Многоэтажное сейсмостойкое здание

,р) Ы 4 З 88 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик,09.74 (21) 206298 2) Заяв присоединением заявки Ме Гасударственный хамите(23) Приоритет овета Министров СССло делам изобретений и открытий 3) УДК 699.841(088.8) Опубликовано 15.04.77. Бюллетень М 14Дата опубликования описания 25,04,77 72) Авторы изобретени 71) ЗаявителиЯ. М, Айзенберг, В. В. Назин и С, В, Поляковена Трудового Красного Знамени Центральный наисследовательский институт строительных конструкц им, В. А, Кучеренко и Трест Севастопольстрой ГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИ бунк щим с онцам ьма ш сухого сниже ду фунсесткого связи. я чертент сейсИзобретение относится к области строительства, в частности к сейсмостойким зданиям.Известны здания, имеющие между фундаментом и нижним перекрытием пружины, повышающие гибкость зданий и снижающие в связи с этим сейсмическую нагрузку (1). Недостаток такого здания заключается в низких демпфирующих свойствах пружинной стали, большой металлоемкости и пожарной опасности.Известны также здания с гибким низким нижним этажом и жесткими верхними этажами, Нижний этаж устраивается иногда также для повышения гибкости сооружения и снижения сейсмической нагрузки (2). Недостаток таких зданий состоит в том, что в связи с нормативными ограничениями сечений стоек нижнего этажа, эти стойки не всегда могут быть достаточно гибкими, чтобы существенно снизить сейсмические нагрузки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является многоэтажное сейсмостойкое здание с жесткими верхними этажами, опертыми на гибкие в горизонтальном направлении стойки нижнего этажа со сферическими торцами на концах, нижние из которых соединены с фундаментами, а верхние - с жесткими этажами, причем к нижнему из перекрытий прикреплены железобетонные еры, заполненные материалом, создаю ухое трение.Стойки со сферическими к и позволяют варьировать гибкость в вес ироких пре делах, а наличие системы трения приводит к дополнительному нию сейсмической нагрузки.Недостаток этого решения заключается втом, что, существенно снижая сейсмическую 10 нагрузку в случае землетрясения с преобразованием высокочастотных колебаний, при низкочастотных сейсмических колебаниях, оно может приводить вследствие резонансных эффектов к повышению сейсмической нагрузки 15 (3).Цель изобретения - обеспечение адаптации здания к сейсмическим колебаниям с различными спектрами.Эта цель достигается тем, что меж 20 даментом и перекрытием нижнего яэтажа прикреплены выключающиесяСущность изобретения поясняетсжом, на котором изображен фрагме мостойкого здания.25 Многоэтажное сейсмостойкое здание с пространственно жесткими верхними этажами 1 оперто на пибкие в горизонтальном направлении стойки 2 нижнего этажа со сферическими торцами 3 на концах, соединенными с 30 фундаментом 4 снизу и с жесткими этажамисверху, к нижнему жесткому этажу 5 при; креплены железобетонные бункеры б, заполненные материалом 7, создающим сухое трение, например кирпичом, щебнем, песком, Между фундаментом и нижним перекрытием. 5 размещены выключающиеся связи 8.Связи могут быть выполнены, например, в виде связевых панелей, шпонок, болтовых соединений и т. п. Для предотвращения недопустимых горизонтальных смещений здания 10 к фундаменту жестко прикреплены упоры 9, а для предотвращения локальных повреждений нижнего перекрытия 5 в случае его соударения с упором 9 между ними установлена упругая связь 10. 15До отключения связей 8 здание представляет сооой жесткую систему со сравнительно низкими величинами периодов собственных колебаний. При землетрясениях с преобладанием в спектре колебаний грунта низкопери одных составляющих, близких к периодам собственных колебаний здания до отключения элементов связей, вследствие развития резонансных эффектов, амплитуды колебаний здания нарастают до порогового уровня, при 25 достикении которого происходит отключение связей 8.После отключения связей 8 периоды колебаний здания, расположенного иа стойках 2 со сферическими торцами, резко возрастают. З 0 В связи с повышением перидов колебаний здание уходит пз резонансного режима, сейсмические нагрузки существенно снижаются.В случае, если происходит землетрясение с з 5 преобладанием высокопериодных колебаний грунта, резонансные эффекты не развиваются, поскольку здание при неотключенных связях является жестким и отличается низкими величинами периодов собственных колебаний. Соответственно низки величины сейсмических нагрузок.Бункер б перемещается во время землетрясения совместно с верхней частью здания относительно фундамента. При перемещении 45 бункера между элементами (7), расположенными в бункере, и поверхностью фундамента возникает сухое трение, пропорциональное весу материала, находящегося в бункере, и коэффициенту трения между ним и поверхностью фундамента. Наличие сухого трения приводит к дополнительному снижению сейсмической нагрузки,Технико-экономическая эффективность изобретения определяется снижением сейсмической нагрузки на задание за счет указанных факторов: значительного увеличения периодов собственных колебаний здания после отключения связей и наличия сухого трения.Величины требуемых периодов собственных колебаний здания могут варьироваться в весьма широких пределах, Система на стойках со сферическими торцами обладает гравитационной восстанавливающей силой, практически линейно зависящей от перемещений. Величины периодов собственных колебаний зависят от радиуса сферической поверхности и высоты стойки и регулируются соответствующим расчетом, Значение основного тона собственных колебаний здания с отключенными связями может достигать 2 - 5 и более секунд.Формула изобретенияМногоэтажное сейсмостойкое здание с пространственно жесткими верхними этажами, опертыми на гибкие в горизонтальном направлении стойки нижнего этажа со сферическими торцами на концах, соединенными с фундаментом снизу и с жесткими этажами сверху, к нижнему из которых прикреплены железобетонные бункеры, заполненные материалом, создающим сухое трение, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью ооеспечения адаптации здания к сейсмическим колебаниям с различными спектрами, между фундаментом и нижним жестким этаком прикреплены выключающиеся связи.Источники информации, принятые во внимание прои экспертизе заявки:1, Труды 7 Международной конференции по сейсмическому строительству, Рим, 1973.2. Вибрация в технике. СО АН СССР, Новосибирск, 1974.3. Авт. св. СССР по заявке1833744/33, кл. Е 04 Й 9/02, 1972 - прототип,ПодисССР аказ 78217ЦНИИ ипография, пр. Сапунов Изд.347 Государственного по делам изо 3035, Москва, КТирак 878 комитета Совета Чинистр ретений н открытий 35, Раушская нао., д, 4/5