Сейсмостойкое высотное здание

)5 Е 04 Н 9/02 ТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ(71) Московский институт инженеров ,железнодорожного транспорта (72) А.В.Носарев и И,Ь,Алуа (53) 699,841(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР )1 907200, кл. Е 04 Н 9/02, 1979.Авторское свидетельство СССР 11 1142608, кл. Е 04 Н 9/02, 1983. (54) СЕЙСМОСТОЙКОЕ ВЫСОТНОЕ ЗДАНИЕ (57) Использование. строительство вы сотных зданий, обеспечивающее повышение их сейсмостойкости. Сущность изобретения: надфундаментная констИзобретение относится к строительству высотных зданий в сейсмических районах.Наиболее близким к предлагаемому является сейсмостойкое здание, включающее в себя надфундаментную конструкцию с вертикальными каналами, раэ" мещенными по периметру конструкции и по ее вертикальной оси симметрии, а сейсмоизолирующий элемент - с наклон" ными и вертикальными каналами,соеди- ненными с каналами надфундаиентной конструкции и сходящимся в точке пересечения вертикальной оси симметрии с выпуклой поверхностью сейсмоизолирующего элемента, при этом здание снаб" жено арматурными пучками, заанкеренными в Фундаменте , пропущенными в, каналах сейсмоизолирующего элемента и надфундаментной конструкции и прикрепленными к последней, в ее верхней часрукция образована в виде каркасныхотдельно стоящих малоэтажных и многоэтажного блоков. Последний имеет вцентре ядро жесткости с криволиней"ными каналами в стенах для пропуска тросов. Малоэтажные блоки установлены на отдельных опорах вокруг многоэтажного блока по его центральнымосям симметрии, Тросы прикрепленыодним концом к стенам ядра жесткости, а другим - к саморегулирующимустройствам, которые, соединены с опорами малоэтажных блоков и могут бытьвыполнены в виде жестких пружин илигидравлицеских амортизаторов, 2 з.п.ф-лы, 7 ил. осредством пружинных амортизато-Недостатками данного решения являются сложность выполнения наклонных и вертикальных каналов, которыедолжны сходиться в заданной точке,пропускание арматурного пучка в каналах сейсмоиэолирующего элемента инадфундаментной конструкции послечего закрепление в фундаменте; материалоемкость и трудоемкость надфундаментной и верхней части конструкции.Известно сейсмостойкое здание,включающее в себя каркас из колонии ригелей, диафрагмы жесткости с панелями заполнения, выполненные с вертикальными каналами, через которыепропущены тросы обжатия,Недостатками этого здания являютсянеэффективность защиты зданий от сейсмических воздействий в связи с вер 1719604тикальным: расположением тросов и .незначительность возвращающей способ"ности конструкции при действии и затухании сейсмических воздействий.Известно, что здания небольшойвысоты (2-3 этажа) при сейсмическомвоздействии испытывают в основномвертикальные и горизонтальные колебания. В зданиях значительной этажнос"1 Оти при сейсмическом воздействии наряду с укаэанными колебаниями возникают значительные крутильные колебания, возникающие в горизонтальнойплоскости относительно вертикальной 15оси здания, Это приводит к кручениюцентрального ствола здания, напримеркоробчатого ядра жесткости, с преждевременным его разрушением. Кроме того, укаэанное здание при сейсмическом 2 рвоздействии, отклоняясь на определенную величину, не вернется точно всвое исходное положение вследствиенедостаточной гибкости конструкцииздания и несимметричного расположения временной нагрузки (снег, люди и,и т,д,), а. также вследствие местного искривления сферической поверхности сейсмоизолирующего элементав результате возникновения значи- ЗОтельных контактных напряжений.Цель изобретения " повышение сейсмостойкости высотных зданий,Указанная цель достигается тем,цто ядро жесткости высотного здания 35напрягают стальными элементами с четырех сторон наклонно к горизонтальнойплоскости под углом 9. Стальные эле.менты закрепляют в амортизаторахопор. Эти элементы продолжаются непрерывно от опоры к опоре, перехедяядро жесткости в уровнях каждого этажа (при необходимости), В ядре жесткости стальной элемент принимает кри-.волинейную Форму, цтобы равномернораспределить усилия предварительногонапряжения по диафрагме ядра жесткости. Стальной элемент прикрепляют также к ядру жесткости в точке пересе 1 цения с наружными гранями гайкой 50через металлическую прокладку. Длярегулирования лредварительного напряжения в середине участка стальногоэлемента, находящегося в диафрагмеядра жесткости, устанавливают муфту, 55которая находится в открытом местедиафрагмы. Таким образом, персоналупредставляется возможность очередной проверки, а если нужно, то и регулирования предварительного напряжения.Пучки предварительно напряженныхстальных элементов закреплены в саморегулирующейся установке, а последняя прикреплена к массивной опоре.Саморегулирующаяся установка составляется иэ жесткой пружины, сооснойс гидравлическим амортизатором,Саморегулирующаяся установка регулирует напряжение в стальных элементах,цтобы оно было постоянным, Такжеэта установка допускает свободноеперемещение узлов здания при длительном воздействии нагрузок, а приударном или кратковременном (как например при сейсмических) воздействии,перемещениям препятствует, Массивная опора служит фундаментои пристройки, несвязанной со зданием с цельюэкономии бетона опоры и повышения ееустойчивости эа счет прибавления массы пристройки к массе опоры,На фиг.1 изображен разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 - муфта проверки и регулировки предварительного напряжения;на фиг.4 - вид прикрепления стальных элементов к диафрагме ядра жесткости; на фиг.5 - саморегулирующаяся установка; на фиг.6 - статическая работа стальных элементов; на фиг.7 кинематическая работа стальных элементовСейсмостойкое высотное здание включает в себя Фундамент 1, массивную опору 2, в которой эаанкерена са. морегулирующаяся установка 3, составленная из жесткой пружины 4 й гидравли ческого амортизатора 5.К саморегулирующейся установке 3 прикреплены стальные пучки 6. Над массивной опорой 2 построена пристрой" ка, несвязанная со зданием. Возведено ядро 7 жесткости со специальными каналами, церез которые пропущены стальные элементы 6. Последние напрягают до расчетного напряжения с помощью закручивания муфт 8, начиная с нижних этажей. Затем стальные элементы 6 Фиксируют гайкой 9 с целью обеспечивать совместную работу ядра жесткости со стальными элементами. Стальные элементы находятся вне сцепления,25 30 35 5 171960с бетоном, а их число и поперечноесечение определяют расчетом,Принцип работы сейсмостойкоговысотного здания отражен в схемах ста/5тическои 6 и кинематической 7 и заключается в следующем,На уровне каждой плиты перекрытия при сейсмических толчках возникает горизонтальное усилие Т, которое принимается горизонтальной составляющей усилий в элементе Р сов 0 (фиг.б). В случае, если высотное здание испытывает крутильные колебания в горизонтальной плоскости, пучки 6 деформируются как пружина часового механизма и в них возникают усилия, возвращающие зданиев первоначальное положение, На фиг.7 показан фрагмент плана сечения ядра 7 жесткости со стальными элементами 6 и опорами 2. Ядро жесткости закручивается при действии крутильных колебаний 10 на некоторый угол Ы, В соответствии с этим ядро жесткости из первоначального положения А переходит в состояние В. При этом длина стального элемента 6 увеличивается и в нем возникнет возвращающее усилие. Таким же: образом в других пучках 6 возникают усилия, которые создают крутящий момент 11, поглощающий сейсмическое воздействие в горизонтальной плоскости и возвращающий здание в исходное состояние. Ц 6Формула изобретения1. Гейомостойкое высотное здание,включающее фундаменты, опоры, надфундаментную конструкцию и предварительно напряженные стальные тросы, свободно пропущенные-в наклонных каналах опор и надфундаментной конструкции и закрепленные одним концом всаморегулирующих устройствах, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения сейсмостойкости, надфундаментная конструкция выполнена ввиде каркасных отдельно стоящих мало-,:этажных и многоэтажных блоков, последний из которых снабжен расположенным в его центральной части ядромжесткости с криволинейными каналамив стенках для пропуска тросов, а малоэтажные блоки размещены на опорах,установленных вокруг многоэтажногоблока по его центральным осям, причем тросы другим концом жестко прикреплены к стенам ядра жесткости, асаморегулирующие устройства - к опорам .малоэтажных блоков,2. Здание по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что саморегулирующиеустройства выполнены в виде гидравлических амортизаторов и жесткихпружин, закрепленных соосно.3. Здание по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что тросыснабжены муфтами, а стены ядра жесткости выполнены с сообщающимися скриволинейными каналами нишами, в ко.торых размещены муфты тросов.1719604 Составитель И.дл Техред А.Кравчук тор Л. Пилипе дактор С.Лис Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,Гагарина Заказ 1211 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5