Сейсмостойкое многоэтажное здание, сооружение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН зс 50 Е 04 Н 9 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЙЫоь Йс ,ЬА . 1 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР623923, кл. Е 04 Н 9/02, 1975.2. Авторское свидетельство СССРно заявке3374120, кл. Е 04 Н 9/02,29.12.81 (прототип),(54) (57) СЕЙСМОСТОЙКОЕ МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ, содержащее фундамент, опертые на него конструкции подземной и надземной частей здания, перекрытия подземной части и сейсмоизолирующий экран в виде наружного,801101536 ограждения подземной части, выполненного из материала, плотность которого выше плотности грунта, и установленного по наружному контуру фундамента с уклоном от подошвы фундамента наружу здания, отлачаюи 1 ееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, сейсмоизолирующий экран выполнен замкнутым в плане и снабжен консольными элементами перекрытий, над которыми размещены с зазором перекрытия подземной части, при этом фундамент выполнен в виде плиты с уступом по наружному контуру, на котором установлен экран подвижно через антифрикционные прокладки и с зазором относительно вертикальной грани уступа, причем угол наклона экрана определен соотношением с ъ агса 1 п - ,Чч 2 где Ч, - скорость распространения сеисмических волн в, грунте; Чг - скорость распространения сейсмических волн в материале экрана.Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям сейсмостойких многоэтажных зданий, сооружений.Известно сейсмостойкое здание с сейсмоизолирующим экраном, расположенным в грунте по периметру здания 11.Недостатками такого здания являются его невысокая эффективность и высокая материалоемкость,Наиболее близким техническим решением к изобретению является сейсмостойкое многоэтажное здание, сооружение, содержащее фундамент, опертые на него конструкции подземной и надземной частей здания, перекрытия подземной части, сейсмоизолирующий экран в виде наружного ограждения подземной части, выполненного из материала, плотность которого выше плот ности грунта, и установленного по наружному контуру фундамента с уклоном от подошвы фундамента наружу здания 12).Недостатком такого решения является то, что наклонные стены подземной части жестко соединены с каркасом здания, т.е. являются частью здания, единым с ним целым. При этом эффект уменьшения горизонтальных сейсмических нагрузок на здание (который обусловлен наклоном стенового ограждения подземной части в сторону обратной засыпки) из-за передачи всех горизонтальных нагрузок от грунта на каркас здания через жестко соединенные с ним подпорные стены существенно снижается.Цель изобретения - повышение сейсмостойкости.Указанная цель достигается тем, что в сейсмостойком многоэтажном здании, сооружении, содержащем фундамент, опертые на него конструкции подземной и надземной частей здания, перекрытия подземной части и сейсмоизолирующий экран в виде наружного ограждения подземной части, выполненного из материала, плотность которого выше плотности грунта, и установленного по наружному контуру фундамента с уклоном от подошвы фундамента наружу здания, сейсмоизолирующий экран выполнен замкнутым в плане и снабжен консольными элементами перекрытий, над которыми размещены с зазором .перекрытия подземной части, при этом фундамент выполнен в виде плиты с уступом по наружному контуру, на котором установлен экран подвижно через антифрикционные прокладки и с зазоромотносительно вертикальной грани уступа, причем угол наклона экрана определен соотношением с 1агсЗв - , гдеч- скорость распространения сейсмических волн в грунте; Ч - скорость распространения сейсмических волн в материале экрана.На фиг. 1 схематически изображено сейсмостойкое здание; на фиг. 2 - сейсмостойкое сооружение (дымовая труба). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Сейсмостойкое многоэтажное здание, сооружение содержит фундамент 1, опертые на него конструкции подземной 2 и надземной 3 частей здания, сооружения, перекрытия 4 подземной части 2 и сейсмоизолирующий экран 5 в виде наружного ограждения подземной части 2, выполненного из материала, плотность которого выше плот ности грунта 6, и установленного подвижно по наружному контуру фундамента 1 с уклоном от подошвы фундамента 1 наружу здания, сооружения.Сейсмоизолирующий экран 5 выполнен замкнутым в плане и снабжен консольными элементами 7 перекрытий, над которыми размещены с зазором 8 перекрытия 4 подземной части 2.Фундамент 1 выполнен в виде плиты с уступом 9, на который оперт сейсмоизолирующий экран 5 подвижно через антифрикционные прокладки 1 О и с зазором 11 относительно вертикальной грани 12 уступа 9, что позволяет максимально снизить возможное влияние при сейсмических воздействиях горизонтального перемещения грун- та (выше подошвы фундамента) на здание, сооружение,Антифрикционные прокладки 1 О защищены от повреждения за пределами опорной части экрана 5 специальным легкодеформируемым материалом 3 (например, резиновой кромкой, газобетоном и т.п.),Фундаментная плита 1 и экран 5 заглублены в грунт 6,основания на величину, обеспечивающую необходимый уровень снижения горизонтальных сейсмических ускорений по сравнению с нормированными на поверхности грунта для места застройки. Так, например, при заглублении подошвы фундамента 1 на величину, равную или большую 1/10Т(гдескорость распространения сейсмических волн в грунте; Тп - преобладающий период сейсмических колебаний в месте застройки), и исключении влияния на здание сейсмического давления от вышерасположенного грунта можно ожидать снижения уровня сейсмического воздействия на здание, сооружение примерно вдвое, те. на 1 балл.Экран 5 здания, сооружения выполняется из железобетона (бетона),с углом наклона, определяемым соотношением с( Аагсзю , где% иУа - скорости распространейия сейсмических волн соответственно в грунте 6 и материале экрана 5. Такой наклон стенок экрана 6 обеспечивает изменение направления (преломление) сейсмической волны, распространяющейся в грунте 6 горизонтально, таким образом, что она уходит вниз и не воздействует непосредственно на сооружение.Наклон стен экрана 5 выбирается оптимальным с точки зрения получения эффекта отражения сейсмической волны на границе стен экрана 5 и грунта 6, для чего предложена вышеуказанная математическая зависимость, учитывающая конкретные условия строительства. Этот фактор дает дополнительное уменьшение горизонтальных сейсмических нагрузок на здание.Практически экран 5 можно выполнять в виде облицовки непосредственно стенок котлована, разработанного для строительства сооружения, исключив тем самым необходимость устройства традиционной обратной засыпки.Работасейсмостойкого здания, сооружения в нормальных несейсмических условиях практически ничем не отличается от работы обычных конструкций. Исключение 1 составляет несколько уменьшенное горизонтальное давление грунта на экран 5 изза обратного уклона последнего. Кроме того, за счет симметричности действия горизонтальных нагрузок от грунта 6 (в плане) и полной кон структи в ной са м остоятельности экрана 5 усилия в нем будут преимущественно сжимающими, внутренними, которые не передаются на каркас здания или сооружение выше фундаментной плиты 1,При сейсмическом воздействии на соо ружение .наибольший интерес представляют поверхностные горизонтально распространяющиеся в грунте волны сжатия-разжатия. Вертикальные сейсмические нагрузки, как менее опасные, из рассмотрения исключены (как показывает анализ последствий ЗО землетрясений, даже 30%-ная перегрузка вертикальными силами практически не вызывает разрушений в обычных не больше- пролетных зданиях).На контакте грунт-экран происходит отражение горизонтальной волны сжатияразжатия вниз, в грунт основания, однако экран 5 при этом испытает импульсное воздействие-реакцию, направленное в сторону экрана 5. Величина воздействия на экран 5 так же, как и эффективность отражения, зависит от плотности и обшей массы экрана 5, чем больше плотность и масса, тем эффективнее отражение и тем меньше воздействие. В связи с тем, что высоты подземной части 2 здания и, соответственно,. экрана 5 выбраны такими, чтобы в нижней части здания (на уровне фундаментной плиты 1) горизонтальные сейсмические нагрузки были бы сушественно меньше, чем в поверхностных слоях, а конструкция экрана 5 оперта на фундаментную плиту 1 здания подвижно, горизонтальные сейсмические воздействия, передаваемые грунтом 6 на здание через экран 5, определяются только величиной сил трения между экраном 5 и фундаментной плитой 1, причем величина этих сил уменьшается за счет разгружаюц 1 его действия вертикальной составляющей сейсмического воздействия.Кроме того; величина горизонтального сейсмического воздействия дополнительно снижается (или исключается совсем) за счет пассивного отпора грунта 6 по противоположной подвергаюшейся воздействию стене экрана 5, так как скорость распространения волн сжатия-разжатия в материале экрана 5 выше, чем в грунте 6. Этот фактор как бы дополнительно увеличивает рабочую массу экрана и повышает тем самым эффективность снижения сейсмических воздействий на защищаемое здание, сооружение. Изобретение позволяет повысить сейсмостойкость здания, сооружения.Редактор И. Николайчук Заказ 4670/ 8 Составитель Г. Иванова Техред И. Верее Корректор Г. Решетник Тираж 698 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4