Многоэтажное сейсмостойкое здание

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублин 11767331 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 30.09.80. Бюллетень36Дата опубликования описания 05,10.80 по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Л, И. Неймарк, Л. Б. Нудьга и Я. М. Айзенберг Ленинградский зональный научно-исследовательский.,и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий(54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ Изобретение относится к строительству сейсмостойких зданий и сооружений.Известна сейсмостойкая строительная конструкция, включающая несугцую легкую оболочку-здание на массивной с выпуклой нижней поверхностью опорой конструкции в фс рме сферического сегмента, "установленной на плоский фундамент 11.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 перекрестцо расположенные стены пространственно жесткого нижнего этажа, вертикальные диафрагмы верхних этажей в виде стеновых панелей со скользящими вертикальными швами между кими, плиты перекрытий, соединенные в этих швах гибкими горизонтальными связями, и выключающиеся связи в верхней части вертикальных швов 121.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. выключающей связи в верхней части вертикльных швов, диафрагмы в опорной части выполнены с ребрами с выпуклыми нижними"-гранями, размещенны в продольных гнездах,выполненных в верхней части стен нижнего" " этаЖй; оперты на стены через упругие прокладки й соединены"с ними выключающимися связями, а зазоры в гнездах между ребрами и стенами нижнего этажа заполненыдемпфирующей засыпкой.На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция сейсмостойкого здания,"поперечный разрез; на фиг, 2 - сечение А - А нафиг, 1.Сейсмостойкое здание состоит из вертикальных диафрагм 1 в виде стеновых панелей верхних этажей с ребрами 2, имеющимивыпуклые 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 диафрагмы1, между панелями перекрытий 7 установлены гибкие связи 8 и верхние выключающиеся связи 9. Ребра 2 оперты в продольных 26гнездах 10, выполненных в верхней частистен 4 нижнего этажа, а зазоры между ребрами 2 и стенами 4 заполнены в гнездах10 демпфйрующей засыпкой 11.Описанная конструкция здания работаетследующим образом,В период междуземлетрясениями при деформациях основания, вызванных его подработкой, г 1 ротаиванием вечномерзлых илизаМачиванием макропористых грунтов, жесткая пространственная система перекрестно зОрасположенных 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 включеннымизначительно нижевеличины преобладающих периодов колебаний грунта, резонансные явления проявляются слабо и связи 5 ри 9 не выключаются. Сейсмическая нагрузкака на надземные конструкции при этомбудет 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 относительно 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 продолжаютпри этом воспринимать основную часть усилий, вызванных возросшей при землетрясении неравномерностью деформаций основания в сочетании с вертикальной составляющей сейсмических нагрузок.Характер работы здания на этой стадииполностью повторяет соответствующую работу . прототипа. После землетрясения связи9 восстанавливаются.Б период повторных интенсивных сейсмических воздействий частотные характеристики которых близки к соответствующимхарактеристикам первого толчка, или приболее 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 расчетногоуровня, и связи 5 выключаются. Здание приэтом превращается в предельную систему,состоящую из качающихся с демпфированием и ограничением амплитуд вертикальныхдиафрагм. Такая система характеризуетсявесьма длинными периодами и повышеннымзатуханием колебаний, следовательно, малыми величинами усилий в элементах здания, что предохраняет его от обрушения, атакже при афтершоках.По окончании периода повторяющихсятолчков (афтершоков) все связи восстанавливаются и производится ремонт и герметизация швов между панелями.Предложенная система имеет несколькоступеней сейсмозащиты, что повышает еенадежность при уменьшении расхода материалов на надземные конструкции путемснижения уровня сейсмических нагрузок исокращения 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,Формула изобретенияМногоэтажное сейсмостойкое здание, включающее перекрестно расположенные767331 г ль Г. ИвШу фрич СоставитТехред К.Тираж 772 Государственного лам изобретений ква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужго но едактор Т. Кузьминааказ 7157/28ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП Ю Макарен Корректо ПодписноСССРтий б., д. 4/5 Проектная 4 комитет и откр шская н од, ул. 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 19 опорной части выполнены с ребрами с выпуклыми нижними гранями, размещены в продольных гнездах, выполненных в верхнейчасти стен нижнего этажа, оперты на стенычерез упругие прокладки и соединены с ними выключающимися связями, а зазоры вгнездах между ребрами и стенами нижнегоэтажа заполнены демпфирующей засьшкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США3916678,кл, Е 04 Н 9/02, 1975,2. Авторское свидетельство СССР627229, кл. Е 04 Н 9/02, 1978.