Многоэтажное сейсмостойкоездание

Сфез Сфветскнх Сфцнаанстнческнк РеспублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к ввт. сеид-ву(22) Заявлено 160579 (21) 2766027/29-33с присоединением заявки йо(51)м, Кл,з Е 04 Н 9/02 Госудврственнмй комнтет СССР во ямом нзобретеннв н открмтнйДата опубликования описания 280231(72) Авторы изобретения Л.И. Ким, В.С. Поляков, С.В. Поляков и А.И. Цейтлин Ордена Трудового Красного Знамени центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В, А. Кучеренко Госстроя СССР(54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОИКОЕ ЗДАНИЕ Изобретение относится к строительству и предназначено для зданий, подвергающихся динамическим воздействиям от оборудования, а также, зданий,строящихся в сейсмически опасных районах.Известно сейсмостойкое здание, включающее опорный ствол с двухконсольными фермами, подвески и перек-рытия, связанные со стволом посредст вом амортизаторов, которое, с целью повышения сейсмостойкости здания, снабжено дополнительными амортизаторами, размещенными в местах крепления подвесок к двухконсольным фер-., май или в местах опирания последних наопорный ствол 1.Недостатком этого здания является недостаточная жесткость, что может быть причиной недопустимо больших амплитуд колебаний при низкочастот-., ных динамических воздействиях. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является многоэтажное сейсмостойкое здание, вклю чающее пространственно жесткие эта" жи, вертикальные диафрагмы в виде стеновых панелей со скользящими вертикальными швами между ними, выключакщиеся связи и междуэтажные плиты, в котором выключающиеся связиустановлены в верхней части вертикальных швов в верхнем этаже, причемгоризонтальные связи выполнены Фрикционнйми 21,Недостатком этого техническогорешения является то, что после сейс мичаских воздействий выключающиесясвязи требуют восстановления, чтонеэффективно при высокочастотныхдинамических воздействиях.Цель изобретения - уменьшение 15 амплитуд горизонтальных колебанийздания при динамических воздействияхи снижение инерционных сил на зданиепри сейсмических воздействиях.Поставленная цель достигается 20 тем, что в многоэтажном сейсмическом здании, включающем пространственно жесткие этажи, образованные ко.лоннами, ригелями, покрытием и перекрытиями, стеновые панели и связи,верхний этаж выполнен гибким с регулируемой жесткостью, при этом колонны верхнего этажа, расположенныевнутри здания, соединены с,колонна-,ми нижележащего этажа шарнирно с воз можностью регулирования жесткости, 808659а между колоннами верхнего этажа, расположенными по периметру зданий, установлены вертикальные связи с ограничителями колебаний.На фиг. 1 схематически изображен каркас многоэтажного здания, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1 у на фиг, 3 - узел шарнирного соединения колонн; на фиг. 4 - вид АВС на фиг. 3.Многоэтажное здание включает колонны 1, ригели 2, междуэтажные пере. крытия" 5, покрытие 4, вертикальные связи 5, шарниры б, ограничители 7,Колонны 1 верхнего этажа, располо. женнные внутри здания, соединены с колоннами 1 нижележащего этажа . 15 при помощи шарниров б с возможностью регулирования жесткости. Вертикальные связи 5 с ограничителями колебаний 7 установлены между колонна ми 1 верхнего этажа, расположенными 20 по периметру здания.Крепление стеновых панелей верхнего этажа должно исключать их участие в работе здания на горизонтальные нагрузки. 25Для предотвращения чрезмерных горизонтальных перемещений верхнего гибкого этажа при сейсмическом воздействии (из условия прочности) вертикальные связи 5 снабжены ограничителями 7. Ограничитель 7 представляет собой устройство, которое при некоторой заданной величине перемещения покрытия включает в работу вертикальные связи, тем самым увеличивая жесткость верхнего этажа и ограничивая его перемещение. К уголковым .профилям 10 прикреплены пружины 8 под натяжные болты 9.При колебаниях здания, вызванных динамическими или сейсмическими воз О действиями, устройство верхнего гибкого этажа, образованного колоннами 1, за счет их соединения с нижележащими колоннами шарнирами 6 приводит к перераспределению энергии колебаний здания. При этом ординаты основания Формы собственных колебаний в уровне перекрытий низких этажей резко уменьшаются за счет того, что верхний гибкий этаж будет восприним .ть большую, часть энергии колеба" ый: Аналогичная картина будет иметь м ,то и для второй Формы собственны.д колебаний. Поэтому при колебани". аях зданий, даже близких к резонансиьы динамические перемещения пере- О ко.тий будут существенно меньше, чем зданий с жестким каркасом, а перемещение покрытия - больше, что приводит к увеличению периодов низших Форм собственных колебаний. щВ зависимости от типа динамической нагрузки и ее спектрального сос" тава, а также предельных состояний (ог 1;аничений по прочйости, выносливости или виброскорости и виброускоре ния) можно в широком диапазоне варьировать низшими собственными частотами здания, назначая оптимальную жесткость верхнего этажа. Жесткость верхнего этажа регулируется натяжными болтами 9. В случае, когда необходимо увеличить период собственных колебаний здания, в проушины, приваренные к уголковым профилям 10, вСтавляются болты и натягиваются с некоторым усилием. Величина усилия и количество узлов, где неОбходимы болты, устанавливаются экспериментально путем измерения частот собственных колебаний здания.Устройство верхнего гибкого этажа с регулируемой жесткостью позволяет в широком диапазоне частот возмущения за счет больших перемещений покрытий уменьшить амплитуды колебаний нижних этажей, увеличить периоды собственных колебаний и тем самым защитить здание от вибраций при динамических воздействиях или от разрушения, снизив инерционнье силы на здание (при. сейсмических воздействиях),Технико-экономическая эффектив-ность предлагаемого устройства определяется снижением инерционных сил на здание и уменьшением амплитуд колебаний за счет укаэанных факторов. Устройство верхнего гибкого этажа приводит к снижению резонансных перемещений, скоростей и ускорений в 1,3-2,5 раза, чем у здания с жестким каркасом.Формула изобретенияМногоэтажное сейсмостойкое здание, включающее пространственно жесткие этажи, образованные колоннами, ригелями, .покрытием и перекрытиями, стеновые панели и связи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения амплитуд горизонтальных колебаний здания при динамических нагрузках от оборудования и снижения инерционных сил при сейсмических воздействиях, верхний этаж выполнен гибким с.регулируемой жесткостью, при этом колонны верхнего этажа, расположенные внутри здания, соединены с колоннами нижележащего этажа шарнирно с воэможностью регулирования жесткости, а между колой- нами верхнего этажа, расположенными по периметру здания, установлены вертикальные связи с ограничителямиколебанийИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 477227, кл, Е 04 Н 9/02, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР 9 627229, кл. Е 04 Н 9/02, 1976.808 б 59 4 Фиг. Ф Составитель Техред Т.М Ивановаочка Корре едакто ач 3 аказ илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 776 ВНИИПИ Государст по делам иэо 1.13035, Москва, Ж-Зен ного ретениРауш 8 У Подписное митета СССР открытий я наб., д. 4/5