Многоэтажное сейсмостойкое здание

(21) (22) (46) ижнего этажа, н ладки оперты ве верхних этажей, части ограничит оторыекальные жесткого через про диаФрагмы в опорной мещений и и плиты и набженные ями перещееся щения сей онструкц лоистыми а, коэФФставляе уегм мые торцы жесткости ны с па разов пазах ров АО СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3486567/29-3302.09.8207.05.84. Бюл, Ф 17(71) Ленинградский зональный научноисследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий и Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (53) 699.841(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 746045, кл. Е 02 Р 27/34, 1980.2, Авторское свидетельство СССР У 767331, кл. Е 04 Н 9/02, 1980,ОГОЭТАЗКНОЕ СЕЙСМОСТОИКОЕ лючающее перекрестно рас стены пространственновыключающимися связями, рекрытий, о т л и ч а ютем, что, с целью повымостойкости и упрощения и, прокладки выполнены с образованием фрикционного ициент трения в котором О, 15-0,30, при этом стык стен нижнего этажа диафра и плит перекрытий выполнеи, а выключающиеся связи вкладышами, установленными люфтами переменных разме101 ОЯЗб 2. Здание по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем что слоистые прокладки выполнены в виде чередующихся слоев пергамина и графита или щипаной слюды,Изобретение относится к сейсмостойкому строительству, преимущественно к возведению крупнопанельныхзданий в районах с большой длительностью сейсмических колебаний, а также на сильно деформируемых основаниях,Известно сейсмостойкое здание сфундаментом, включающим верхний инижний опорные пояса, между которымиразмещены амортизирующие опорные 10элементы - вертикальные в виде прок 1 ладок из материала с низким коэффициентом трения (0,01-0,1) и горизонтальные, размещенные в корытообраз-.ных углублениях, симметрично расположенных в верхнем и нижнем опорныхпоясах, снабженные на торцах упорами 11,недостатком известной конструкциисейсмостойкого здания является ко Онечная жесткость горизонтальныхамортизирующих опорных элементов,обуславливающая постоянные динамические характеристики что исключает адаптацию конструкции этого р 5здания к сейсмическим воздействиямс различными частотными характеристиками и снижает его сейсмостойкость. Кроме того, разрезка Фундамента горизонтальным швом на верхнийи нижний пояса снижает жесткостьконструкции Фундамента в целом, чтоприводит к деформациям здания принеравномерных осадках основания, которые вызывают в горизонтальных аморти 35зирующих элементах напряжения в периоды между землетрясениями, такжеснижая сейсмостойкость данного зда-. ыия,Наиболее близким к изобретению40по технической сущности и достигаемомурезультату является многоэтажноесейсмостойкое здание, включающееперекрестно расположенные степыпространственно жесткого нижнегоэтажа, на которые через прокладкиоперты вертикальные диафрагмы 3. Здание по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что горизонтальные Фрикционные швы выполнены в нескольких уровнях по высоте здания,верхних этажей, снабженные в опорнойчасти ограничителями перемещений ивыключающимися связями, и плиты перекрытий 1 2;1.Недостатком известной конструкциимногоэтажного сейсмостойкого зданияявляется возникновение при поворотедиафрагмы дополнительных изгибающихмоментов от вертикальных нагрузок,величина которых возрастает с увеличением этажности здания, что снижаетего сейсмостойкость, Кроме того, разнохарактерные технические решения(вертикальные скользящие швы, выпуклыенижние ребра в опорной части диафрагм,продольные гнезда в верхней частистен нижнего этажа, в которых раэмещены сухие прокладки и засыпка, атакже выключающиеся связи двух типов -в верхней части вертикального шва ив опорной части диафрагмы с ребрами)элементов системы сейсмозащиты усложняют конструкцию здания в целом.Целью изобретения является повышение сейсмостойкости и упрошение конструкции здания,Поставленная цель достигается тем,что в многоэтажном сейсмостойком здании, вкл очающем перекрестно расположенные стены пространственно жесткогонижнего этажа, на которые через прокладки оперты вертикальные диафрагмыверхних этажей, снабженные в опорнойчасти ограничителями перемещений ивыключающимися связями, и плиты перекрытий,прокладки выполнены слоистымис образованием Фрикционного шва,коэффициент трения в котором составляет 0,15-0,30, при этом стыкуемыеторцы стен нижнего этажа диафрагмжесткости и плит перекрытий выполненыс пазами, а выключающиеся связи образованы вкладышами, установленными впазах с люфтами переменных размеров. Кроме того, слоистые прокладки могут быть выполнены в виде чередую3 109 ОВщнхсн слоев пергамина и графита илнщипаной слюды, а горизонтальные фрикционные швы выполнены в несколькихуровнях по высоте здания.5На фиг.1 изображено многоэтажноесейсмостойкое зг" ие; на фиг.2разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - ограничитель перемещений; на фиг.4 - выключающаяся связь.Многоэтажное сейсмостойкое зданиевключает стены 1 нижнего этажа, образующие жесткую перекрестную систему,на которые через фрикционные прокладки 2 оперты вертикальные диафрагмы3 верхних этажей, снабженные в опорнойчасти ограничителями 4 перемещенийи выключающимися связями 5. Прокладки 2 выполнены слоистыми, напримериз чередующихся слоев пергамина играфита или щипаной слюды и пергамина, образуя Фрикционный шов 6, приэтом количество слоев определяетсярасчетом в зависимости от этажностиздания с учетом обеспечения коэффициента трения в шве 0,15-0,30. Приповышенной этажности здания Фрикционные швы 6 дополнительно выполненыпо высоте здания, образуя жесткиедеформационные отсеки 7 из 2-4 этажей. Выключающиеся связи 5 располо 30жены в фрикционных швах 6 и выполнены в виде вкладышей 8, установленныхс люфтами 9 переменных размеров впазах 10 опорной части смежных по высоте стен 1 нижнего этажа и диафрагм3 верхних этажей и плит перекрытий11, Выключающиеся связи 5 могут бытьразмещены в фрикционных швах 6, расположенных между верхними этажами.Ограничители 4 перемещений расположены в Фрикционных швах 6 и выполнены40в виде вертикальных стержневых арматурных связей 12, закрепленных встыкуемых стенах 1 нижнего этажа идиафрагмы 3, снабженных криволинейными упорами 13 на высоту свободнои45длины в пазах 14 стен диафрагм 3.Криволинейные упоры 13 выполнены,например, в виде к.иволинейных вырезов, образующих паз 14, причемочертание криволинейного выреза,определяется рассчитываемой формойпредельного изгиба связи 12.Многоэтажное сейсмостойкое здание работает следующим образом,В период между землетрясениями 55перекрестные стены 1 нижнего жесткогоэтажа воспринимают большую часть усилий, вызванных неравномерной осадкой И)4оттаивающих вечномерзлых, иросадочных или подрабатываемых оснований, разгружая конструкции верхних этажей и элементы активной сейсмозащиты, расположенные в фрикционном горизонтальном шве (швах) 6. При этом восприятие горизонтальных усилий сдвига, вызванных ветровыми нагрузками, и работу здания в целом как жесткой конструктивной системы обеспечивает трение в фрикционном шве 6 (с коэффициентом не менее 0,15).Аналогичным образом здание работает при слабых сейсмических воздействиях с интенсивностью ниже расчетной. При сильных землетрясениях с доминирующими низкочастотными составляющими колебаний сейсмическая реакция жесткого здания невелика, и усилия в Фрикционном шве 6 не превышают силы трения в них. Усилия в элементах здания при .этом также невелики. При сильных землетрясениях с доминирующими высокими частотами колебаний, близкими к резонансным частотам жесткого здания, усилия сдвига в горизонтальных фрикционных швах 6 растут, и в случае достижения величиной этих усилий уровня силы трения в заданном диапазоне происходит горизонтальное смещение между слоями прокладки 2 в шве 6 интенсивным поглощением энергии, определяемым величиной силы трения, и быстрое затухание колебаний здания. Если в процессе землетрясения или при повторном толчке величина смещения достигает размеров минимального люфта 9 выключающихся связей 5,одна или несколько таких связей 5 включаются в работу, ограничивая тем самым амплитуды колебаний и изменяя динамические параметры здания в целом, что такжеспособствует снижению сейсмическойреакции здания. Аналогичный эффект,но с уменьшением величины жесткостисистемы достигается при выключении(разрушении) связи 5, если усилиев ней превышает ее расчетную прочность,При сильном продолжительном землетрясении последовательное (определяемое наличием различных по величине люфтов 9) включение-выключение пространственно расположенных связей 5 обеспечивает каскадный характер работы адаптивной системы сейсмозащиты и исключает возможность опасно го резонансного состояния колеблютося здания, Вследствие этого повышается эффективность системы сейсмозащиты и при повторных толчках сразличными частотными характеристикамиаОграничение предельных смещенийв швах 6 осуществляют гибкие ограничители 4, которье обеспечивают гладко-жесткую характеристику нелиней дности деформации и эффективное ограничение перемещений с демпфированием,Выполнение в многоэтажном сейсмостойком здании горизонтального фрикциОнного шва (ипи швов) по высоте здания;.-с коэффициентом трения 0,15-0,30 позволяет ограничить величину сейсмической нагрузки, при этом при большихсейсмических нагрузках - как макси мум до 0,3 от веса колеолющихся конструкций, а указанная минимальнаявеличина коэффициента трения - пенее 0 15 обеспечивает требуемую интенсивность поглощения энергии нрисмещении с сухим трением во фрикцион вном шве, что ускоряет затухание колебаний здания и повышает тем самымего сейсмостойкость.,Пространственное размещение системы выключяющлхся связей, имеющихразную величину люфтов, обеспечиваетадаптацию здания к поступательными крутильным формам сейсмических.о"лебаний с различными частотными характеристиками, а разные величинылюфтов, с которыми размещены в пазахдиафрагм вклядыши нгОцновременность их включения и разрушения в процессе колебаний, что в свою очередь обеспечивает каскадный характер адаптивной смены состояний системы сейсмозащиты и повышение ее надежности при повторных сейсмических воздействиях, Выполнение горизонтальных фрикционныхшвов по высоте здания, расчленяющих его на жесткие горизонтальные деформационные отсеки обеспечивает возможность их горизонтального относительногс смещения при сейсмических колебаниях как единых малодеформируемых частей здяния что позволяет снизить до минимума сейсмические усилия изгиба в вертикальных дчафрагмах верхних этажей и усилия сдвигав вертикальных швах между ними.Выполнение ограничителей перемещгний в горизонтальных Фрикционных швах гибкими снабженными криволинейными упорами, обеспечивает в процессдвига по фрикционному шву посте- и. нное нарастание жесткости Ограничителя при переходе от изгиба к растяжснию вертикальной стержневой связи между панелями с исключением ее среза на границе между двумя ,сдвигаемыми элементами, что позволяет повысить эффективность и надежность работы ограничителей,Предложенная конструкция элементов сейсмозащиты, выполненная в традиционных единообразных строительных конструкциях, упрощает конструкциюзан1090836 тг,г. У Составитель Г. ИвановаРедактор Т. Кугрышева Техред ИЛетелева Корректор В. Синицка каэ 3029/2 130 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж ВНИИПИ Госу по делам 5, Москва, 98 Поцписнорственного комитета СССРзобретений и открытий35, Раушская наб., д. 4/