Многоэтажное сейсмостойкое здание

Многоэтажное сейсмостойкое здание

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

<11 767331

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.07.78 (21) 2646630/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М К„з

Е 04 Н 9/02

Гасударственный комитет (53) УДК 699.841 (088.8:) Опубликовано 30.09.80. Beллетень № 36

Дата опубликования описания 05.10.80 по делам изобретений и открытий

{72) Авторы изобретения

Л. И. Неймарк, Л. B. Нудьга и Я. М. Айзенберг

Ленинградский зональный нау.чно-исследовательский..и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (71) Заявитель (54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ

Изобретение относится к строительству сейсмостойких зданий и сооружений.

Известна сейсмостойкая строительная конструкция, включающая несущую легкую оболочку-здание на массивной с выпуклой нижней поверхностью опорой конструкции в фс рме сферического сегмента, "установленной на глоский фундамент (1).

Недостатком этого технического решения является то, что устойчивость такой системы может быть обеспечена только при легком (одноэтажном) здании, вес которого меньше веса опорной конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известное многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее перекрестно расположенные стены пространственно жесткого нижнего этажа, вертикальные диафрагмы верхних этажей в виде стеновых панелей со скользящими вертикальными швами между ними, плиты перекрытий, соединенные в этих швах гибкими горизонтальными связями, и выключающиеся связи в верхней части вертикальных швов (2).

Однако данное конструктивное решение имеет недостаточное число ступеней сейсмозащиты. При повторных сейсмических толчках, которые могут произойти в период после отключения связей и до их восстановления, если повторное воздействие характеризуется доминирующей частотой колебаний близкой к частоте собственных колебаний системы с выключенными связями (предельной системы), возникает опасность резонансного состояния и недопустимого роста усилий в элементах здания.

Цель изобретения — повышение сейсмостойкости здания при повторяющихся сейсмических воздействиях с изменяющимися в широком диапазоне частотными характеристиками.

Поставленная цель достигается тем, что в многоэтажном сейсмостойком здании, включающем перекрестно расположенные стены пространственно жесткого нижнего этажа, вертикальные диафрагмы верхних этажек в виде стеновых панелей со скользящими вертикальными швами между ними, плиты перекрытий, соединенные в этих швах гибкими горизонтальными связями, и выкл1очаюгцей связи в верхней части вертикльных швов, диафрагмы в опорной части выполнены с ребрами с выпуклыми нижними

767331

Формула изобретения

3 и мй ;м .ь гранями, размещенны в продольных гнездах, выполненных в верхней части стен нижнего " «этаЖй,=оперты на стены через упругие про кладки и соединены"с ними выключающимися связями, а зазоры в гнездах между реб "" рами и стенами нижнего этажа заполнены демпфирующей засыпкой.

На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция сейсмостойкого здания, поперечный разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.

Сейсмостойкое здание состоит из вертикальных диафрагм 1 в виде стеновых панелей верхних этажей с ребрами 2, имеющими выпуклые нижние грани, опертые через упругие прокладки 3 на перекрестно расположенные стены 4 пространственно жесткого нижнего этажа и соединены с ними нижними выключающимися связями 5. В вертикальных швах 6, разделяющих диафрагмы

1, между панелями перекрытий 7 установлены гибкие связи 8 и верхние выключающиеся связи 9. Ребра 2 оперты в продольных 26 гнездах 10, выполненных в верхней части стен 4 нижнего этажа, а зазоры между ребрами 2 и стенами 4 заполнены в гнездах

10 демпфйрующей засыпкой 11.

Описанная конструкция здания работает следующим образом.

В период между землетрясениями при деформациях основания, вызванных его подработкой, г1ротаиванием вечномерзлых или " заМачиванием макропористых грунтов, жесткая пространственная система перекрестно $o расположенных стен 4 нижнего этажа воспринимает основную часть усилий, не нагружая выключающиеся связи 5 и 9.

В период интенсивных сейсмических воздействий в случаях, если сейсмйческое воздействие обладает спектром с преобладанием низкочастотных колебаний, период собственных колебаний здания с включенными значительно ниже величины преобладающих периодов колебаний грунта, резонансные явления проявляются слабо и связи 5 р и 9 не выключаются. Сейсмическая нагрузкака на надземные конструкции при этом будет ниже расчетной.

При интенсивных сейсмических воздействиях, в спектре которых преобладают периоды, равные или близкие периодам свободных колебаний здания, происходит интенсивное нарастание амплитуд колебаний и при достижении заданного расчетного уровня амплитуд верхние связи 9 выключаются (нижние связи 5 остаются неразрушенными, так как запроектированы и выполнены от носительно более прочными, чем верхние связи 9).

После отключения связей 9 частота горизонтальных свободных колебаний падает, здание выходит из резонансного режима, горизонтальная составляющая сейсмической нагрузки уменьшается и конструкции верхних этажей сохраняются без разрушения.

Конструкции нижнего этажа продолжают при этом воспринимать основную часть усилий, вызванных возросшей при землетрясении неравномерностью деформаций основания в сочетании с вертикальной составляющей сейсмических нагрузок.

Характер работы здания на этой стадии полностью повторяет соответствующую работу . прототипа. После землетрясения связи

9 восстанавливаются.

Б период повторных интенсивных сейсмических воздействий частотные характеристики которых близки к соответствующим характеристикам первого толчка, или при более высокочастотных колебаниях, резонансные явления не проявляются и сейсмические нагрузки оказываются ниже расчетных.

Если в повторном сейсмическом воздействии преобладают периоды колебаний, равные или близкие периодам свободных колебаний промежуточной системы (т. е. с выключенными верхними связями 9 и включенными нижними связями 5), амплитуды колебаний и соответствующие им усилия в связях 5 нарастают до заданного расчетного уровня, и связи 5 выключаются. Здание при этом превращается в предельную систему, состоящую из качающихся с демпфированием и ограничением амплитуд вертикальных диафрагм. Такая система характеризуется весьма длинными периодами и повышенным затуханием колебаний, следовательно, малыми величинами усилий в элементах здания, что предохраняет его от обрушения, а также при афтершоках.

По окончании периода повторяющихся толчков (афтершоков) все связи восстанавливаются и производится ремонт и герметизация швов между панелями.

Предложенная система имеет несколько ступеней сейсмозащиты, что повышает ее надежность при уменьшении расхода материалов на надземные конструкции путем снижения уровня сейсмических нагрузок и сокращения трудоемкости выполнения сейсмостойких стыков, Кроме возможнбсти строительства на неравномерно деформируемых основаниях и повышения сейсмостойкости здания при повторяющихся сейсмических воздействиях с изменяющимися в широком диапазоне частотными характеристиками, преимуществом предлагаемой конструктивной системы является локализация повреждений при сильных землетрясениях в швах между панелями, что позволяет повысить ремонтоспособность здания.

Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее перекрестно расположенные

767331 иг.

Составитель Г. Иванова

Редактор Т. Кузьмина Техред К. Шуфрич Корректор Ю.Макаренко

Заказ 7157/28 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 стены пространственно жесткого нижнего этажа, вертикальные диафрагмы верхних этажей в виде стеновых панелей со скользящими вертикальными швами между ними, плиты перекрытий, соединенные в этих швах гибкими горизонтальными связями,. и выключающиеся связи в верхней части вертикальных швов, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости здания при повторяющихся сейсмических воздействиях с изменяющимися в широком диапазоне частотными характеристиками, диафрагмы в 16 опорной части выполнены с ребрами с выпуклыми нижними гранями, размещены в продольных гнездах, выполненных в верхней части стен нижнего этажа, оперты на стены через упругие прокладки и соединены с ними выключающимися связями, а зазоры в гнездах между ребрами и стенами нижнего этажа заполнены демпфирующей засьшкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3916678, кл. Е 04 Н 9/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 627229, кл. Е 04 Н 9/02, 1978.