Сейсмостойкое здание или сооружение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 673722 СПУВЛИК 5 нс Е 04 Н 9/02 И Т 2. Ола,Голщнаиб клон ный обр го гр быт ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОЕ"ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР М962559, кл. Е 04 Н 9/02, 1980,(54) СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ ИЛИ СООРУЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к строительству иможет быть использовано при возведениизданий в сейсмических районах. Цель изобретения - повышение сейсмостойкости и сни 2государственный проИзобретение относится к строительству, а именно к конструкциям зданий и сооружений в сейсмических районах.Цель изобретения - повышение сейсмостойкости и снижение материалоемкости,На фиг.1 изображено здание, поперечный разрез; на фиг.2 - узелна фиг,1; на фиг.З - узелна фиг.2; на фиг.4- узелна фиг,2; на фиг.5 - поперечное сечение наружной колонны; на фиг.6 - вариант поперечного сечения колонны с вертикальным экраном; на фиг,7 - фрагмент подвальной части здания (вариант с дополнительным этажом); на фиг.8 и 9 - узел Ч на фиг,7; на фиг.10, 11 - то же, после сейсмического воздействия; на фиг.12 - узел Ч (вариант с упором на плиту-экран); на фиг.13 - то же, после сейсмического воздействия; на фиг.14 - сечение А-А на фиг,7,жение материалоемкости, Наклонные стены подвала размещены внутри него и свободно примыкают верхней гранью к перекрытию между наружными колоннами, а нижней ранью оперты на плиту фундамента. Угол наклона стен равен углу естественного откоса обратной засыпки. Плиты-экраны отмостки шарнирно соединены с перекрытием. Упоры размещены на плитах-экранах или на наружных стенах первого этажа наземной части здания, В зазорах между упорами и примыкающими к ним конструкциями и в зазорах между гранями наклонных стен, перекрытием и плитой фундамента размещены демпфирующие прокладки, Подвал может иметь по крайней мере один дополнительный этаж, 1 з.п. ф-лы, 14 ил Сейсмостойкое здание содержит пространственно жесткие верхние этажи 1, фундамен г 2, подвал 3 с наклонными стенами 4, колонны 5 подвала 3, перекрытие 6, обратную засыпку 7 и отмостку 8. Котлован зданий расположен в грунте 9. Наклонные стены 4 подвала 3 в верхней части свободно примыкают между колоннами 5 к перекрытию 6 подвала 3, а в нижней части опираются на фундаментбратная засыпка 7 выполнена из материапоглощающего сейсмические колебания.ина обратной засыпки 7 определяется олее оптимальным наклоном стен 4, Наные стены 4 имеют угол наклона, равуглу естественного откоса материалаатной засыпки 7, Угол наклона основноунта 9 при разработке котлована может ь принят также под углом его естествен 1673722ного откоса. При значительном заглублении фундамента 2 (при двух или более подвальных этажах) возможны и целесообразны более крутые откосы основного грунта 9, при этом обратная засыпка 7 также должна иметь у ол естественного откоса материала, иэ которого изготовлена, Внутренние поверхности стен 4 могут быть облицованы железобетонными плитками или защищены другими материалами для предохранения от обсыпания грунта, При необходимости в составе облицовки может быть гидроиэоляция,Наружные колонны 5 могут быть выполнены с заострением 10 со стороны, обращенной наружу (фиг,5), а также в виде прямоугольного сечения с вертикальным экраном 11 в виде плиты, установленной с зазором 12 (фиг,б),Отмостка 7 выполнена в виде плит-экранов 13, шарнирно соединенных с перекрытием б, По ширине плита-экран 13 должна перекрывать полосу обратной засыпки 7.Для ограничения возможных перелещений отмостки 8 она выполнена с упором 14, Зазор между перекрытием б и плитой-экраном 13 заполнен демпфирующими прокладками 15 из сжимающего материала, например, песком, шлаком, битумом, отходами резины и т,п., выполняющими роль демпфера. Возможно применение сжимаемого материала различной сжимаемости для одного обьекта на отдельных участках плиты-экрана 13, что обеспечивает гашение резонансных сейсмических колебаний,Упоры 14 могут быть выполнены на стене 16 первого наземного этажа. В этом случае сжимаемый материал 15 размещаот между упором 14 и плитой-экраном 13.Между верхней и нижней гранями стен 4 и перекрытием б и фундаментом 2 размещены упругие прокладки 1(.Плита-экран 13 может иметь скос 18 по наружной грани и перекрывать обратную засыпку 7,Плиты-экраны 13 предохраняют материал обратной засыпки 7 от поверхностных атмосферных вод, а следовательно повышают сейсмостойкость здания, так как известно, что при обводнении рунтов 9 повышаются сейсмические воздействия шарнирное прикрепление плит-экранов 13 к зданию сгюсобству ет повышению надежности гидроизоляционной защиты отмостки 8 от всевозможных Осадок, тем более, что они перекрывают сьпучий материал со слабыми прочностными свойствами; упираясь в более прочные грунты, способствуют повышению усгоичивости зданий и сооружении При сейсмических воздействиях в случае смещения плит.эк 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ранов 13.на уровне отмостки 8 устранениенарушений упрощается возможностью рихтовки плит-экранов 13 по высоте благодаряпредусмотренному шарнирному прикреплению к зданию, сосружению.Наклонные стены 4 подвала 3 в местахпримыкания к колоннам 5 выполнены сошвами 19, заполненными упруги,ли прокладками 20,Толщина обратной засыпки 7 иэ материала, поглощающего сейсмические колебания, по высоте переменная и определяетсянаиболее оптимальным наклоном стен 4,равным углу естественного откоса обратнойзасыпки 7. Угол наклона основного грунта 9при разработке котлована рекомендуетсяпринимать также под углом его естественного откосаУчитывая возможность значительногозаглубления (при двух и более подвальныхэтажах), возможны и целесообразны болеекрутые откосы Например нецелесообразно устройство очень широких пазух по периметру подвальной части из-эа повышенногорасхода более дороих, чем грунт, материалов,поглощающих сейсмические колебания, и необходимости увеличения вылета поясов-экранов 13, перекрывающих пазухи для упора восновные грунты 9 естественной структуры.Б качестве обратной засыпки 7 можетбыть использован рыхлый песчаныи грунт сразмещением на фуда;лентнои плите 2, ана перекрытии б верхнео подвального этажа - керамзит, как бел .е легкий.Наиболее эффективной конструкциейфундамента 2 для предложенного зданияявляется сплошная плита в связи с тем, чтов этом случае понижается ценгр тяжестиздания за счет пригруза фундаментнои плиты 2 материалом обратнои засыпки 7, обеспечивается жесткая заделка колонн 5 вфундаментах 2. повьается надежность всравнении, напримеро столбчатыми фундаментами, обьединением всех смежныхфундаментов в единыи фундамент.Наиболее целесообразно жесткое сопряжение наземных этажеи. опертых на перекрытиеб подвала 3, илиотдельных обоснованныхслучаях, как исключение, арнирное(или смешанное - жестко. и часть колонн - шарнирное), но не свободное в связи с тем, чтоконструкции надземнои 1 и подземной частиобразуют единый каркас р; ботающий в видеконсоли, защемленныи врунте, имеющий пониженныи центр тяжести что повышает сеисмостоикость зданииаркас с жескимсопряжением стыков л 1 ше работает навертикальные сеисмическ ие воздействия.Конструкция здания:ботает следуюгцил образом.Сейсмические волны при землетрясениях гасятся в грунте обратной засыпки 7 и практически не оказывают воздействие.на колонны 5 подвала 3, а, следовательно, и на каркас здания, сооружения. Их воздействие в качестве горизонтальных нагрузок снижается в 10-15 раз, так как отсутствуют подпорные стены подвала 3, причем этот результат имеет место при любом угле наклона подхода сейсмических волн к боковой поверхности подвальной части зданий. Сейсмические волны, не встречая стен (которые выполняют роль "смещающихся" поверхностей), как бы проходят сквозь подвальные части здания. воздействуя только на наружные колонны 5. грузовая площадь которых на фронте волны при пролетах 6,0 Ом составляет ориентировочно и при пролетах 9,0 м от площади стен в этих пролетах (ширина колонны принята с запасом 60 см),, Плиты-экраны 13 при сейсмических ь, дейст оия поворачиваются вверх на неко , рых угол в зависимости от интенсивноеи воздействия, в результате чего происходит полное или частичное гашение волн, и благодаря наличию демпферов 15 снижается их воздействие на надземную 1 часть здания, сооружения, При некоторых видах сейсмических воздействий (например, при вертикальных толчках после подбрасывания здания) плиты-экраны 13, поворачиваясь до упора 14, способствуют повышению устойчивости зданий и снижению нагрузок на основание фундаментов 2, а, следовательно, и уменьшению осадок и кренов здания при землетрясениях,Подвал 3 может иметь по крайней мере один дополнительный этаж 21, наклонные стены 4 которого примыкают нижней гранью к перекрытию 6 нижнего этажа 22 подвала 3, а плиты-экраны 13 последнего размещены в толще обратной засыпки 7,Здание или сооружение при сравнительно небольших сейсмических воздействиях не будет иметь разрушений, Но при интенсивности землетрясения до 8-9 баллов возможно потребуется проведение ремонтных работ для устранения дефектовКонструкция здания или сооружения обеспечивает повышение надежности здания, сооружения с учетом снижения расчетной сейсмичности, регламентируемой для данного региона; понижает центр тяжести здания. сооружения, что особенно важно для высоких сооружений; снижает влияние не только сейсмических, но и обычных дина 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мических воздействий. (создаваемых, например, работающим оборудованием) на технологические процессы, предусматриваемые в зданиях, в которых размещаются особо точные производства.За счет наклонных стен 4 - откосов в пределах контуров зданий конструкция позволяет разместить на них коммуникации, сети и промышленные проводки беэ кабеледержателей, так как в необходимых случаях могут выполняться подбетонки в виде тумб.При реконструкции отпадает необходимость разборки стен 4 подвала 3 с целью выполнения монтажных проемов, так как возможно подключение, например, к коммуникациям, практически в любом месте по контуру здания без выполнения больших капитальных затрат,Формула изобретения 1, Сейсмостойкое здание или сооружение, включающее пространственно жесткие этажи, установленные на перекрытии, которое обьединяет колонны подвала с наружными наклонными стенками, обратную засыпку из материала, поглощающего сейсмические колебания, фундамент и отмостку по периметру здания или сооружения, о тл ич а ю щееся тем,что,с целью повышения сейсмостойкости и снижения материалоемкости, наклонные стены установлены внутри подвала с углом наклона, равным углу естественного откоса обратной засыпки, и свободным примыканием верхней грани к перекрытию подвала между колоннами и нижней гранью - к фундаменту, который выполнен в виде плиты, а отмостка образована из плит-экранов, шарнирно соединенных с перекрытием подвала и перекрывающих обратную засыпку, причем здание или сооружение снабжено упорами, размещенными на плите-экране или наружной стене первого наземного этажа с зазором относительно соответственно наружной стены первого наземного этажа или плиты-экрана, и демпфирующими прокладками, расположенными в зазоре между упором и плитой-экраном или наружной стеной первого наземного этажа и между гранями наклонных стен и перекрытием подвала и плитой фундамента.2. Здание по п,1. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что подвал имеет по крайней мере один дополнительный этаж, а плита-экран нижнего этажа подвала размещена в толще обратной засыпки.Тираж 4 ного кОми035, Моск Подо исн ениям и откр кая наб., 4/5 ета по иэобр , Ж, Рауш