Каркас сейсмостойкого сооружения

Каркас сейсмостойкого сооружения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КАРКАС СЕЙСМОСТОЙКОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий образующие ячейки стойки и ригели и размещенные в ячейках перекрестные диагональные связи, снабженные расположенным в центре ячейки прямоугольным стержневым контуром, к углам которого прикреплены концы диагональных связей, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости каркаса, диагональные связи соединены с углами рамки шарнирно, а стержни рамки между собой - посредством цилиндрических упругопластических шарниров , каждый из которых образован выполнением конца одного из соединяемых стержней в виде корпуса,а конца другого стержня -в виде фигурного пальца, входящего в корпус первого стержня, при этом корпус имеет концентрические цилиндрические выемки, средняя из которых выполнена с выступом, а фигурный палец - соответствующие выемки корпуса выступы, средний из которых снабжен эксцентриком, взаимодействующим с выступом средней выемки корпуса и расположен в выемке корпуса с образованием полости, заполненной пластическим материалом, i причем выступ корпуса и эксцентрик фигурного пальца ориентированы в од (Л ну сторону и выполнены симметричными относительно плоскости, проходящей через ось враицения цилиндрического шарнира и середину выступа и эксцентрика . 4; х эо ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 6,7

Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3498520/29-33 (22) 01.09.82 (46) 23.02.84. Бюл. Р 7 (72) Л.Ф.Штанько (53) 699. 841 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 393423, кл. Е 04 Н 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 562630, кл. Е 04 Н 9/02, 1974 (прототип) . (54)(57) KAPKAC СЕЙСМОСТОИКОГО

СООРУЖЕНИЯ, включающий образующие ячейки стойки и ригели и размещенныев ячейках перекрестные диагональные связи, снабженные расположенным в центре ячейки прямоугольным стержневым контуром, к углам которого прикреплены концы диагональных связей, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости каркаса, диагональные связи соединены с углами рамки шарнирно, а стержни рамки между собой — посредством ци„„SU„„10?4985 А линдрических упругопластическихшарниров, каждый из которых образован выпол-. нением конца одного из соединяемых стержней в виде корпуса,а конца другого стержня — в виде фигурного пальца, входящего в корпус первого стержня, при этом корпус имеет концентрические цилиндрические выемки, средняя из которых выполнена с выступом, а фигурный палец — соответствующие выемки корпуса выступы, средний из которых снабжен эксцентриком, взаимодействующим с выступом средней выемки корпуса и расположен в выемке корпуса с образованием полости, заполненной пластическим материалом, причем выступ корпуса и эксцентрик фигурного пальца ориентированы в одну сторону и выполнены симметричными ф/ относительно плоскости, проходящей через ось вращения цилиндрического С шарнира и середину выступа и эксцентрика.

1074985

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в конструкциях каркасов сейсмостойких зданий и причальных сооружений эстакадного типа.

Известен каркас сейсмостойкого здания, включающий стойки, ригели и размещенные в ячейках перекрестные диагональные связи (1).

Недостатком такого каркаса является то, что при сейсмических нагруэ- о ках, превышающих расчетную величину, в диагональных связях могут возникнуть остаточные удлинения, которые не исчезнут при изменении действия сейсмических сил на обратное, так как при сжатии вытянутой диагональной связи вследствие сравнительной ее гибкости она будет терять уСтойчивость и выпучиваться. В результате остаточные удлинения диагональ- 20 ных связей будут нарастать с каждым нагружением, что может привести к разрыву связи, либо к повреждению

KoHструкции каркаса.

Наиболее близким к изобретению является каркас сейсмостойкого здания, включающий образующие ячейки стойки и ригели и размещенные в ячейках перекрестные диагональные связи, снабженные расположенным в центре ячейки прямоугольным стержневым контуром, к углам которого прикреплены концы диагональных свя.ей (2) .

Недостатками известного каркаса являются сравнительно низкие энергоемкость и выносливость энергопоглотителя в виде прямоугольной рамки с жесткими узлами. Иэ-эа высокого уровня концентрации напряжений в жестких угловых соединениях рамки развиваются трещины, приводящие к разрушению рамки после 3 — 5 циклов.

Цель изобретения — повышение сейсмостойкости каркаса.

Укаэанная цель достигается тем, что в каркасе сейсмостойкого сооружения, включающем образующие ячейки стойки и ригели и размещенные в ячейках перекрестные диагональные связи, снабженные расположенным в центре ячейки прямоугольным стержневым контуром, к углам которой прикреплены концы диагональных связей, последние соединены с углами рамки шарнирно, а стержни рамки между собой — посредством цилиндрических упругопластических шарниров, каждый из которых образован выполнением конца одного из соединяемых стержней в виде корпуса, а конца другого стержня — в виде Фигурного 6О пальца, входящего в корпус первого стержня, при этом корпус имеет концентрические цилиндрические выемки, средняя иэ которых выполнена с выступом,, а фигурный палец — соответ ствующие выемкам корпуса выступы, средний иэ которых. снабжен эксцентриком, взаимодействующим с выступом средней выемки корпуса и расположен в выемке корпуса с образованием полости, заполненной пластическим материалом, причем выступ корпуса и эксцентрик фигурного пальца ориентированы в одну сторону и выполнены симметричными относительно плоскости, проходящей через ось вращения цилиндрического шарнира и середину выступа и эксцентрика.

На фиг. 1 изображена ячейка каркаса с диагональными связями и стержневой рамкой; на фиг. 2 — узел

1 на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

А-A на фиг. 2; на фиг. 4 — то же, другой вариант; на фиг. 5 — разрез

Б-Б на Фиг. 3; на фиг. б — разрез

Б-Б на Фиг. 4; на фиг. 7 — сечение

В-В на фиг. 2.

Каркас сейсмостойкого сооружения включает образующие ячейки 1 стойки

2 и ригели 3 и размещенные в ячейках 1 перекрестные диагональные свя.зи 4, снабженные расположенным в центре ячейки 1 прямоугольным стержневым контуром 5, к углам б которого шарнирно прикреплены концы диагональных связей 4.

Узлы соединения стержней контура

5 между собой выполнены в виде цилиндрических упругопластических шарниров 7. Каждый шарнир 7 образован выполнением конца одного из соединяемых стержней 8 в виде корпуса 9, имеюшего концентрические цилиндрические выемки 10 — 12, а конца другого стержня — в виде фигурного пальца

13, имеющего выступы 14 — 16, соответствующие выемкам 10 — 12 корпуса 9.

B средней выемке 11 корпуса 9 образован выступ 17,а на среднем выступе 15 фигурного пальца 13 выполнен эксцентрнк 18,взаимодействующий с выступом 17 средней выемки 11. Средний выступ

15 пальца 13 расположен в средней выемке 11 корпуса 9 с образованием полости 19, заполненной пластичным материалом 20, например, свинцом, Взаимодействующие между собой поверхности корпуса 9, фигурного пальца

13 и заполнителя 20 покрыты тонким слоем конснстентной смазки.

Между кольцевыми поверхностями контакта корпуса 9 с фигурным пальцем 13 установлены кольцевые уплотнители 21 и 22. Неразъемность шарнира 7 обеспечена осевым болтом 23, имеющим на концах фиксаторы в виде стопорных шайб 24 или реэьбового соединения. Узлы соединения стержней контура 5 с диагональными связями 4 выполнены в виде шарниров стандартной конструкции 25.

1074985

А-А огиз

22.

12 15 19

24 фиа3 фиг.2

Диагональные связи 4 снабжены талрепами 26, предназначенными для выбирания люфтов в шарнирных соединениях и для обеспечения предварительного натяжения диагональных связей.

Конструкция работает следующим об разом.

При сейсмических колебаниях ячейка 1 каркаса деформируется. Возникающие в диагональных связях 4 растягив ающи е усили я выз овут перекос стержневого контура 5, обусловленный вращением в шарнирах 7. Поворот паль ца 13 относительно корпуса 9 сопровождается поглощением энергии, затраченной на выдавливание пластичного заполнителя 20 либо через сужение, образованное выемкой 11 на корпусе 9 и эксцентриком 18 пальца 13, либо выступом 17 на корпусе 9 и средним выступом 15 на пальце 13 из той части объема, куда при повороте перемещается эксцентрик 18.

Поглощение энергии сейсмических колебаний в упругопластических шарнирах 7 приводит к уменьшению сейсмических сил, возникающих при землетрясении. Кроме того, при перегруз ках обеспечивается сохранность диагональных связей 4, поскольку при удлинении диагонали ячейки 1, благодаря развитию в шарнирах 7 пластических деформаций, усилия в диагональной связи 4 не увеличиваются.

Параметры энергопоглотителя подбираются и условия, чтобы усилия, вызывающие остаточные повороты в улругопластических шарнирах 7, не мог\ ли вызвать остаточных удлинений диагональных связей 4, а также разру- . шения элементов стержневого контура

5 или узлов их соединения.

В другом варианте конструкции шарнира 7 (фиг. 4 и 6) эксцентрик

18 фигурного пальца 13 сопрягается с выемкой 11 корпуса 9, а сужение, через которое выдавливается пластичный заполнитель 20 при вращении шар1О нира 7, образовано выступом 17 на выемке 11 корпуса 9.

Возможны варианты конструкции шарниров 7, у которых для достижения более мягкой работы энергопогло15 тителя эксцентрик 18 (фиг. 5) или выступ 17 (фиг. 6) расположены в средней части высоты, заполненной пластичным материалом 20.

Конструкция каркаса обладает более высокими надежностью и выносливостью по сравнению с известной. Это достигается более эффективным поглощением энергии колебаний в уг- угопластических шарнирах, а также боль25 шими воэможностями в восприятии значительных перекосов стержневого контура без его повреждения. Анализ работы экструзионных поглотителей осевого типа позволяет предположить, 3р что основные показатели энергоемкости и долговечности (способность выдерживать более 3000 циклов без изменения свойств энергопоглотителя), а также диаграмма нагрузки, близкая диаграмме Прандтля, имеют место и в предлагаемом упругопластическом шарнире (энергопоглотителе углового типа) .

11 е

®20

Фиг. f

fS

11

19,гО

Фиг.?

Составитель Г.Иванова

Редактор H.Áîáêoâà Техред Л.Мартяшова Корректор В.Гирняк

Заказ 471/29 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Ужгород, ул.Проектная, 4