Многоэтажное сейсмостойкое здание

Многоэтажное сейсмостойкое здание

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

кэс о0 ю э ч йЯ и

6пблхотезна мс>т (ii) 554488

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30,09.74 (21) 2062984/33 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 25.04.77 (51) М. Кл.2 Е 04Н 9/02

Гасударственный комитет

Сове а Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 699.841(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявители

Я. М. Айзенберг, В. В. Назин и С. В. Поляков

Ордена Трудового Красного Знамени Центральный научноисследовательский институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко и Трест «Севастопольстрой» (54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ

Изобретение относится к области строительства, в частности к сейсмостойким зданиям.

Известны здания, имеющие между фундаментом и нижним перекрытием пружины, повышающие гибкость зданий и снижающие в связи с этим сейсмическую нагрузку (1) . Недостаток такого здания заключается в низких демпфирующих свойствах пружинной стали, большой металл оем кости и пожарной опасности.

Известны также здания с гибким низким нижним этажом и жесткими верхними этажами, Нижний этаж устраивается иногда также для повышения гибкости сооружения и снижения сейсмической нагрузки (2). Недостаток таких зданий состоит в том, что в связи с нормативными ограничениями сечений стоек нижнего этажа, эти стойки не всегда могут быть достаточно гибкими, чтобы существенно снизить сейсмические нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является многоэтажное сейсмостойкое здание с жесткими верхними этажами, опертыми на гибкие в гор изонтальном направлении стойки нижнего этажа со сферическими торцами на концах, нижние из которых соединены с фундаментами, а верхние — с жесткими этажами, причем к нижнему из перекрытий прикреплены железобетонные бункеры, заполненные материалом, создающим сухое трение.

Стойки со сферическими концами позволяют варьировать гибкость в весьма широких пре5 делах, а наличие системы сухого трения приводит к дополнительному снижению сейсмической нагрузки.

Недостаток этого решения заключается в том, что, существенно снижая сейсмическую

10 нагрузку в случае землетрясения с преобразованием высокочастотных колебаний, при низкочастотных сейсмических колебаниях, оно может приводить вследствие резонансных эффектов к повышению сейсмической нагрузки

15 (3).

Цель изобретения — обеспечение адаптации здания к сейсмическим колебаниям с различными спектрами.

Эта цель достигается тем, что между фун20 даментом и перекрытием нижнего жесткого этажа прикреплены выключающиеся связи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент сейсмостойкого здания.

25 Многоэтажное сейсмостойкое здание с пространственно жесткими верхними этажами 1 оперто на пибкие в горизонтальном направлении стойки 2 нижнего этажа со сферическими торцами 3 на концах, соединенными с

30 фундаментом 4 снизу и с жесткими этажами

554388 сверху, к нижнему жесткому этажу 5 при.креплены железобетонные бункеры б, заполненные материалом 7, создающим сухое трение, например кирпичом, щебнем, песком, Между фундаментом и нижним перекрытием. 5 размещены выключающиеся связи 8.

Связи могут быть выполнены, например, в виде связевых панелей, шпонок, болтовых соединений и т. п. Для предотвращения недопустимых горизонтальных смещений здания 10 к фундаменту жестко прикреплены упоры 9, а для предотвращения локальных повреждений нижнего перекрытия 5 в случае его соударения с упором 9 между ними установлена упругая связь 10. 15

До отключения связей 8 здание представляет сооой жесткую систему со сравнительно низкими величинами периодов собственных колебаний. При землетрясениях с преобладанием в спектре колебаний грунта низкопери- 20 одных составляющих, близких к периодам собственных колебаний здания до отключения элементов связей, вследствие развития резонансных эффектов, амплитуды колебаний здания нарастают до порогового уровня, при 25 дости>кении которого происходит отключение связей 8.

После отключения связей 8 периоды колебаний здания, расположенного а стойках 2 со сферическими торцами, резко возрастают. З0

В связи с повышением перидов колебаний здание «уходит» пз резонансного режима, сейсмические нагрузки существенно снижаются.

В случае, если происходит землетрясение с з5 преобладанием высокопериодных колебаний грунта, резонансные эффекты не развиваются, поскольку здание при неотключенных связях является жестким и отличается низкими величинами периодов собственных колебаний.

Соответственно низки величины сейсмических н а груз о к.

Бункер б перемещается во время землетрясения совместно с верхней частью здания относительно фундамента. При перемещении 45 бункера между элементами (7), расположенными в бункере, и поверхностью фундамента возникает сухое трение, пропорциональное весу материала, находящегося в бункере, и коэффициенту трения между ним и поверхностью фундамента. Наличие сухого трения приводит к дополнительному снижению сейсмической нагрузки.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется снижением сейсмической нагрузки на задание за счет указанных факторов: значительного увеличения периодов собственных колебаний здания после отключения связей и наличия сухого трения.

Величины требуемых периодов собственных колебаний здания могут варьироваться в весьма широких пределах. Система на стойках со сферическими торцами обладает гравитационной восстанавливающей силой, практически л иней о зависящей от перемещений.

Величины периодов собственных колебаний зависят от радиуса сферической поверхности и высоты стойки и регулируются соответствующим расчетом. Значение основного тона собственных колебаний здания с отключенными связями может достигать 2 — 5 и более секунд.

Формула изобретения

Многоэтажное сейсмостойкое здание с пространственно жесткими верхними этажами, опертыми на гибкие в горизонтальном направлении стойки ни>кнего этажа со сферическими торцам и на концах, соединенными с фундаментом снизу и с жесткими этажами сверху, к нижнему из которых прикреплены железобетонные бункеры, заполненные материалом, создающим сухое трение, о т л и ч аю щ е е с я тем, ITO, с целью обеспечения адаптации здания к сейсм ическим колебаниям с различными спектрами, между фундаментом и нижним жестким эта>ком прикреплены выключающиеся связи.

Источники информации, принятые во внимание прои экспертизе заявки:

1. Труды V Международной конференции по сейсмическому строительству, Рим, 1973.

2. Вибрация в технике. СО АН СССР, Новосибирск, 1974.

3. Авт. св. СССР по заявке № 1833744/33, кл. Е 04h 9/02, 1972 — прототип.

55 1388

Составитель Г. Мишина

Рсдактор И. Тимофеева Техред М. Семенов Коррсктор В. Дод

Заказ 782,:17 Изд. № 347 Тира>к 878 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2