Каркас сейсмостойкого здания, сооружения мальцева г. в.

щ 998713 ОП И(;АНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СеяетскихСоцивлистичеснихРеспублик ф(22) Заявлено 22.12,80 (2) 322317 б/29-33с присоединением заявки М Е 04 Н 9/02 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 23,02.83 72) Автор изобретен В. Мальцев азахское отделение Ордена Трудо о асио(7) Заявитель центрального научно-исследовательского и пинститута строительных металлоконструкций 4 ) КАРКАС СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ СООРУЖЕНИЯ ИАЛЬЦ ВА Г.В. 2 5 Изобретение относится. к строитель ству и может быть использовано при возведении металлических каркасов сейсмостойких зданий и.сооружений, преимущественно многоэтажных.Известен металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены -наклонные связи, соединяющие углы ячеек с серединой вышележащих ркгелей и снабжены дополнительными эле ментами, размещенными в углах ячеек,соединенными с колоннами, ригелями и связями посредством Фасоиок и выполненными из отрезков труб .1 3Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является каркас сейсмостойкого здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены наклонные связи, соединяющие углы ячеек с серединой вьхаерасположенных ригелей и снабжены дополнительными элементами, размещенными в углах ячеек и соединенных2 с колоннами и,ригелями посредством фасонок 2.Общим недостатком таких решений является недостаточная сейсмостойкость вследствие малой энергоемкости дополнительных элементов, неспособности поглощать энергию толчков конструкциями (элементами ) самого каркаса здания и вследствие получения каркасом здания остаточных деформаций н перекосов в результате работысдополнительных элементовв пластической стадии, а также из-за возможной потери устойчивости дополнительных элементов из труб при сжимающих усилиях в связях.Целью изобретения является повышение сейсмостойкости здания за счет сообщения каркасу способности к плаВ- ному возвращению в свое первоначальное положение после землетрясения и снижения металлоемкостн.указанная цель достигается тем, что в каркасе сейсмостойкого здания, включающем колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены наклонные связи, соединяющие углы ячеек с серединой вышерасположенных ригелей и снабжены дополнительными элементами, размещенными в углах ячеек и соединенных с колоннами и ригелями посредством Фасонок, дополнительные элементы выполнены в виде упоров и скоб переменного сечения, причем концы скоб меньшего сеченитизогнуты под углом 180 ф, а концыскоб большего сечения прикрепленык упорам. Концы скоб меньшего сече-.ния прикреплены к наклонным связямс образованием односторонней податливости последних.На фиг; 1 изображен каркас здания,общий вид; на фиг. 2 - ячейка,образованная ригелями, колоннами сразмещенными в них связями в моментотклонения здания от вертикали присейсмическом толчке, на фиг. 3 -узел 1 на фиг. 2 с дополнительнымиэлементами в сжатом состоянии; нафиг. 4 - узел Й на фиг. 2 с дополнительными элементами в растянутомсостоянии,Каркас сейсмостойкого здания сооружения включает колонны 1 и ригели 2, образующие ячейки 3, в которыхразмещены наклонные связи 4, соединяющие углы 5 ячеек 3 с серединой вышерасположенных ригелей 2 и снабженыдополнительными элементами бразмещенными в углах 5 ячеек 3 и соединенных с колоннами 1 ригелями 2 посредством .фасонок 7, 25Дополнительные элементы б выполнены в виде упоров 8 и скоб 9 переменного сечения. Концы скоб 9 большего сечения прикреплены к упорам 8по наружной поверхности последних, ЗОа концы скоб 9 меньшего сечения изогнуты под углом 180 и прикреплены кнаклонным связям 4 по наружной поверхности скоб 9 с образованиемодносторонней податливости связей. 35При сейсмическом толчке ниже расчетной величины, принятой для здания, каркас работает как обычныйсвязевой в упругой стадии, при этомодна из связей 4 в каждой ячейке 3 4 О.работает на растяжение, другая - насжатие. При горизонтальных сейсмических воздействиях расчетной величины происходит удлинение растянутой связи 4 за счет изгиба скоб 9 дополнительного элемента б этой связи 4 в пластической стадии, Изгиб скоб 9 дополнительного элемента б, выполненных из пластин переменного сечения,происходит за счет взаимного перемещения противоположных плоскостей каждой скобы, их "перекатывания". Дополнительный элемент б сжатой связи 4 находится в упругой стадии и связь 4 не укорачивается. Удлинение растянутой связи 4 становится возможным благодаря выгибу ригеля 2 вверх от "подпирания",его сжатой связью 4.Под воздействием упругих сил ри О геля 2 и действующих на него вертикальных нагрузок, каркас после землетрясения возвращается в свое начальное вертикальное положение. Бла годаря переменному сечению пластин 65 скобы 9 и увеличивающемуся сопротивлению, изгибу этих пластин возвращение происходит плавно без толчковв конце движения,Выгиб ригеля 2 вверх при горизонтальном сейсмическом толчке происходит по той причине, что одна иэ связей 4 в каждой ячейке 3 работает как"пружина", т. е. способны вытягивать"ся, в то время как вторая благода"ря упорам является йейодатливой, Привоздействии сейсмических сил в сжа"той связи 4 возникает направленноевверх усилие, которое при отклоненииколонн 1 от вертикали "подпирает"ригели 2 снизу и выгибает его вверх.Направленное вниз усилие в податливой связи 4 значительно меньше, направленного вверх.При изменении направления сейсмических сил, в связях 4 усилияменяются и ригель 2 "подпирается"второй связью 4,Ригель 2 вниз дальше исходногоположения перемещаться не может, по .той причине, что в этом положенииобе связи 4 в ячейке 3 сжаты поддействием масс на перекрытиях и являются неподатливыми,Для простоты статических расчетов .соединения. ригелей 2 с колоннами1 желательно выполнить шарнирными.Соединения могут быть выполнены также и жесткими.Ригели 2 могут быть выполнены излюбого материала, в котором при работе допускается возникновение пластических деформацийсталь, железобетон, алюминий, пластмассы и т. п.).При сейсмических перегрузках,которые могут быть в 2-3 раза вышепринятой для данного района строительства, когда энергоемкость дополнительных элементов б оказывается уженедостаточной, при повышенном "удлинении" растянутой связи 4 изгиб ригеля 2 происходит в пластическойстадии, Ввиду его огромной энергоемкости происходит интенсивное поглощение энер;ии сейсмического толчкаи быстрое затухание колебаний. Возврат здания в начальное вертикальное положение происходит за счет"выпрямления" ригеля 2 действующимина него вертикальными нагрузками,Упор 8 предохраняет при сейсмических перегрузках "укорочение" сжатойсвязи 4,Преимуществом предлагаемого устройства является повышенная сейсмостойкость при самых больших сейсмических перегрузках и снижение металлоемкости за счет упрощения допол-нительных элементов и работы ригелей.в пластической стадии.К преимуществам относится такжеповышенная надежность сооружения,по той причине, что изгиб ригелей в пластической стадии происходит.посередине их пролета в местах отсутствия концентраторов напряжений, что особенно важно для железобетонных : ригелей, у которых в этих местах отсутствуют стыки арматурных стержней, возможность применения устройства для самых различных зданий, сооружений, одноэтажных и многоэтажных,. включая различные промышленные этажерки, копры, и т. д., возможность применения устройства для усиления существующих каркасов зданий и сооружений с целью повышения их сейсмостойкости.35Формула изобретения Каркас сейсмостойкого здания, со" оружения, включающий колонны и ригели- образующие ячейки, в которых разме- ф щены наклонные связи, соединяющие углы ячеек с серединой выаерасположен:ных ригелей и снабжены дополнительны. ми элементами, размещенными в углахячеек и соединенных с колоннами и ригелями посредством.фасонок, о тл и ч а ю щ и й с я тем что, сцелью повышения сейсмостойкости здания за счет сообщения каркасу способности к плавному возвращению впервоначальное положение после землетрясения и снижения металлоемкости,дополнительные элементы выполненыв виде упоров и скоб переменного сечения, причем концы скоб большего сечения прикреплены к упорам, а концыскоб меньшего сечения изогнуты подуглом 1804 и прикреплены к наклоннымсвязям с образованием одностороннейподатливости последних. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 600268,- кл. Е 04 Н 9/02, 1976,2. Авторское свидетельство СССРР 750000, кл. Е 04 Н 9/02, 1978998713 Составитель Г. ИвановаВ. Иванова Техред М.1 оштура . Корректс Редак ила лиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1099/55 Тираж 722 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, ж, Рауш