Сейсмостойкая опора

Сейсмостойкая опора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СЕЙСМОСТОЙКАЯ ОПОРА, включающая нижний и верхний опорные пояса с противолежащими расширяющимися к обращенным друг к другу поверхностям поясов углублениями, каждое из которых выполнено в средней части в виде сферы,а в периферийной - в виде усеченного конуса, и размещенный в углублениях поясов промежуточный подвижный элемент в виде тела вращения, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения вертикальных сейсмических нагрузок, промежуточный элемент выполнен составным из верхнего и нижнего оснований и размещенной между ними зафиксированной от горизонтальных перемещений плиты, причем на обращенных друг к поверхностях оснований и плиты образованы коаксиашьно расположенные кольцевые выемки, в которых установлены верхние и нижние упругие вкладьшш, каждый из которых выполнен в виде торовой оболочки, заполненной мате риалом с диссипативными свойствами, при этом торовые оболочки одной пары верхних и нижних вкладьшей расположены в соответствующих выемках без i зазоров и имеют;различные прочности, а торовые оболочки другой пары верх (Л них и нижних вкладышей расположены в соответствующих выемках с зазором относительно поверхностей выемок и также имеют различные прочности, причем прочность оболочек этой пары превьта .ет прочность оболочек первой пары . со

.СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) Е 02 Р 27i34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 3506557/29-33 (22) 02.11.82 (46) 15.03.84. Бюл. № 1О (72) Г.П. Иванов и Г. В. Иванова (71) Свердловский архитектурный институт (53) 624.159.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 661188448888, кл. Е 02 D 27/34, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР № 666266, кл. Е 02 D 27/34, 1977. (54)(57) СЕЙСМОСТОЙКАЯ ОПОРА, включающая нижний и верхний опорные пояса с противолежащими расширяющимися к обращенным друг к другу поверхностям поясов углублениями, каждое из которых выполнено в средней части в виде сферы,а в периферийнои — в виде усеченного конуса, и размещенный в углублениях поясов промежуточный подвижный элемент в вице тела вращения, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения вертикальных сейсмических нагрузок, промежуточный эле„SU„, 1 7 760 А мент выполнен составным из верхнего и нижнего оснований и размещенной между ними зафиксированной от горизонтальных перемещений плиты, причем на обращенных друг к друГу поверхностях оснований и плиты образованы коаксиально расположенные кольцевые выемки, в которых установлены верхние и нижние упругие вкладьппи,. каждый из которых выполнен в виде торовой оболочки, заполненной материалом с диссипативными свойствами, прн этом торовые оболочки одной пары верхних и нижних вкладышей расположены в соответствующих выемках без зазоров и имеют. различные прочности, Ж а торовые оболочки другой пары верхних и нижних вкладышей расположены в соответствующих выемках с зазором относительно поверхностей выемок и также имеют различные прочности, при- ф чем прочность оболочек этой пары превышает прочность оболочек первой пары.

1079760

Изобретение етносится к сейсмостойкому строительству, а именно к конструкциям опор сейсмических зданий, сооружений.

Известен фундамент сейсмостойкого здания, включающий опорные пояса со стаканами и цилиндрическую стойку со сферическими торцами, которые снабжены линзообраэными вкладьппами из материала, обладающего диссипативными 10 свойствами (11 .

Недостатками этой опоры являются малая деформативность в вертикальном и горизонтальном направлениях и нена1 дежность в эксплуатации. 15

Наиболее близким к предлагаемому является сейсмостойкая опора, включающая опорные пояса с противолежащими коническими углублениями, выполненными со сферическим углублением в их центре, между которыми размещен промежуточный подвижный элемент в . виде тела вращения )2$ .

Указанная опора снижает горизонтальную сейсмическую нагрузку на здание, сооружение, но не защищает от вертикальных сейсмических толчков.

Цель изобретения — уменьшение вертикальных сейсмических нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в сейсмостойкой опоре, включающей нижний и верхний опорные пояса с противолежащими расширяющимися к обращенным друг к другу поверхностям поясов углублениями, каждое из кото- З5 рых выполнено в средней части в виде сферы, а в периферийной — в виде усеченного конуса, и размещеннъй в углублениях поясов промежуточный подвижный элемент в виде тела вращения, 40

I промежуточный элемент выполнен составным из верхнего и нижнего оснований и размещенной между ними зафиксированной от горизонтальных перемещений плиты, причем на обраценных друг к другу поверхностях оснований и плиты образованы коаксиально расположенные кольцевые выемки, в которых установлены верхние и нижние упругие вкладъппи, каждый из которых 50 выполнен в виде торовой оболочки, заполненной материалом с диссипативными свойствами, при этом торовые оболочки одной пары верхних и нижних вкладышей расположены в соответст- 55 вующих выемках без зазоров и имеют различные прочности, а торовые оболочки другой пары верхних и нижних вкладышей расположены в соответствующих выемках с зазором относительно поверхностей выемок и также имеют различные прочности, причем прочность оболочек этой пары превьппает прочность оболочек первой пары.

На чертеже изображена предлагаемая сейсмостойкая опора, вертикальный разрез.

Сейсмостойкая опора состоит из нижнего I и верхнего 2 опорных поясов, выполненных с углублениями 3, которые на периферии имеют коническую поверхность, а в средней части— сферическую. Между поясами I и 2 размещен промежуточный подвижный элемент. выполненный из нижнего 4 и верхнего

5 упругих оснований и размещенной между ними упругой плиты 6. Основания 4 и 5 и плита 6 выполнены с коаксиально расположенными кольцевыми выемками под упругие нижние вкладыши 7 и 8 и верхние вкладыши 9 и 10.

Каждый вкладьпц выполнен в виде торовой оболочки, заполненной материалом с диссипативными свойствами, например неопреном. Один из нижних вкладьппей, например 7, составляет с верхним вкладышем, например 10, пару вкладышей, размещенных в выемках беэ верхнего зазора, причем в этой паре один из вкладышей, например 10, имеет прочность больше, чем прочность другого вкладьппа, например 7. Остальные вкладыши, например 8 и 9, обраэуют другую пару вкладьппей, размещенных в выемках с верхних зазором.

Прочность одного из вкладъппей этой пары, например 8, меньше прочности другого вкладьппа, например 9, но при этом превышает прочность вкладышей

7 и 10 другой пары.

Основания 4 и 5 для повьппения устоичивости подвижного элемента ц статическом состоянии могут иметь наружные поверхности в форме полуэллипсоица вращения.

Фиксация оснований 4 и 5 относительно друг друга и плиты 6 осуществляется посредством колец 11, скрепленных с плитой 6 и свободно перемещакпцихся в вертикальном направлении в пазах 12 оснований 4 и 5. Соединение всех частей промежуточного подвижного элемента в единую систему осуществляется с помощью болтов 13 с пружинами 14. Зазор между плитой

6 и основаниями 4 и 5 снаружи закрыт

1079760

10 прижимным кольцом 15, прикрепленным к плите 6.

Для. большей податливости в вертикальном направлении и расширения диапазона и количества погашаемых вертикальных сейсмических воздействий опора может иметь более двух рядов вкладышей и более двух вкладышей в каждом ряду.

Оптимальные жесткости и несущая способность вкладышей 7-10 и плиты

6 подбираются на основании деформационных и прочностных расчетов. Все части сейсмостойкой опоры, кроме вкладышей .7-10, могут быть выполнены из стали.

Сейсмостойкая опора работает следующим образом.

Произвольные сейсмические воздействия на здание, сооружение можное разложить на вертикальные и горизонтальные.

Устойчивость здания, сооружения при действии горизонтальной составляющей перемещения основания обеспе- 2 чивается податливостью, которую допускает сейсмостойкая опора в горизонтальной плоскости. При сейсмическом горизонтальном смещении основания вместе с ним перемещае гся ниж- З0 ний опорный пояс 1. При этом промежуточный подвижный элемент выкатывается из углубления 3, а верхний опорный пояс 2, связанный с большой инерционной массой здания, сооружения, остается в исходном положении. При ослаблении интенсивности горизонтальных сейсмических толчков подвижный элемент скатывается обратно в углубления. Гашение гори40 зонтальных колебаний осуществляется благодаря коническим поверхностям в опорных поясах и поверхностям промежуточного подвижного элемента в форме эллипсоида вращения.

Уменьшение действия вертикальных составляющих сейсмических перемещений основания на здание, сооружение обеспечивается повышенной подат- ливостью сейсмостойкой опоры в вер50 тикальном направлении. При сейсмических воздействиях небольшой интенсивности податливость сейсмостойкой опоры определяется суммарной жесткостью оснований 4 и 5 и вкладышей

7 и 10 первой пары.

При более интенсивных сейсмических воздействиях, характеризующихся преобладанием колебаний первого расчетного уровня, разрушается вкладыш

7, прочность которого соответствует сейсмической нагрузке этого уровня. При этом выбирается верхний зазор между вкладьппем 8 и плитой 6.

Включается в работу вкладьпп 8.

При дальнейшем возрастании интенсивности сейсмических воздействий, т.е. при достижении нагрузок второго расчетного уровня интенсивности, разрушается более слабый чем 8 и 9 вкладыш 10 и выбирается верхний зазор между вкладьппем 9 и верхним основанием 5. Включается в работу вклад ьпп 9.

При появлении новых сейсмических толчков, интенсивность которых соответствует третьему расчетному уровню и прочности вкладьппа 8, выходит из строя вкладыш 8 и полностью выбирается зазор по краю между нижним основанием 4 и плитой 6.

При новом более интенсивном сейсмическом воздействии, соответствующем четвертому расчетному уровню и прочности вкладыша 9, выключается из работы вкладыш 9 и полностью выбираются зазоры по краям между верхним основанием 5 и плитой 6, а также в центре, где вертикальный выступ 16 начинает изгибать плиту 6.

При дальнейшем возрастании новых сейсмических воздействий вертикального направления возможно разрушение плиты 6 выступом 16, после чего промежуточный подвижный элемент начинает работать как замкнутая упругая эллипсоидообразная оболочка без вкладьппей, которые все разрушились.

Таким образом, с помощью последовательно выключающихся вкладьппей 7-10 и плиты 6 в промежуточном подвижном элементе оказывается возможным погасить серию из пяти последовательно возрастающих сейсмических воздействий, в результате этого уменьшается вертикальная сейсмическая нагрузка на здание, сооружение и повышается эффективность снижения произвольно направленных сейсмических воздействий.

Предлагаемая конструкция сейсмостойкой опоры проста в изготовлении, монтаже, надежна в работе и экономич на.

1079760

76 Г У

t0 Х 7

Ю 3

14

У

Ф

188 7Я У 4 1Я

7.7 7

Составитель А. Миловидова

Редактор В. Ковтун Техред М.Тенер Корректор 1О. Макаренко

Заказ 1275/30 .Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

l4

17

17