Многоэтажное сейсмостойкое здание

Многоэтажное сейсмостойкое здание

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ, включающее перекрестно расположенные стены пространственно жесткого нижнего этажа, на которые через прокладки оперты вертикальные диафрагмы верхних этажей, снабженные в опорной части ограничителями перемещений и выключающимися связями, и плиты перекрытий, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости и упрощения конструкции, прокладки выполнены слоистыми с образованием фрикционного шва, коэффициент трения в котором составляет 0,15-0,30, при этом стыкуемые торцы стен нижнего этажа диафрагм С & жесткости и плит перекрытий выполнены с пазами, а выключающиеся связи образованы вкладышами, установленными в пазах с люфтами переменных размеров .

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЗОБЕ 04 Н 9 02

Ф опислни изоБРЕТМю

H ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ров.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3486567/29-33 (22) 02.09.82 (46) 07.05.84. Бюл. - 17 (72) Я.M. Айзенберг, А.Т. Котловой, Л,И. Неймарк, С.В. Поляков и В.С. Поляков (71) Ленинградский зональный научноисследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования вялых и общественных зданий и Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (53) 699.841(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 746045, кл. Е 02 D 27/34, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

У 767331, кл. E 04 H 9/02, 1980.

„„SU, 1090836 А (54) (57) МНОГОЭТАЖНОЕ CEACMOCTOAKOE

ЗДАНИЕ, включающее перекрестно расположенные стены пространственно жесткого нижнего этажа, на которые через прокладки оперты вертикальные диафрагмы верхних этажей, снабженные в опорной части ограничителями перемещений и выключающимися связями, и плиты перекрытий, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости и упрощения конструкции, прокладки выполнены слоистыми с образованием фрикционного шва, коэффициент трения в котором . составляет 0,15-0,30, при этом стыкуемые торцы стен нижнего этажа диафрагм жесткости и плит перекрытий выполнены с пазами, а выключающиеся связи образованы вкладышами, установленными в пазах с люфтами переменных разме1010Я3Ь

2. Здание по п. 1, о т л и ч а ющ e b с я тем что слоистые прок.пад ки выполнены в виде чередующихся слоев пергамина и графита или щипаной слюды.

Изобретение >тносится к сейсмостойкому строительству, преимущественно к возведению крупнопанельных зданий в районах с большой длительностью сейсмических колебаний, а так- 5 же на сильно деформируемых основаниях, Известно сейсмостойкое здание с фундаментом, включающим верхний и нижний опорные пояса, между которыми размещены амортизирующие опорные 10 элементы — вертикальные в виде прок1ладок из материала с низким коэффициентом трения (0,01-0,1) и горизонтальные, размещенные в корытообраз-. ных углублениях, симметрично распо- 15 ложенных в верхнем и нижнем опорных поясах, снабженные на торцах упорами 1t, Иедостатком известной конструкции сейсмостойкого здания является ко- yg нечная жесткость горизонтальных амортизирующих опорных элементов, обуславливающая постоянные динамические характеристики >что исключает адаптацию конструкции этого р здания к сейсмическим воздействиям с различными частотными характеристиками и снижает его сейсмостой* кость. Кроме того, разрезка фундамента горизонтальным швом на верхний и нижний пояса снижает жесткость конструкции фундамента в целом, что приводит к деформациям здания при неравномерных осадках основания. кото рые вызывают в горизонтальных аморти35 зирующих элементах напряжения в периоды между землетрясениями, также снижая сейсмостойкость данного зда-ыия.

Наиболее близким к изобретеник

40 по технической сущности и достигаемому результату является многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее перекрестно расположенные степы пространственно жесткого нижнего этажа, на которые через прокладки оперты вертикальные диафрагмы

3. Здание по п. 1, о т л и ч а ющ«<. е с я тем, что горизонтальные фрикционные швы выполнены в нескольких уровнях по высоте здания. верхних этажей, снабженные в опорной части ограничителями перемещений и выключающимися связями, и плиты перекрытий 1 2 g.

Недостатком известной конструкции многоэтажного сейсмостойкого здания является возникновение при повороте диафрагмы дополнительных изгибающих моментов от вертикальных нагрузок, величина которых возрастает с увеличением этажности здания, что снижает

его сейсмостойкость, Кроме того, разнохарактерные технические решения (вертикальные скользящие швы, выпуклые нижние ребра в опорной части диафрагм, продольные гнезда в верхней части стен нижнего этажа, в которых раэмещены сухие прокладки и засыпка, а также выключающиеся связи двух типов— в верхней части вертикального шва и в опорной части диафрагмы с ребрами) элементов системы сейсмозащиты усложняют конструкцию здания в целом.

Целью изобретения является повышение сейсмостойкости и упрощение конструкции здания.

Поставленная цель достигается тем, что в многоэтажном сейсмостойком здании, включающем перекрестно расположенные стены пространственно жесткого нижнего этажа, на которые через прокладки оперты вертикальные диафрагмы верхних этажей, снабженные в опорной части ограничителями перемещений и выключающимися связями, и плиты перекрытий, прокладки выполнены слоистыми с образованием фрикционного шва, коэффициен трения в котором составляет 0,15-0,30, при этом стыкуемые торцы стен нижнего этажа диафрагм жесткости и плит перекрытий выполнены с пазами, а выключающиеся связи образованы вкладышами, установленными в пазах с люфтами переменных размеров.

Кроме "".o ro слоистые прокладки могут быть выполнены в виде чередую3 10!OV щнхс8 слоев пгргамина и графита илн щипаной слюды, а горизонтальные фрикционные швы выполнены в нескольких уровнях по высоте здания.

На фиг.1 изображено многоэтажное сейсмостойкое зг" ие; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — ограничитель перемещений; на фиг.4 — выключающаяся связь.

Многоэтажное сейсмостойкое здание включает стены 1 нижнего этажа, образующие жесткую перекрестную систему, на которые через фрикционные прокладки 2 оперты вертикальные диафрагмы

3 верхних этажей, снабженные в опорной части ограничителями 4 перемещений и выключаюшимися связями 5. Прокладки 2 выполнены слоистыми, например из чередующихся слоев пергамина и графита или щипаной слюды и пергамина, образуя фрикционный шов 6, при этом количество слоев определяется расчетом в зависимости от этажности здания с учетом обеспечения коэффициента трения в шве 0,15-0,30. При повышенной этажности здания фрикционные швы 6 дополнительно выполнены по высоте здания, образуя жесткие деформационные отсеки 7 из 2-4 этажей. Выключающиеся связи 5 располо30 жены в фрикционных швах 6 и выполнены в виде вкладышей 8, установленных с люфтами 9 переменных размеров в пазах 10 опорной части смежных по высоте стен 1 нижнего этажа и диафрагм

3 верхних этажей и плит перекрытий

11. Выключающиеся связи 5 могут быть размещены в фрикционных швах 6, расположенных между верхними этажами.

Ограничители 4 перемещений расположены в фрикционных швах 6 и выполнены

40 в виде вертикальных стержневых арматурных связей 12, закрепленных в стыкуемых стенах 1 нижнего этажа и диафрагмы 3, снабженных криволинейными упорами 13 на высоту свободнои

45 длины в пазах 14 стен диафрагм 3.

Криволинейные упоры 13 выполнены, например, в виде к.>иволинейных вырезов, образующих паз 14, причем очертание криволинейного выреза ,определяется рассчитываемой формой предельного изгиба связи 12.

Многоэтажное сейсмостойкое здание работает следующим образом.

В период между землетрясениями 55 перекрестные стены 1 нижнего жесткого этажа воспринимают большую часть усилий, вызванных неравномерной осадкой

16

4 оттаивающих вечномерзлых, просадочных или подрабатываемых оснований, разгружая конструкции верхних этажей и элементы активной сейсмозащиты, расположенные в фрикционном горизонтальном шве (швах) 6. При этом восприятие горизонтальных усилий сдвига, вызванных ветровыми нагрузками, и работу здания в целом как жесткой конструктивной системы обеспечивает трение в фрикционном шве 6 (с коэффициентом не менее 0,15).

Аналогичным образом здание работает при слабых сейсмических воздействиях с интенсивностью ниже расчетной. При сильных землетрясениях с доминирующими низкочастотными составляющими колебаний сейсмическая реакция жесткого здания невелика, и усилия в фрикционном шве 6 не превышают силы трения в них. Усилия в элементах здания при .этом также невелики.

При сильных землетрясениях с доминирующими высокими частотами колебаний, близкими к резонансным частотам жесткого здания, усилия сдвига в горизонтальных фрикционных швах 6 растут, и в случае достижения величиной этих усилий уровня силы трения в заданном диапазоне происходит горизонтальное смещение между слоями прокладки 2 в шве 6 интенсивным поглощением энергии, определяемым величиной силы трения, и быстрое затухание колебаний здания. Если в процессе землетрясения или при повторном толчке величина смещения достигает размеров минимального люфта 9 выключающихся связей 5,одна или несколько таких связей 5 включаются в работу, ограничивая тем самым амплитуды колебаний и изменяя динамические параметры здания в целом, что также способствует снижению сейсмической реакции здания. Аналогичный эффект, но с уменьшением величины жесткости системы достигается при выключении (разрушении) связи 5, если усилие в ней превышает ее расчетную прочность, При сильном продолжительном землетрясении последовательное (определяемое наличием различных по величине люфтов 9) включение-выключение пространственно расположенных связей

5 обеспечивает каскадный характер работы адаптивной системы сейсмозащиты и исключает возможность опасного резонансного состояния колеблют""ося здания, Вследствие этого повышается эффективность системы сейсмозащиты и при повторных толчках с различными частотными характеристиками, Ограничение предельных смещсений в швах 6 осуществляют гибкие ограничители 4, которь е обеспечивают глад— ко-жесткую характеристику нелиней- 1д ности деформации и эффективное ограничение перемещений с демпфированием.

Выполнение в многоэтажном сейсмостойком здании горизонтального фрикционного шва (ипи швов) по высоте здания; =„ с коэффициентом трения 0,15-0,30 позволяет ограничить величину сейсмической нагрузки, при этом при больших сейсмических нагрузках — как макси-мум до 0,3 от веса колеолющихся кон.струкций, а указанная минимальная величина коэффициента трения — пе нее О 15 обеспечивает требуемую интенсивность поглощения энергии при смещении с сухим трением во фрикцио:-:-- -„. ном шве, что ускоряет затухание коле— баний здания и повышает тем самым его сейсмостойкость., ПРОСГРаНСтВЕННОЕ РаэсМЕЩЕНИЕ Снотв— мы выключающлхся связей, имеющих разную величину люфтов. Обеспечивает адаптацию здания к поступательным

H крутильньп1 фОрмам сейсмически»х лебаний с различными частотнымсн характеристиками, а разные величины люфтов, с которыми размещены в па" àõ диафрагм вкладььши неОцновременнОсть их включения и разрушения в процессе колебаний, что в свою очередь обеспе=.ивает каскадный характер адаптивной смены состояний системы сейсмозащиты и повышение ее надежности при повторных сейсмических воздействиях. Выполнение горизонтальных фрикционных швов по высоте здания, расчленяющих его на жесткие горизонтальные деформационные отсеки обеспечивает возможность их горизонтального относительногс смещения при сейсмических колебаниях как единых малодеформируемых. частей здания что позволяет . низ.-- ть до минимума сейсмические усилия изгиба в вертикальных дчафрагмах верхних этажей и усилия сдвига в вертикальных швах между ними.

Выполнение ограничителей перемещений в горизонтальных фрикционных швах гибкими,, снабженными кривослинейными упорами, обеспечивает =- процессдвига по фрикционному шву постепенное нарастание жесткости Ограни ителя при переходе от изгиба к растяжению вертикальной стержневой связи между панелями с исключением

""..å среза на границе между двумя

;-сдвигаемыми элементами, что позволяет повысить эффективность и надежность работы ограничителей.

Предложенная конструкция элементов сейсмозащиты, выполненная в традиционных единообразных строительных конструк:!èÿõ, упрощает конструкцию сейсмосто:--;.еогО здания з целом, сс с сс с, с; с ч "---.,С =Тс 7 с а с ф

Ф=.- =-" .-:-=- -* == . с

"с!F

Ц (1

1090836

72, Заказ 3029/29

Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Г. Иванова

Редактор Т. Кугрышева Техред И.Метелева Корректор В. Синицкая