Металлический сейсмостойкий каркас многоэтажного здания

Металлический сейсмостойкий каркас многоэтажного здания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()912895

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (6! } Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 11.07,80(2! ) 2955318/2933 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.82. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 17 03 82 (51) M. Кд.

Е 04 Н 9/02

Государственный комитет (5З ) УД К 699. .841 (088. 8} по лелем изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г В. Мальцев, Ф. Т. Ковале; и В. %. Зенин

Казахское отделение Ордена Трудового Красного Знамени центрального научно-исследовательского и проектного института строительных металлоконструкций (7!) Заявитель (54) МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ С

М НОГОЗТА ЖН

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных зданий в районах с повышенной сейсмической активностью.

Известен сейсмостойкий каркас многс этажного здания, включающий колонны, 5 балки перекрытий и образуемые ими в двух смежных пролетах ячейки, в каждой из которых размещены диагональные жесткие связи в виде одинарных подкосов (1 ).

Наиболее близким к изобретению тех1О ническим решением является металлический сейсмостойкий каркас многоэтажного здания, включающий образующие ячейки ригели и колонны, число которых в попе15 речном сечении не менее трех, и диагональные связи в аиде одинарных подкосов, установленных в ячейках, расположенных в шахматном порядке 1 2) .

Общими недостатками таких каркасов являются остаточнъте перекосы каркаса после землетрясения, на устранение которых требуются значительные средства и большой расход металла. Остаточные

EИСМОСТОИКИИ .КА ГКЛт; ..:, ОГО ЗДАНИЛ ! 1.;;

I перекосы после землетрясения могут возникнуть из-за работы балок при пере; грузках в пластической стадии и отсутствия сил, которые могли бы вернуть здание в первоначальное положение.

Повышенный расход стали по той причтше, что в балках за счет эксцентриче кого крепления связей возникают дополнительные моменты, складывающиеся с моментами от собственного веса конструкций .и полезных нагрузок, а также изза малого декремента затухания колебаний для стальных конструкций при расчете конструкций каркаса расчетные сейсмические нагрузки умножаются на коэф фициент 1,5, 11ель изобретения - повышение сейсмостойкости здания за счет сообщения зданию способности к самовозвращению после землетрясения в первоначальное положение и снижение металлоемкости.

Достигается указанная цель тем, что и металлическом сейсмостойком каркасе многоэтажного здания, включающем о6оазующие ячейки ригели и колонны, с чисЛО M КОЛОНН B ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ НЕ MBнее трех, и диагональные связи в виде одинарнъ(х подкосов, установленных в ячейках, расположенных в UIBxMBT?IOM no рядке, связи установлены попеременно с наклоном в прот?(вополож?гых ??вправлениях и прикреплены к ригелям, г(13?гчем средние колонны выполнены сквозными из швеллеров, соединенных между собой пластинами, а в местах опирания ригелей снабх ены .открытыми сверху емкостями, заполненными сыпучим материалом, при этОм ригед?1 выпОхlнсны li.еразрезными> снабжены клинОБидньгми крес > (100>3. :,,>Ibiivill

ЭЛЕМЕНТаМИ ИЗ Пдд(СТИН т РС(3Р&МИ жэСГ

КОСТИ ?(СЕ СТКО ?ГРПКРС-.ПДЕП(?ЫМ(1 E(1 1П31Д1?(М полкам ригелей с внешней стороны, причем ригели про?туг!?е?гь(ме?кду швеллерами средних колонн со свобод?1ь1М опира» (>

НИЕМ Па ПОСЛЕДНИ С ПОСРЕ((СТВО.: i:.ЛИПОВИДkiblX ЭЛÎÌÐEIÒÎB> УСТЯ?1ОВЛЕН11Ъ?Х В С (КОС-

ТИ КОт(О?ЬН

;j,B ф?IГ. 1 >(Г3казан I(Bp((ас, 361>и>(й впд„" д

На ф?П 9 — ТО ЯЕ, П(3И ВС=>10Й(- > E3?E?i CellСмич ССКОГО тол IКд. 170k?bi!(! Сн (Ой ?(НТ еиси 1>1(ОСТИ(EIB фиг °:. > УЗ(ЭД I На ф?:1". С, На ф?(г. 4 — сече?п(с А.--Л на фпг. 3; па

q?Eû — уз>сд t Б 1т! С!МЕ.-НТ >отктт т>НРН.">Я

КBpE(BCB 0 Г ВЕрт?(ка?1И ПГ3?т ВОЗ>дт,>.4 ТВИП сейсхп(ческОГО тол(Eb>.В, 1(>(> Е.(-ддЛ;1>:(>CK?i?(I,BpHB . СЕ?1 .".. С>(-, ГО1П(01.(-, . МПОГОЭТЗ?КнОГО ЗДНИИН ВК>. сот(а(эт к(:>ат11(l(C тт с> « д(1?1е 2 Kon0?ццп и .;И? (1> и 3, Об-" т? 3аэ(У10(11?ГЕ kl>1эйК?1 >> П ттиаг>01(тат? (-111>1Е (Г и-зп 5 13 виде Один(3рных подкосов> устя новпенны" попеременно с Наклоном B

Г?Р>3ТИВР?70ЛОЗКНЬ(Х Наг(РаВПЕ!1?тит-, В ?EH0ÄHBk-„

4 > расг(ОЛОЗКЕН?гт>1Х B ШаХМЭТEI(3iv(ПО 3я(д(СС >

48 и ПрИКр ЕПЛЕПIБ 1Е К р ИГЕЛН М 3. ((Едиот:

<ОЛО?Г1(Ы 2 ВЫПОЛНЕНЬI С?СI?О„=)!!вl. .iи ?(З

ГДВЕГ?ЛЕРОВ 6, СОЕДИНЕ11НЫХ 1>Е?КДУ СО6ОЙ г(ластинами 7, а B местах опирапия ригелей снабжены открытыми сверху емкосg$ тями (»», зачолненпыми сыпучим материалом 9. Ригелп 3 вьгполненьт неразрезчымп, снабжены клиновидны(1?1 крестооб1 разными элементами 10 из г?дастин 11 .с рсбрами ?кесткост11 12, кестко прикрепленными к нижним полкам i ригелеи 3

-3 У 50 с внешней стороны в местах оггирания ригелей 3 на средние кодо?гны 2, и про?тущены между швеллерами С колонн 2 со свободным опиран??ем на последние по55 средством клиновидных элементов 10, уста?(овтчепных B емкости 8 колонн 2.

Прп сейсмических колебаниях в диагондльньпс с?зязэх .3 возникают Осевые усилия растяжения или сжатия. При этом, если во всех связях 5 одного пролета эти усилия являются растягиваюшими, то во всех связях 5 другого пролета в это врсмя они являются сжимающими. При

?1зме?1ении направления колебания знаки усилий соответственно меняются. В завис!им(3сгп от вели (ины горизонтальных усилий различаются три вида работы каркаса, При Горизонтальных сейсмических нагрузках ниже расчетной величины, а так,же при ветровых нагрузках, какркас работает как обыч?п?й связевой. При этом дейсттвующие на ригели 3 у средней ко- лон?гы 2 направленные вверх от связей

5 усилия уравновешиваются собственным весом конструкций перекрытий. Усилия, направленные вниз, воспринимаются средней колонной 2.

При горизонтальных нагрузках расчетной велич?1?ы те ригели 3, на которые действу?от направленные вверх усилия от связей 5, прогинатотся упруго вверх, перемещаясь относительно средней колонны 2. При этом, закрепленные к ригелям

3 клиновидные элементы 10 .из пластин

11 с ребрами 12 частично извлекаются и:3 емкостей 8 <олонн 2 с сь(пучим материало(>1 (?, ?IBE7p?IMñp песком. Последний, перемещаясь заполняет образовавшиеся пои BT0ivf ПУсто i bi. 11Р?1 возвРдщении PHг пей 3 в llсходное ггодожение клиновид;-ые эдементы 8 исгп.i E bièþò возрастаю>(c0 сопротивление сьпгучего материала с?, благодаря чему не происходит удара

pI(Ii >(IC" 3 0 Iion0?iiibl 2 H П>3оисходит иптепсивпое поглощсние энергии колеба11?гй!. При наклоне каркаса в другую сторону под воздействием связей 5 происходит прогиб ригедей 3 на других этажах. Б11агодаря поглощен?по энергии сейсмического толчка сьшучим материалом

0 в д(а1-(11ом сдучае песком, колебания здания быстро затухают. Поэтому при

pBc«el Bx каркаса отпадает введение повышающего коэфф?1циента к 1,5 к сейсмическим нагрузкам.

При сейсмических нагрузках, при которых горизонтальные усигия на каркас могут в несколько раз превышать расчегные, при:?ятые для донной бальности района строитсльства в изгибаемых вверх ригелй?с 3 вОзникаlОт па11ря?кегеия изГиба выше упругих, т.е. ригели 3 изгибаются

В:тдасТИЧЕСКОй Стаднн. БтчаГОдаря бОЛЬшой масс.е (в ригелях 3) металла, работающсч о в пласти *.еской стадии, в допол1(ЕНИЕ С СОПРОТИВЛЕНИЕМ ПОГРУЖЕНИЮ ЭЛЕ912895 ментов 8 в сыпучий материал 9, энергия сейсмического толчка интенсивно поглошается, чем надежнее зашишаются от перегрузок другие элементы каркаса и все здание. Благодаря тому, что в кар- 5 касе ригели 3 прогибаются только вверх, после прекрашения колебаний под воздействием собственного веса перекрытий, они всегда возвращаются в свое исходное положение, чем устраняется крен здания.

Преимуществом данного каркаса яв= ляется то, что при одновременном значительном снижении расхода металла на каркас, повышается его надежность и ис- 15 ключается появление перекосов в здании после землетрясения. Значительным преимушеством является простота конструкций. Технология их изготовления является обычной, принятой в настояшее время на заводах-изготовителях. По сравнению с рассчитанными в упругой стадии работы стальными рамными каркасами, данное устройство позволяет снизить расход стали до 35%. 25

Формула изобретения

Металлический сейсмостойкий каркас многоэтажного здания, включающий образуюшие ячейки ригели и колонны с числом колонн в поперечном сечении каркаса не менее трех и диагональные связи в виде одинарных подкосов, установленных в ячейках, расположенных в шахматном порядке, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости за счет обеспечения способности каркаса к самовозвращению в первоначальное положение и снижения металлоемкости, связи установлены попеременно с наклоном в противоположных направле ниях и прикреплены к ригелям, причем средние колонньr выполнены сквозными из швеллеров, соединенных между собой пластинами, а в местах опирания ригелей снабжены открытыми сверху емкостями, заполненными сыпучим материалом, при этом ригели в |полнены неразрезными, снабжены клиновидпыми крестообразными элементами пз пластин с ребрами жесткости, жестко прикрепленными к нижним полкам ригелей с внешней стороны, причем ригели пропущены между швеллерами средних колонн со свободным опиранием на последние послсдством клиновидных элементов, установлен1ых в емкости колонн.

Исто пп:кн информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сейсмостойкое строительство. Рефератив ый сборник. Сер. 14. N., IIHHHC, 1979, с. 18.

2. Авторское свидетельство СССР

393423 кл. Е 04 Н 9/02 1 972