Каркас сейсмостойкого многоэтажного здания

(51) 4 Е 04 2 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Я ОПИСАНИЕ А ВТОРСКОМУ СВ О Т ИДЕТЕЛЬСТ У 0248238958/23-334. 12.877.10.89. Бюл.37Среднеазиатское отделенгосударственного научиого и проектно-конструка ВНИПИэнергопромП, Круглов99.841 (088.8)вторское свидетельство С482, кл. Е 04 Н 9/02, 19 аркасамЦелью сейсмо. здания. полненынаружа внут- наружелелена та вляет онтуров. ие Всесоюз- о-исследоваорского инИзобретениеи я вляется усосейсмостойкогоа вт. с в.80248Цель изобретения - повышение сейсмостойкости и энергоемкости каркаса здания.На фи г. 1 изображен ка ркас сейсмостойкого многоэтажного зла ния, общий вид; на фиг. 2 - то же, одноэтажного здания; на фиг. 3 узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез А - А на фиг. 3.Каркас сейсмостойкого здания включает колонны 1 и ригели 2, образующие ячейки 3, размещенные в них диагональные связи 4, замкнутый контур 5, объелиняюший связи в центре ячейки.Замкнутый контур 5 выполнен в виде внутреннего 6 и наружного 7 стальных колец. Толщина внутреннего кольца 6 превышает толцину наружного кольца 7. Кольца 6 и 7 установлены с зазорами 8 и 9 относительно лруг друга и связей 4. В зазоре 8 размещена проклалка 10 в виле кольцевого элемента из низкомодульного(61) 8 (21) 4 (22) 2 (46) 0 (71) ного тельск сти тут (72) В (53) 6 (56) А802 относится к строительству вершенствованием каркаса многоэтажного здания по 2,ЯО 1513109 АРКАС СЕЙСМОСТОЙКОГО МЖНОГО ЗДАНИЯИзобретение относится к кстойких многоэтажных зланий.тения является повышениести и энергоемкости каркасаЛки замкнутых контуров вывыми и жестко прикреплены квнутренним кольцам. Толшинколец превышает толщинулец. Толщина прокладок опровия, что жесткость их сось жесткости замкнутых к(54) К ГОЭТА (57) сейсмо изобре стойко Про кла кольце ным и ренних ных ко из усл четверт 4 ил. вязкоупругого материала, например из вулканизированной резины или эластичных полимеров-эластопластов, эластомеров, уста новленного с плотным касанием к стальным кольцам 6 ии неподвижно присоединенного к ним по всей поверхности контакта путем, например, приклеивания или вулканизации.Кольцевой замкнутый контур 5 посредством болтов и гайки прикреплен подвижно к связям 4. Полвижность обеспечена зазором 9 между торцами связей 4 и наружным кольцом 7 контура 5.Толщина кольцевой прокладки 10 определена из условия С =0,25 С гле С и С.соответственно жесткость проклалки и замкнутого контура 5 при работе последнего в упругой стадии. Расчетные сечения всех элементов каркаса таковы, что при ветровых и крановых нагрузках они работают только в упругой стадии. От действия на каркас здания сейсмический нагрузок, превышающих нагрузки основного сечения, в стальных кольцах 6 и 7 замкнутого контура 5153109 фор,1 у га изобретенгг.г г,г Фиг 1 3происходит развитие пластических деформаций. Ввиду того, что толщина колец 6 и 7 различна, пластическая стадия работы стали, в отличие от известного решения, наступает в обоих кольцах 6 и 7 одновременно, причем в болыцом объеме материала. В кольцевой прокладке 10 возникают при этом только упругие деформации и происходит накопление потенциальной энергии упругих деформаций.Наибольнгего значения потенциальная энергия достигает за полуцикл колебдций цри максимальном отклонении каркаса от вертикального положения. С изменением направления перемещений эта энергия расходуется ца восстановление первоначальной формы замкнутого кольцевого контура 5 и смену знака напряжений в стальных кольцах 6 и 7. При отклонении каркаса в другую сторону качественная картина работы конструкций повторяется. При этом имеет место более рациональное использование пластических резервов системы, поскольку с введением в замкнутый кольцевой контур 5 кольцевой прокладки, жестко соединенной с кольцами 6 и 7, созданы условия для развития знакопеременных пластических деформаций уже в обоих стальных колы 1 дх контура 5, что позволяет повысить энергоемкость каркаса, так как значительная часть энергии, передаваемой каркау црц сейсмических воздействиях, необра 1 и мс згтра ч и вгется нд работу в пластической сг;лиц стальных колец 6 и 7 контур о. 1111 р 51 д с этим цогло 1 цецив энергии цр 1 цсхс,1 И г црц деформациях кольцовй прокладки 10 благодаря ее вязкости. Еров, пго, сейсмостойкость цовыцдетс 51 зд счет того, что кольцевые прокладки 1 О работают црц любых воздейстьчях только упруго ц имеот реглсмецтирсвяццуо жесткость во црсмя к 1 лобдццй. Кдркдс црц действии горизонтальных цд грузск работает следуюгци м образом.В каждой ячейке 3 диагональ связи 4, ц направлении которой действует сжимаю 4шее усилие, выключается из работы, так как концы ее расколов. установленных с зазором 9 относительно замкнутого кольцевого контура 5, свободно переме 1 цаются вдоль болтов. В то же время во второй диагонали связей 4 возникает растягивающее усилие, которое передается на замкнутый контур 5. Под действием этих усилий контур 5 деформируется как криволинейный брус прямоугольного (фиг. 4) поперечного 10 сечения, представляющего собой пакет-композицию с внешними слоями из стальных колец 6 и 7, и внутренним слоем, образованным кольцевой прокладкой 1 О из низко- модульного вязкоупругого материала. При изменении направления действия нагрузки знак усилий в элементах каркаса меняется на противоположный.Жесткостные характеристики замкнутогокольцевого контура 5 назначены таким образом, что жесткость элемента 8 составляет 20 25 О от обшей жесткости контура 5, приработе колец воздействуя только упруго и имея регламентированную жесткость, во время колебаний возвращают каркдс в положение устойчивого равновесия и исключают нарастание в упругопластической системе односторонних деформаций, которьк могут привести к обрушению здания, сооружения. Каркас сейсмостойкого многоэтажгцгоздгни я по авт. св.802482, от.гсгнаюигийся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости и энергоемкости каркаса, прокладки каждого замкнутого контура выполнены в виде единого кольцевого элемента цз низкомодульного вязкоупругого материала, жестко соединенного с наружным и внутренним кольцами по всей поверхности их контакта, причем толщина внутреннего кольца превышает толщину наружного кольца, а толщина прокладки определена из ус ловия Сп=0,25 Ск, где Сп и Ск - жесткость соответственно прокладки и зам кнутого контура при работе последнего в упругой стадии.Сосавитель Г. ИвановаРедактор Н. Тупица Техред И. ВересЗаказ 5958/31 Тираж 644 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр . ртк ытиям п и ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Уж ор д, 1