Сейсмостойкое сооружение

(19) (11) Зш Е 04 Н 9 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН 3506578/29-302.11.8207.05.84. БюГ.П. Иванов,Егорова и А,К 17 Ю,Д. Макаров,Ножкин архитектурныйвердловски 99.841(088,8)Мартемьянов А.И. Особенности ирования и строительства сельсаний в сейсмических районах. ройиздат, 1975, с. 41.Авторское свиде ство СССР 08, кл, Е 04 Н 9/02, 1978 тип).7) 1. СЕИСМОСТОЙКОЕ СООРУЖЕНИЕ, ющее фундамент, несущий полый опорную конструкцию и выклюся связи, расположенные по пери- опорной конструкции и соединяюв ви рикрепленижнему тори установором, в М., С2. ш 771 (прот (54)( включ ствол тель олируюппоедннендополниающи етру и, располо(22) (46) (.72) В,.А.(71) С инстит (53) 6 (56) 1 проект ких зд щие последнюю с фундаменто л и ч а ю щ е е с я тем, целью повышения стойкости воздействию широкого диапа ческих нагрузок, сооружени сейсмоизолирующими устройс дополнительными выключающи зями, при этом приопорная ла имеет меньшее сечение и со стволом раструбной част ная конструкция выполнена консольной плиты, жестко п ной центральной частью к н цу приопорной части ствола ленной на фундамент с заз котором размещены сейсмоиз устройства, причем ствол с с фундаментом посредством тельных выключающихся связ женных по его периметру м о тчто, ссооружения зона сейсм е снабжено твами и мися свя часть ствосоединена ью, а опор1090837 2. Сооружение по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью равномерного перераспределения нагрузок на фундамент при деформациях Изобретение относится к строительству, а именно к сейсмостойким сооружениям, и может быть использованодля строительства емкостей для хранения сыпучих материалов как на промышленных, так и сельскохозяйственныхпредприятиях и для строительства многоэтажных зданий с несущим стволом.Известна конструкция сооружения,включающая основную емкостную частьи воронку, опирающуюся на колонны,жестко закрепленные в фундаментнойплите Г 1 3.Недостатком этого техническогорешения является невысокая сейсмостойкость сооружения,Наиболее близким к изобретениютехническим решением является сейсмостойкое сооружение, включающее Фунда"мент, несущий полый ствол, опорную 20конструкцию и выключающиеся связи,расположенные по периметру опорнойконструкции и соединяющие последнююс фундаментом 23.Однако известное сооружение обладает недостаточной стойкостью при воз.действии сейсмических нагрузок широкого диапазона и большой интенсивности, а также низкой эффективностьюсопротивления горизонтальным колебаниям основания.Целью изобретения является повышение стойкости сооружения воздействию широкого диапазона сейсмическихнагрузок. 35 Указанная цель достигается тем, что сейсмостойкое сооружение, включающее фундамент, несущий полый ствол, опорную конструкцию и выключающиеся связи, расположенные по периметру опорной конструкции и соединяющие последнюю с Фундаментом, снабженосейсмоизолирующими устройсгвами и дополнительными выключающимися связями,45 при этом приопорная часть ствола имеет основания, плита опорной конструкциивыполнена с вертикальными прорезямирадиального направления,2меньшее сечение и соединена со стволом раструбной частью, а опорная конструкция выполнена в виде консольной плиты, жестко прикрепленной центральной частью к нижнему торцу приопорной части ствола и установленной на Фундамент с зазором, в котором размещены сейсмоизолирующие устройства, причем ствол соединен с фундаментом посредством дополнительных выключающихся связей, расположенных по его периметРуеКроме того, с целью равномерного перераспределения нагрузок на фундамент при деформациях основания, плита опорной конструкции может быть выполнена с прорезями радиального направления.На Фиг.1 - сейсмостойкое сооружение, поперечный разрез; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1,.Сейсмостойкое сооружение включает Фундамент 1, несущий полый ствол 2, опорную конструкцию 3 и выключающиеся связи 4, расположенные по периметру опорной конструкции 3 и соединяющие последнюю с фундаментом 1. Приопорная часть 5 ствола 2 имеет меньшее сечение и соединена со стволом 2 раструбной частью 6. Опорная конструкция 3 выйолнена в виде консольной плиты 7, жестко прикрепленной центральной частью к нижнему торцу 8 приопорной части 5 ствола 2 и установленной на Фундамент 1 с зазором 9, в котором размещены сейсмоизолирующие устройства 10. Ствол 2 соединен с фундаментом 1 посредством дополнительных выключающихся связей 11, расположенных по периметру ствола 2.С целью равномерного перераспределения нагрузок на фундамент при деформациях основания плита 7 опорной конструкции 3 выполнена с вертикальными прорезями 12 радиального направления.3 1090Приопорная часть 5 ствола 2 должна иметь горизонтальное сечение по контакту минимальных по условию прочности размеров. При этом в случае отключения связей 4 и 11 плита 7 работает по консольной схеме, а сооружение - по схеме вертикального консольного стержня. Такая рюмкообразная форма сооружения без связей обладает наибольшей гибкостью и пониженной час О тотой собственных колебаний в отличие от известных жестких схем и форм сооружений. А с учетом работы связей 4 и 11 предложенная схема обладает обычной жесткостью и высокой частотой 15 собственных колебаний.Наличие вертикальных прорезей 12 радиального направления в опорной плите 7 превращает плиту 7 в систему (пучок) консольных балок 13, работаюО щих более независимо друг от друга, чем части неразрезной плиты 7. Консольные балки 13 имеют большую упругую податливость в пространстве,чем части одной плиты 7, Все это приводит к повышению общей гибкости сооружения, понижению частоты собственных колебаний и более равномерному распределению нагрузок на фундамент при деформациях основания, что в целом повышает сейсмостойкость сооружения, расширяя частотный диапазон воспринимаемых сейсмических воздействий.Использование в сооружении выключающихся связей 4 и 11 между плитой .7 и фундаментом 1 обуславливает двойной скачкообразный перевод сооружения с жесткой схемы на гибкую и с гибкой схемы работы на устойчиво-подвиж 40 ную при определенном уровне сейсмических воздействий произвольного направления.Таким образом, надфундаментная часть сооружения представляет единую45 рюмкообразную конструкцию, установлен. ную на фундамент через сейсмоизолирующие устройства, Выключающиеся связи 4 и 11 стягивают надфундаментную часть сооружения с фундаментом образуя одну жесткую систему, в кото 50 рой сейсмоизолирующие устройства 10 не имеют подвижности.В качестве сейсмоизолирующих устройств 10 целесообразно применить опоры, которые снижают воздействия как горизонтальных, так и вертикальных составляющих сейсмических перемещений основания и способны погасить 837 4 колебания большой интенсивности и в широком диапазоне.Предлагаемое сейсмостойкое сооружение работает следующим образом.В исходном эксплуатационном состоянии надфундаментная часть и фундамент1 сооружения образуют единую пространственную систему, которая работает по жесткой конструктивной схеме.В этом случае при сейсмических воздействиях, когда период собственныхкобаний сооружения ниже периодовколебаний основания, сооружение устойчиво сопротивляется сейсмическим нагрузкам.При интенсивных сейсмических воздействиях, характеризующихся преобладанием высокочастотных колебаний, периоды которых становятся близкимик периодам свободных колебаний сооруженил, происходит интенсивное нарастание амплитуд колебаний сооруженияНаступает такой момент, когда нарастание амплитуд достигает критического уровня, который можно определить расчетом. При этом выключающиеся связи11 в виде вертикальных и наклонных .стержней разрушаются и выключаются из работы пространственной системы. Происходит перестройка работы сооружения с жесткой схемы на гибкую засчет небольшой жесткости опорной конструкции, в результате чего сооружение начинает работать в новом(втором) диапазоне сейсмических колебаний без разрушения основной несущей конструкции ствола 2.При более интенсивных сейсмических воздействиях новой частоты в сейсмостойком сооружении, работающем безсвязей 11, выходят из строя более прочные выключающиеся связи 4 и в полной мере включаются в работу сейсмоизолирующие устройства 10, значительно снижающие интенсивные сейсмические воздействия на сооружение. В этом устойчиво-подвижном состоянии сооружение способно работать в третьем, более широком диа азоне сейсмических колебаний.После проявления сейсмических воздействий выключающиеся связи 4 и 11 могут быть восстановлены и снова включены в работу, а система тем самым с подвижной-устойчивой, гибкой перестроена на жесткую схему работы.Таким образом, совокупность новых конструктивных элементов в сейсмостойком сооружении придает ему новые1090837 Составитель Г. Ивановаппева Техред М. Надь Корректор В.Синицкая Редактор Т. Ку ираж 698Государственного келам изобретенийква, Н, Раушск аказ 3029/29 Подписноеета СССР ИИПпооткрытии .я наб., д, 4/5 113035, И илиал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная, 4 свойства. Повышается стойкость сооружения воздействию более широкого диапазона сейсмических нагрузок. Предлагаемая конструкция сейсмостойкого сооружения более проста в изготовлении, надежна в работе и поэтому более экономична.Ориентировочные расчеты показывают, что технико-экономический эФФект от О использования предлагаемого сейсмостойкого сооружения вместо известныхсооружений подобного типа при строительстве в районах с сейсмичностью6-7 баллов может составить около 10 Хот сметной стоимости сооружения, Эффект может быть большим, если учитывать сохранение всего сооружения приболее значительных сейсмических воздействиях.