Сейсмостойкое здание, сооружение

;(;1,1 ьиОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1 б Ь Ьр о р р ь д Ь Ь оРДРР 4."1 Ф",:.З СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ4" =. РЕСПУБЛИНФ=ч" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к сейсмостойким зданиям, сооружениям и позволяет повысить их сейсмоустойчивость, Здание, сооружение включаетфундамент 1 и цадфундаментную часть2, размещенные с зазором 3. В зазоре БЦ 1379435 А 1(1) 4 Е 04 Н 9/02, Е 02 0 27/34 3 устацовлецы скользящие опорыжесткие ограничители 8 горизонтальных перемещений, вертикальные связи 9, состоящие из,верхнего элемента 1 О таврового сечения и заацкереццого в фундаменте нижнего элемента 11 в виде щелевого захвата, входящего в зацепление с элементом 10 с возмож - ностью его горизонтального перемещения, и сейсмоизолирующее устройство 12, состоящее из стойки 13, которая нижним сферическим шарниром 14 опирается на выступ 15 фундамента, а верхним подвижным по вертикали шарниром 16 соединена с надфундаментцой частью С противоположных сторон к стойке 13 жестко прикреплены рычаги 17, К свободным концам рычагов подвешены грузы 19 с зазором 20 от поверхности фундамента, 4 ил.50 Изобретение относится к строительству, а именно к устройству сейсмостойких зданий, сооружений, обладающих активной сейсмозащитой.Цель изобретения - повышение сейсмоустойчивости здания, сооруженияза счет ускорения рассеивания энергииколебаний,На фиг. изображено предлагаемое 10здание, сооружение, продольный разрез; на фиг.2 - схема сейсмоизолирующего устройства; яа фиг.3 - узел1 на фиг.1; на фиг,4 - разрез А-А нафиг.1. 15Сейсмостойкое здание, сооружениевключает фундамент 1, надфундаментную конструкцию 2, размещенную с зазором 3 относительно фундамента 1.В зазоре 3 расположены скользящие 20опоры 4, состоящие из верхнего 5 инижнего 6 опорных элементов с антифрикционными пластинами 7 между ними(например, иэ фторопласта 4), жесткие ограничители 8 горизонтальныхперемещений, вертикальные связи 9 изверхнего элемента 1 О таврового сечения и эаанкеренного в фундаменте 1щелевого захвата 11 иэ двух Г-образных пластин, входящих в зацепление 30с элементом 10 с возможностью его горизонтального перемещения, и сейсмоиэолирующее устройство 12, состоящееиэ стойки 13, нижним сферическим шарниром 14 опирающейся на выступ 15фундамента 1, а верхним подвижным повертикали шарниром 16 связанной снадфундаментной частью и жестко прикрепленных в вертикальной плоскости,параллельной главным осям здания, 40сооружения в плане с противоположныхсторон стойки 13 двух рычагов 17, Ксвободному концу каждого рычага 17подвешен при помощи скобы 18 груз 19.с зазором 20 от поверхности фундамента 1, причем угол 4 наклона скобы18 к горизонтали меньше угла р наклона к горизонтали касательной, проведенной к любой точке траекториидвижения свободного конца рычага 17на участке движения его конца послеопирания груза 19 на поверхностьфундамента 1,Для облегчения монтажа и повышенияточности сборки вертикальных связей9, т,е. для исключения вертикального.зазора в соединении элементов 10,верхний элемент 10 крепится болтами21 к пластине 22, жестко эаанкеренной в надфундаментной конструкции, причем отверстия 23 для болтов 21 в пластине 22 имеют удлиненную по вертикали форму.Здание, сооружение работает следующим образомСкользящие опоры 4 воспринимают только вертикальную нагрузку, обеспечивая свободное перемещение надфундаментной конструкции в горизонтальной плоскости. До сейсмического воздействия надфундаментная часть при наличии скользящих опор 4 находится в состоянии устойчивого равновесия, что обеспечивается уравновешенными силами сейсмоиэолирующего устройства 12 эа счет равных по величине, но разных по знаку моментов обоих грузов 9 относительно центра шарнира 14 стойки 13.При слабых горизонтальных колебаниях основания инерционная нагрузка, действующая на надфундаментную часть, не превышает сил трения между надфундаментной частью и фундаментом, в результате чего здание, сооружение работает как обычное.При превышении инерционной нагрузки значения, равного силе трения, происходит проскальзывание массы надфундаментной части относительно фундамента с передачей горизонтальных сил на стойки 13 сейсмоиэолирующих устройств 12. При наклоне стойки 13 рычаги 17 приводят в движение грузы 19 в вертикальной плоскости с изменением начальной высоты их над поверхностью фундамента, что выводит сейсмоизолирующее устройство 12 иэ равновесия с возникновением восстанавливающей горизонтальной силы, приложенной к верхнему шарниру 16 стойки 13 и направленной обратно горизонтальной сейсмической силе, действующей на надфундаментную часть, Необходимым условием получения восстанавливающей силы и обеспечения устойчивого равновесия системы сейсмоизолирующего устройства 12 является расположение центра тяжести грузов 19 ниже центра нижнего шарнира 4. При качении стойки 13 с рычагами 17 центры тяжести грузов 19 перемещаются по дуге окружности с центром в нижнем шарнире 14, при этом плечо от центра последнего до центра тяжести поднимаемого груза с массой увеличивается, а плечо до центра тяжести опускаемого груза уменьшается, что ведет к увеличениюреактивного момента, Величина реактивного момента или горизонтальной восстанавливающей силы определяется подбором расчетного плеча груза 19 и его массы иэ условия превышения восста 5 навливающей силы над силами скольжения в скользящих опорах, вертикальных связях и шарнирах 14 и 16 стойки 13.При значительных перемещениях грунта, при приближении частот сейсмического воздействия к частотам соб- ственных колебаний здания груз 19 упирается в поверхность фундамента 1. С ликвидацией зазора 20 прекращается влияние противовеса, увеличивается раэгружающий момент второго рычага с изменением частоты основного тона колебаний с выходом системы иэ резонансного режима, что повышает надежность 20 сейсмоиэоляции зданий, сооружений.Рассеяние энергии колебаний и величина относительного перемещения надфундаментной части зависят от подбора динамических параметров сейсмоиэолирующего устройства 12,Для предотвращения удара соединение груза 19 со свободным концом рычага 17 выполнено с возможностью обеспечения движения рычага 17 после упира- З 0 ния груза 19 в фундамент 1, т,е, соединительные элементы подвеса груза имеют зазор, при этом уголнаклона к горизонтали скобы 18 меньше угла наклона к горизонтали касательной к траектории движения конца рряага 17.Вертикальные, связи 9, установленные для восприятия сильных вертикальных сейсмических воздействий, обеспечивают относительные горизонтальные перемещения надфундаментной части.40 Эти связи в вертикальном направлении выполнены жесткими без амортизаторов а вертикальная сейсмическая нагрузка воспринимается по схеме зданий на обычных фундаментах.Для ограничения относительного горизонтального сдвига надфундаментной части и фундамента в систему сейсмозащиты введены жесткие ограничители 8 перемещений (например, же 50 ,лезобетонные выступы во впадинах с расчетной величиной зазоров) При изменении приложения горизонтальной нагрузки на 90 в работу включаются другие сейсмоизолирующие устройства 12, расположенные перпендикулярно.Изменяющаяся при колебаниях величина восстанавливающей силы изменяет динамические характеристики здания, сооружения, что повышает его сейсмостойкость из-эа снижения возможности вхождения в режим резонанса.Таким образом, в предлагаемом здании, сооружении обеспечивается повышение сейсмоустойчивости за счет ускорения затухания энергии колебаний.Формула изобретенияСейсмостойкое здание, сооружение, включающее фундамент и надфундаментную часть, размещенные с зазором, в котором установлены верхние и нижние опорные элементы с антифриционной прокладкой между ними, ограничители горизонтальных перемещений и вертикальные связи, концы которых жестко прикреплены к фундаменту и к надфундаментной части, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения сейсмоустойчивости здания, сооружения эа счет ускорения рассеивания энергии колебаний, оно снабжено стойкой, прикрепленной посредством верхнего и нижнего шарниров на ее концах к фундаменту и к надфундаментной конструкции и выполненной с жестко прикрепленными к ее противоположным сторонам рычагами с грузами одинаковой массы, свободно подвешенными к концам рычагов на расстоянии от них, причем нижний шарнир стойки размещен выше свободных концов рычагов, рычаги расположены в вертикальной плос" кости, параллельной одной иэ главных осей здания, сооружения в плане, а вертикальвые связи выполнены составными по высоте из верхних и охватывающих их с воэможностью горизонтального перемещения нижних элементов..Шаро Тираж 688 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, И, Раушская наб., д, аказ 953/33 пиен Производственно Составитель Г.ГаврищуТехред А. Кравчук графическое предприят жгород, уп,11 роектная