Металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания

Металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОГ ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii)950882

4r . 2 сФ;. (6I) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.01.81 (21) 3234923/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кц з

Е 04 Н 9/02

Твеударствелннй камнтет

СССР

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25.08.82 (53) УДК 699.841 (088.8) лв делан лзебретелий и открытий (72) Авторы изобретения

1

Г. В. Мальцев и В. А. Зен ин

Д, 1 (Казахское отделение Ордена Трудового Красного Знамени. центрального научно-исследовательского и проектного, института строительных металлоконструкций Госстроя СССР (71) Заявитель (54) МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАРКАС СЕЙСМОСТОИКОГО

МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в металлических каркасах сейсмостойких многоэтажных зданий.

Известен связевой металлический каркас многоэтажных зданий, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, в которые размещены наклонные связи, соединенные с нижними углами ячеек и посредством фасонок с серединой вышележащих ригелей (1.

Недостатками такого каркаса являются повышенный расход металла и недостаточная сейсмостойкость.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки с размещенными в них наклонными связями, соединенными посредством фасонок с нижними углами ячеек и с серединой вышележащего ригеля, и энергопоглотители, расположенные между связями и углами ячеек и выполненные в виде труб разной длины или в виде балок жесткости (2).

Недостатками такого каркаса являются повышенный расход стали на энергопоглотители в связи с тем, что в каждом элементе электропоглотителей при изгибе в упругопластической стадии работают только отдельные сечения, способные при колебаниях поглощать энергию сейсмического толчка, и недостаточная надежность энергопоглотителей в связи с наличием в их элементах в наиболее опасных напряженных местах свар1о ных швов, а также недостаточная устойчивость элементов из труб разной длины при сжимающих усилиях.

Цель изобретения — повышение надежности работы энергопоглотителей и снижение металлоемкости.

Цель достигается тем, что в металлическом каркасе сейсмостойкого многоэтажного здания, включающем колонны и ригели, выполненные из двухтаврового профиля и образующие ячейки с размещенными в них

20 наклонными связями, соединенными посредством фасонок с нижними углами ячеек и с серединой вышележащего ригеля и энергопоглотители, что каждый энергопоглотитель выполнен в виде торсионных валов с повод950882 ками, имеющими овальные отверстия и размещенных между полками ригеля в узле соединения наклонных связей с ригелем, причем верхний конец каждого вала жестко соединен с верхней полкой ригеля, а нижний шарнирно с нижней полкой ригеля, при этом фасонки выполнены Т-образного сечения и соединены с поводками посредством пальцев.

На фиг. 1 схематически изображен металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, общий вид; на фиг. 2 — ячейка каркаса с положением элементов до и во время колебания здания; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез А — А на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез Б — Б на фиг. 3.

Каркас сейсмостойкого многоэтажного здания включает колонны 1 и ригели 2, выполненные из двутаврового профиля и образующие ячейки 3, размещенные в последних наклонные связи 4, соединенные посредством фасонок 5 с нижними углами ячеек 3 и

Т-образной фасонкой с серединой вышерасположенного ригеля 2 и энергопоглотители б.

Энергопоглотители 6 выполнены в виде торсионных валов 7, расположенных между полками 8 ригелей 2 и снабженных поводками 9 с овальными отверстиями 10. Валы 7 жестко прикреплены к верхним полкам 8 ригеля 2 и шарнирно — к нижним полкам 8 ригелей 2. Фасонки 5 в узлах крепления связей 4 к ригелям 2 выполнены Т-образного сечения с отверстиями 11 на концах их полок

12 и соединены с поводками 9 пальцев 13.

Сечения валов 7 подбираются таким образом, чтобы они при сейсмических перегрузках, работая в пластической стадии, могли поглотить сообщаемую зданию дополнительную энергию. 35

Каркас работает следующим образом.

При сейсмических колебаниях в здании возникают усилия, стремящиеся сдвинуть ригель относительно Т-образной фасонки, соединенной связями. Эти усилия через по40 водки вызывают закручивание валов, причем, закручивание при колебаниях происходит то в одну, то в другую сторону. При сейсмических силах расчетной величины валы работают в упругой стадии и демпфируют, снижая сейсмические нагрузки на каркас. 4S

При сейсмических перегрузках, когда сейсмические силы могут в несколько раз превышать расчетные, валы испытывают напряжения закручивания в пластической стадии.

Этим они интенсивно поглощают энергию

50 сейсмического толчка, способствуют быстрому затуханию колебаний и защищают остальные конструкции здания от перенапряжений.

Благодаря тому, что закручивающий валы момент является постоянным по всей длине вала, вал закручивается в пластической стадии по всей длине, этим объясняется его повышенная энергоемкость.

Для восприятия усилий разной величины на верхних и нижних этажах достаточно изменения количества валов в одном узле.

Преимуществом каркаса является то, что на изготовление упруго-пластических элементов для поглощения одинакового количества энергии требуется меньше металла.

Работа энергопоглотителей, следовательно, и каркаса, более надежна вследствие отсутствия в напряженных местах сварных швов.

Упруго-пластические энергопоглощающие элементы, расположенные между полками ригелей, не уменьшают полезного объема здания, доступны при ремонте каркаса после землетрясения, не требуют ломки и восстановления стен и перегородок здания.

Формула изобретения

Металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны и ригели, выполненные из двутаврового профиля и образующие ячейки с размещенными в них наклонными связями, соединенными посредством фасонок с нижними углами ячеек и с серединой вышележащего ригеля, и энергопоглотители, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы энергопоглотителей и снижения металлоем кости, каждый энергопоглотитель выполнен в виде торсионных валов с поводками, имеющими овальные отверстия и размещеннь|х между полками ригеля в .узле соединения наклонных связей с ригелем, при чем верхний конец каждого вала жестко соединен с верхней полкой ригеля, а нижний — шарнирно с нижней полкой ригеля, при этом фасонки выполнены Т-образного сечения и соединены с поводками посредством пальцев.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии № 52 — 49903, кл. Е 04 Н 9/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 600268, кл. Е 04 Н 9/02, 1976 (прототип).

950882

11

Редактор Г. Гербер

Заказ 5644/34

Составитель Г. Иванова

Техред А, Бойкас Корректор Ю.Макаренко

Тираж 724 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4