Антисейсмическое здание

Антисейсмическое здание

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 37f, 7„

84с, 2

СССР № 70385

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф. Д. Зеленьков

Антисейсмическое здание

Заявлено 31 марта 1947 года в Министерство строительства предприятий тяжелой индустрии 3а М 12405 (353588) Опубликовано 31 января 1948 года

Основное авторское свидетельство К 53863 от 31 марта 1948 года на имя того же лица

Изобретение имеет целью усовершенствовать конструкции антисейсмических зданий по авторскому свидетельству Х 53663..

В предложенных ранее конструкциях здания предусматривается поглощение только горизонтальных сейсмических колебаний. Однако при расположении здания в районе эпицентра землетрясения, где вертикальные сейсмические колебания значительны, они могут представлять угрозу сохранности здания.

Предлагаемое антисейсмическое здание предохранено как от горизонтальных, так и от вертикальных сейсмических колебаний.

Отличительной особенностью конструкций здания является то, что в них для поглощения вертикальных сейсмических колебаний применены рессоры, например тарелочного типа, на которые опираются своими верхними и нижними подушками стержневые, тросовые и т. и. подвески, предназначенныо для поглощения горизонтальных колебаний.

Сущность предлагаемых конструкций иллюстрируется приведенными чертежами.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез конструкции фундамента здания в места установки рессор (вид по IU — IV фиг. 3); на фиг. 2 — план по 1 — I; на фиг. 3— план по П вЂ” II; на фиг. 4 — план по П1 — III фиг. 1; на фиг. 5— разрез по V — V фиг. 4; на фиг. 6— разрез по Vl — UI фиг. 1; на фиг. 7 — конструкция рессор и подвесок в крупном масштабе (разрез по VIII — UIII фиг. 8); на фиг. 8— разрез по Vll — VII фиг. 7; на фиг. 9 — план тарелочной рессоры; на фиг. 10 — ее поперечный разрез по IX — IX; на фиг. 11 — план верхней подушки нижнего шарнира; на фиг. 12 — ее вид сбоку по Х вЂ” Х; на фиг. 13 — план расположения стульев, передающих нагрузку от стен на рессоры, в месте пересечения стен здания; на фиг. 14 — то же в месте примыкания стен; на фиг. 15 — то же в углах здания.

Известно, что разрушение зданий

333

¹ 70385 сейсмическими силами происходит в результате передачи колебаний грунта стенам зданий через фундамент.

В антисейсмическом здании, согласно изобретению, стены 1 опираются на фундамент. 2 с возможностью их относительного смещения, обеспечиваемого устройством рессорных частей 8 (фиг. 1, 5, 6).

Для этого фундамент 2 здания в нижней своей части делается сплошным, а в цокольной части здания, где к нему примыкает низ стен, выводится в форме отдельных стульев 4. На эти стулья по периметру всего здания опирается прогон о, составленный из двух швеллеров (фиг. 1, 5, 6)..

Рессорная часть 8 (фиг. 7, 8) состоит из двух пар шарнирных подушек: 6 и 7 сверху и 8 и 9 снизу.

Подушки 7 и 9 соединены друг с другом подвеской 10, представляющей собою кольцеобразно замкнутый стержень, лежащий в канавках подушек 7 и 9. Подушка 7 имеет цилиндрическую нишу 11, в которую закладываются тарелочные рессоры 12 (фиг. 9, 10) и поршень 18. Нижняя поверхность 14 подушки 7 и поверхность 1о поршня 18 выполнены сферическими, одинакового радиуса.

Подушка б устроена аналогично и снабжена нишей 16, в которую заложены тарелочные рессоры 12 и поршень 17. Верхняя поверхность 18 подушки 6 и поверхность 19 поршня 17 — также сферические, одного радиуса сферы. Подушка 6 имеет плечики 20, которыми опирается на прогон 5 и крепится к нему в ниж.ней своей части болтами 21.

Таким образом взаимное касание поршней 13 и 17 вверху рессорной части 8 осуществляется их сферическими поверхностями, причем у пор шня 13 она вогнута и большего радиуса, а у поршня 17 — выпукла и меньшего радиуса. Этим достигается шарнирность соединения (возмджность взаимного поворота) в вертикальной плоскости. Наличие тарелочных рессор 12 дает также зз возможность подушкам б и 7 взаимно перемещаться по вертикали.

Низ рессорной части 3 образуют подушки 8 и 9, снабженные аналогичными поршнями 22 и 28 и тарелочными рессорами 12. Подушки 8 и 9 такжв могут взаимно поворачиваться и перемещаться по вертикали.

На верхнюю плоскость 24 подушки 8 опираются концы швеллеров 25 и крепятся болтами 26 к ее ребру 27.

Швеллеры 25 воспринимают нагрузку от железобетонной тавровой рандбалки 81, на которую по всему периметру здания опираются стены 1. Нагрузка передается через стулья 28 (фиг. 1), выполненные из железобетона и опирающиеся на швеллерные балки 25, которые, опи раясь своими концами на симметрично поставленные рессорные части 8, через них передают давление на прогоны Б.

Давление передается в последовательном порядке: на подушку 8, рессоры 12 (над поршнем 22), поршень 22, поршень 23, рессоры 12 (под поршнем 28), подушку 9, подвеску 10, через нее — на подушку 7, рессоры 12 (над поршнем 18), поршни 18 и 17, рессоры 12 (под поршнем 17), на подушку б и, наконец,. на прогон о.

Подобное разделение стен и фундамента при наличии рессорных частей позволяет гасить сейсмические колебания, передающиеся от фундамента на стены в момент землетрясения. При этом вертикальные колебания будут вызывать упругую осадку тарелочных рессор, а горизонтальные — взаимный поворот шарнирных подушек. жесткие (короткого периода) сейсмические колебания, воспринимаемые фундаментом, будут обращены в его плав ные (длинного периода) колебания и поэтому будут восприняты стенами здания без катастрофических последствий.

План расположения стульев 4 фундамента, между которыми располагаются стулья 28 и шарнирные. части 8, приведен на фиг. 13, 14, 15, иллюстрирующих расположение стульев и прогонов в различных ча№ 70385 ззь стях здания (в углу здания, в пересечении стен и в примыкании стен).

Предлагаемая конструкция фундамента дает возможность увеличивать число этажей здания (строящегося в сейсмическом районе), а также придавать зданию произвольную конфигурацию в плане, что в известных конструкциях зданий ограничивалось.

Для удобства ремонта и осмотра рессорных подвесок последние в цокольной части стены и подвале здания закрываются не обычной кладкой, а съемными плитами 29.

В качестве варианта рессорной части может служить соединение рессор не замкнутой подвеской 10 (фиг. 7, 8), а тросовой подвеской из одной ветви, пропускаемой по вертикали через отверстия 80 тарелочных рессор (фиг. 9). Этот вариант на чертеже не показан.

Порядок производства работ при возведении здания следующий. .1 ладка фундамента 2 прекращается на 1,0 — 1,5 м ниже уровня земли и на возведенной кладке производится разбивка стульев 4.

После этого по обе стороны фундамента, на расстоянии 0,6 — 0,7 м от него, укладываются деревянные прогоны, по которым укладываются деревянные поперечные балки, причем последние располагаются между стульями 4 на высоте нижней полки швеллеров прогона 5. На поперечных балках монтируются прогоны 5 с прикреплением к ним элемента 82 для распределения давления и установкой всех подушек — шарниров (верхних и нижних) и балок 25.

После этого все шарнирные по душки закрываются временными кожухами, делается деревянная опалубка для стульев 4, устанавливается в ней арматура и производится бетонирование стульев 4 с заделкой в них прогонов 5. Затем на балках Б устанавливается опалубка для стульев 28 и рандбалки Л, укладывается соответствующая арматура и производится бетонирование стульев

28 и рандбалки Л. По окончании бетонирования рандбалки Л на ней производится обычная кладка стен.

Предмет изобретения

1. Антисейсмическое здание по авторскому свидетельству № 53663, отличающееся тем, что для поглощения вертикальных сейсмических колебаний применены рессоры, например тарелочного типа, на которые опираются своими верхними частями стержневые, тросовые и т. и. подвески и которые установлены на элементах фундамента.

2. Антисейсмическое здание по и. 1, отличающееся применением дополнительных рессор, которые установлены на подвески внизу и на которые опираются элементы стен. № 70385

Фиг. 12

Фиг. 11

Фиг. 10

Фиг. 9

Фиг. 15

Фиг. 14

Фиг. 13 с с

Я

Отв, редактор М. М. Акншнн

Редактор В. В. Митрофанов

341