Каркас сейсмостойкого многоэтажного здания

Каркас сейсмостойкого многоэтажного здания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е » 754005

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2723717/29-33 (51) М. Кл.

Е 04 В /24

Е 04 Н 9/02

° с присоединением заявки №вЂ”

Государственный камнтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07.08.80. Бюллетень №29

Дата опубликования описания !5.08.80 (53) УДК 624.016..7 (088.8) по делам нэобретеннй н открытнй (72) Авторы изобретения

В. Л. Новиков и Г. М. Остриков

Казахское отделение Ордена Трудового Красного Знамени центрального научно-исследовательского и проектного института строительных металлоконструкций (71) Заявитель (54) КАРКАС СЕИСМОСТОЙКОГО МНОГОЭТАЖНОГО ЗДА11ИЯ

1

Изобретение относится к строительству и может найти применение в конструкциях каркасов сейсмостойких зданий.

Известен каркас сейсмостойкого здания, сконструированный по связевой схеме, состоящий из ячеек, образованных колоннами и ригелями, и элементов связей, соединяющих противоположные углы ячеек (1) .

Недостатком известного каркаса является его пониженная надежность по сравнению с рамными в силу меньшей степени статической неопределимости и возможности потери устойчивости сжатых элементов связей.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является металлический связевый каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны, ригели и диагональные перекрестные связи, на пересечении которых размещен прямоугольный стержневой контур, предназначенный для повышения надежности работы каркаса за счет развития в его элементах знакопеременных пластических деформаций (2) .

Существенным недостатком данной конструкции каркаса является предложенный для работы в пластической стадии прямо2 угольный контур, размещенный на пересечении диагональных перекрестных связей.

Проведенные экспериментальные исследования показывают, что прямоугольный контур плохо работает на знакопеременные циклические нагрузки типа сейсмических, так как уже на первых 2 — 3-х циклах нагружения в углах контура появляются сквозные трещины, что приводит к резкому снижению несущей способности конструкции и ее разрушению. Причиной столь быстрого появления и роста трещин являются входящие углы контура, в которых возникает высокая концентрация напряжений, причем снизить их простыми конструктивными мероприятиями практически не удается. В результате прямоугольный контур перестает выполнять защитную функцию.

Цель изобретения — повышение сейсмостойкости каркаса здания.

Указанная цель достигается тем, что в каркасе сейсмостойкого многоэтажного здания, включающем колонны и ригели, образующие ячейки, и размещенные в них по диагоналям связи, объединенные замкнутым контуром, расположенным в центре ячеек и жест754005 ко прикрепленным к связям, замкнутый контур выполнен в виде кольца.

При этом кольцо может быть выполнено в четырех конструктивных вариантах: двутаврового поперечного сечения с плоской стенкой и поясами одинакового сечения, дву- таврового сечения с плоской стенкой и поясами разного сечения, двутаврового сечения с равными поясами и с гофрированной стенкой, двутаврового сечения с разными поясами и с гофрированной стенкой.

Податливость гофр при изгибе кольца позволяет снизить относительные деформации поясов и тем самым повысить долговечность работы кольца.

На фиг. 1 изображен сейсмостойкий каркас, общий вид; на фиг. 2 — ячейка каркаса с положением элементов до и во время колебания здания; на фиг. 3 — узел А на фиг. 2 (крепление диагональной связи к кольцу);на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5— разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 — узел А 2о на фиг. 2 (вариант кольца с гофрированной стенкой); на фиг.? — разрез Г-Г на фиг. 6.

Предлагаемый сейсмостойкий каркас здания включает колонны 1, ригели 2, образующие ячейки, диагональные связи 3 и замкнутый контур в виде кольца 4, размещенный на пересечении диагональных связей 3.

Сечения основных несущих элементов 1, 2 и 3 ячейки каркаса подбираются таким образом, чтобы в момент, когда в кольце 4 от повышенных сейсмических воздействий по- )о явятся пластические деформации, напряжения в элементах 1, 2 и 3 не превышали расчетных. При этом сечения элементов 3 подбираются таким образом, что одновременно работают элементы обоих направлений как на сжатие, так и на растяжение.

При сейсмических колебаниях в здании по направлению диагональных связей 3 возникают усилия растяжения и сжатия, передающиеся на кольцо, в котором развиваются изгибающие моменты и пластические де- фо формации.

При изменении направления знак усилия в элементах 3 изменится на противоположный. В кольце 4 величины изгибающих моментов сначала снижаются до нуля, после чего увеличиваются, изгибая кольцо в противоположном направлении. При этом остаточные деформации, возникшие в кольце 4 в предыдущем полуцикле, исчезают и развиваются деформации противоположного знака, напряжения в элементах 1, 2 и 3 не щ превышают расчетных, диагональные связи 3 сохраняют устойчивость при любых перегрузках и не получают остаточных удлинений.

Таким образом, предлагаемая конструктивная схема связевого каркаса создаст условия для развития в элементах связей знакопеременных пластических деформаций, что обеспечит сохранность связей и их надежную работу на протяжении всего времени колебания здания при землетрясении.

Экспериментальные исследования показывают, что надежность работы кольца в упруго-пластической стадии в несколько раз выше по сравнению с центральным прямоугольным контуром. Предлагаемая конструкция связевого каркаса сейсмостойкого здания обладает высокой надежностью по сравнению с известным каркасом. Применение такой конструкции обеспечивает снижение сейсмической нагрузки на здание на 15 — 200/р и экономию металла 5 — 100/q.

Формула изобретения

l. Каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, и размещенные в них по диагоналям связи, объединенные замкнутым контуром, расположенным в центре ячеек и жестко прикрепленным к связям, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, замкнутый контур выполнен в виде кольца.

2. Каркас по п. 1, отличающийся тем, что замкнутый контур имеет двутавровое сечение с плоской стенкой и поясами равного сечения.

3. Каркас по п. 1, отличающийся тем, что замкнутый контур имеет двутавровое сечение с плоской стенкой и поясами разного сечения.

4. Каркас по и. 1, отличающийся тем, что замкнутый контур имеет двутавровое сечение с равными поясами и гофрированной стенкой.

5. Каркас по п. 1, отличающийся тем, что замкнутый контур имеет двутавровое сечение с разными поясами и гофрированной стенкой, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 393423, кл. Е 04 Н 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 562630, кл. Е 04 В 1/24, E 04 Н 9/02, 1974.

754005

Составитель Г. Иванова

Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Тираж 772 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Портная

Заказ 5036/7 Зел К (+9 <à íÁ ко »ц с йо РР ро Ванн 0g

8-д (Р О.Н Koab ци пойсаии рсдцр о

c е (рд)