Многоэтажное сейсмостойкое здание

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК и 4 Е 04 Н 9/О ЬРГ),"Л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сс Вь ктныи и научноКазпромстройолги тво СССР 1978. СЕЙСМОСТОЙя к многоэтажм. Целью изобреОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Государственный происследовательский институниипроект(57) Изобретение относитным сейсмостойким здания 80140462 тения является повышение сейсмостойкости за счет более полной передачи горизонтальных нагрузок каркаса на ядро жесткости и снижение материалоемкости. Ригели каркаса, размещенные по контуру ядра жесткости, соединены между собой, подвешены к ядру жесткости на подвесках и соединены с ним посредством. упругих ограничителей колебаний, установленных между упорами ригелей и ядра жесткости. Вертикальные элементы ограждения прикреплены к нижележащим ригелям жестко, а к вышележащим ригелям - с возможностью их горизонтального перемещения. 2 з. и. ф-лы, 6 ил.1404624 1Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения многоэтажных сейсмостойких зданий.Цель изобретения - повышение сейсмостойкости здания за счет более полной передачи горизонтальных нагрузок каркаса на 5 ядро жесткости и снижение материалоемкости.На фиг. 1 показан многоэтажный каркас здания; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 3.Многоэтажное сейсмостойкое здание включает ядро 1 жесткости, например, в виде монолитного железобетонного ствола, ко лонны 2, шарнирно соединенные с фундаментами 3 и ригелями 4 и 5, плиты 6, образующие с ригелями 4 и 5 жесткие диски перекрытий 7, установленные с зазором 8 относительно ядра 1 жесткости и соединенные с ним посредством соединительных элементов 9 и О и закладных деталей 1 и 12.Ригели 5 каждого этажа, расположенные по контуру ядра 1 жесткости, соединены между собой, подвешены к ядру 1 жесткости посредством подвесок 13 и снабжены пар ными упорами 14, расположенными на их нижней грани 15.Ядро 1 жесткости выполнено с упорами 16, размещенными между парными упорами 14 ригелей 5 и соединенными с ними посредством прикрепленных к упорам 14 и 16 упругих ЗО ограничителей7 колебаний, например резинометаллических амортизаторов, кольцевых или дуговых гасителей колебаний из стали ит.п.Каждый вертикальный элемент 18 ограждения, например, в виде сборной стеновой панели, расположенный по контуру ядражесткости, прикреплен торцом9 к нижележащему ригелю 5 жестко, а торцом 20 - к парным упорам 14 вышележащего ригеля 5 посредством болтов 21 с возможностью их 40 горизонтального перемещения,Каждая подвеска 13 выполнена в виде П-образной скобы с накладной пластиной 22. Концы 22 скобы пропущены в отверстия 24 и 25 в накладной пластине 22 и соединительных элементах 9 и 10 и зафиксированы в них 4 шплинтами 26. Соединительные элементы 9 и 10 прикреплены к закладным деталям 11 и 12 ядра 1 жесткости, ригеля 5 и плиты 6. Отверстия 24 в соединительных деталях 9 и 10, а также отверстия 27 в парных упо. рах 14 ригелей 5 под болты 21 имеют овальную форму, Зазор 28 между вертикальным элементом 18 ограждения и ригелем 5 заполняют упругим уплотнителем 29.Расчетная схема многоэтажного сейсмостойкого здания представляет собой систему ядро жесткости - каркас, в которой ядро 1 жесткости (изгибная конструкция) воспринимает преимущественно горизонтальную 2нагрузку, а шарнирный каркас - в основном вертикальную, при этом перекрытия 7 в своей плоскости недеформируемы, что обеспечивает передачу горизонтальных сил с периферии обстройки к ядру 1 жесткости. Для выполнения условий передачи на ядро 1 жесткости горизонтальной нагрузки обстройки между ними установлены связи в виде подвесок 13, упоров 14 и 16 и ограничителей 17 колебаний, поглощающие энергию колебаний и создающие силы упругости. При колебаниях каркаса с учетом разности амплитуд колебаний ядражесткости и каркаса связи обеспечивают горизонтальное перемещение каркаса обстройки относительно ядра 1 жесткости, восстанавливают горизонтальную силу и рассеивают энергию колебаний. Шарнирность подвесок 13 ригелей 5 обстройки и крепление к ригелям 5 верха стеновых панелей (перегородок) при помощи болтов 21, способных перемещаться горизонтально в овальных отверстиях 27 в упорах 14, не оказывают значительного сопротивления горизонтальному перемещению конструкций обстройки. Шарнирность каркаса и горизонтальная податливость соединения обеспечивают увеличение разности жесткостей ядра 1 и каркаса обстройки, что снижает в несколько раз амплитуду резонансных колебаний по сравнению с жестким соединением,В спокойном состоянии равновесие конструкции обстройки обеспечивается уравновешанными силами упругих ограничителей 17 горизонтальных колебаний (которые могут быть установлены с предварительным напряжением) и встречными силами горизонтального распора от наклонных подвесок 13 с противоположных сторон ядра 1 жесткости.При сейсмических воздействиях с преобладанием периодов, равных или близких периодам свободных колебаний здания, происходит увеличение разности амплитуды колебания каркаса обстройки и ядра 1 жесткости (при едином периоде колебаний всей сис-;емы), при этом инерция массы обстройки противодействует горизонтальному перемещению ядра 1 жесткости, что выражается в переносе на него сейсмической нагрузки через узлы крепления жестких дисков перекрытий 7. Разность амплитуд колебания ядра 1 жесткости и каркаса определяет величину сжатия упругих ограничителей 17 с возникновением восстанавливающей горизонтальной силы упругости, приложенной к упорам 14 ригелей 5 и направленной обратно горизонтальной сейсмической силе, действующей на обстройку. Необходимая величина восстанавливающей горизонтальной силы, приводящей систему обстройки в состояние устойчивого равновесия с учетом упругой работы каркаса, обеспечивается упругогистерезисными характеристиками ограничителей 17, а также горизонтальной3составляющей нормальных сил подвесок 13 при их отклонении от вертикали.Рассеивание энергии колебаний происходит за счет сил трения ограничителей 17 (кроме внутреннего сопротивления материала конструкций и сил трения в узлах системы).Предотвращение улара каркаса обстройки о стену ядра 1 жесткости и поглощение энергии колебаний при изменении направления приложения горизонтальной нагрузки на 90 обеспечивается упругими ограничителями 17 колебаний, расположенными между упорами 4 и 6 ригелей 5 и ядра 1 жесткости в поперечном направлении.Передача вертикальной нагрузки на ядро 1 жесткости от прилегающей части перекрытий 7 повышает устойчивость ядра 1 жесткости при действии горизонтальных сейсмических сил.Гашение колебаний и перемещение каркаса здания зависят от динамических параметров упругих ограничителей 17 колебаний, определяющих общую жесткость системы, при этом чем меньше значение их жесткости, тем значительней разница ординат всех форм колебаний каркаса и ядра 1 жесткости, колеблющегося по основному тону.фориула изобретения1. Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее ядро жесткости, колонны, шарнирно соединенные с фундаментами и ри 4гелями, плиты, образующие с ригелями жесткие лиски перекрытий, установленные с зазором относительно ядра жесткости и соединенные с последним посредством соединительных элементов и закладных деталей, и вертикальные элементы ограждения, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости здания за счет более полной передачи горизонтальных нагрузок каркаса на ядро жесткости и снижения материало емкости, ригели каждого этажа, расположенные по контуру ядра жесткости, соединены между собой, подвешены к ядру жесткости посредством подвесок и снабжены парными упорами на их нижней грани, причем ядро жесткости выполнено с упорами, размещенными между парными упорами ригелей и соединенными с ними посредством упругих ограничителей колебаний, при этом каждый вертикальный элемент ограждения, расположенный по контуру ядра жесткости, прикреп лен к нижележащему ригелю жестко, а кпарным упорам вышележащего ригеля посредством болтов с возможностью их, горизонтального перемещения.2. Здание по 1, отличающееся тем, чтоподвески выполнены в виде П-образной скобы с накладной планкой, а соединительные элементы и накидные планки - с отверстиями лля пропуска скоб.3. Здание по пп.и 2, отличающееся тем,что отверстия в соединительных элементах и парных упорах ригелей имеют овальную форму.1404624 5-Б ИЯГ 1 2 Ф2 б1 З 2 З Редактор О. ЮрковецкаяЗа каз 3066/32ВНИИПИ Государственного3035, МоскПроизводственно-полиграф Пож и открытий роектная, 4 Составитель Г. ИвановаТехред И. ВерееКорректорТираж 688 Подписноомитета СССР по делам изобретенийЖ - 35, Раушская наб., д. 4/5еское предприятие, г. Ужгород, ул. П