1. Заявка Японии К 52-4094, кл. 86/4, Формула изобретения 1975

Многоэтажное сейсмостойкое здание с про-, 2. Катен-Ярцев А. С. и др. Динамические странственно жесткими верхними этажами, î испытания зданий с гравитационными системаопертыми на стойки нижнего этажа со сфери- .ми сейсмоизоляции в Севастополе. Реферативческими торцами, помещенные с зазором в . ная информация ЦИНИС„сер. 14, "Сейсмостойстаканы, имеющие стенки и днище и располо- кое строительство."Отечественный и зарубежный женные в фундаменте и нижней части первого опыт", вып. 7 1977. жесткого верхнего этажа, о т л и ч а ю- 1 3. Авторское свидетельство СССР N 512279, щ е е с я тем, что, с целью обеспечения кл. Е 04 Н 9/02, 1974. ускорены затухания колебаний и расширения 4. Авторское свидетельство СССР P 554386, возможности архитектурно-планировочных ре- кл. Е 04 Н 9/02, 1977 (прототип).

737608

Составитель В. Иванов

Техред А.Щепанская

Корректор С. 111екмар

Заказ 2560/6

Филиал ППП "Патент", г..Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Веселовская

Тираж 772 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5