МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ

МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2066362 (13) C1

(51) 6 E04H9/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5041899/33 
(22) Дата подачи заявки: 1992.05.13 
(45) Опубликовано: 1996.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР № 1009926, кл. E 04 H 9/02, 1990. Авторское свидетельство СССР № 947367, кл. Е 04 Н 9/02, 1982. 
(71) Заявитель(и): Бугаевский Г.Н. 
(72) Автор(ы): Бугаевский Г.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Бугаевский Геннадий Николаевич; Бугаевский Алексей Геннадьевич 

(54) МНОГОЭТАЖНОЕ СЕЙСМОСТОЙКОЕ ЗДАНИЕ 

Использование: строительство многоэтажных сейсмостойких зданий. Сущность изобретения: между нижним жестким этапом и плитой фундамента размещены сейсмоизолирующие элементы из шаровых сегментов и упругих вставок, размеры которых определены из соотношений, приведенных в формуле изобретения. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к строительству сейсмостойких зданий с системой сейсмоизоляции и может быть использовано в строительстве любых сооружений, в том числе требующих защиты технологических процессов и прецизионного оборудования от внешних механических воздействий.

Известны конструкции сейсмостойких зданий, опертых на жесткие в вертикальном направлении столбы с торцами в виде жестких шаровых сегментов [1]

Недостатком такого решения является то, что оно предусматривает защиту здания от воздействия только горизонтальных сил.

Наиболее близким по технической сущности является сейсмостойкое здание, включающее верхние этажи, опертые на пространство жесткий первый этаж с жесткой опорной плитой, установленной на плиту фундамента через сейсмоизолирующие элементы в виде верхнего и нижнего шаровых сегментов, соединенных между собой цилиндрической вставкой [2]

Недостатками этого изобретения является невозможность замены опорных стоек в процессе эксплуатации здания и высокая техническая сложность изготовления устройства изоляции.

Задачей изобретения является обеспечение сейсмостойкости здания при произвольно направленных переменных сейсмических воздействия за счет введения свободных сейсмоизолирующих блоков между зданием и фундаментом, обеспечивающих устойчивое положение равновесия здания, снижение трудоемкости изготовления и замены сейсмоизолирующих блоков при ремонтных работах.

Поставленная задача решена тем, что вставка выполнена из упругого материала, а размеры ее и всего сейсмоизолирующего элемента определены из соотношений:



где ho толщина свободной упругой вставки (до нагружения);

Е модуль Юнга материала вставки;

S площадь вставки одного элемента;

Mg вес здания, приходящийся на один элемент;

,

hмин const толщина предельно нагруженной вставки;

,

где D диаметр шара, образующего сегменты;

H ho + 2d,

где Н высота сейсмоизолирующего элемента с упругой вставкой в свободном несжатом состоянии;

d высота шарового сегмента;

z,H циклическая частота соответственно вертикальных и горизонтальных колебаний грунта;

g 9,81 м/с2.

На фиг. 1 изображен фрагмент многоэтажного сейсмостойкого здания; на фиг. 2 сейсмоизолирующий элемент; на фиг. 3 то же, в аксонометрии.

Многоэтажное сейсмостойкое здание состоит из пространственного жесткого первого этажа 1, плиты фундамента 2 и сейсмоизолирующих элементов 3. Каждый сейсмоизолирующий элемент 3 состоит из верхнего и нижнего шаровых сегментов 4, представляющих собой штампованные из листовой нержавеющей стали сферические чаши, заполняемые железобетоном, между которыми заключена вставка 5 из упругого материала. В рабочем состоянии общая высота элемента 3 должна быть меньше диаметра сферы сегментов 4. Опорная плита 6 первого этажа 1 выполнена из сборного железобетона со сваркой и замоноличиванием швов. На нижней поверхности плиты 6 и верхней поверхности плиты фундамента 2 для их жесткого контакта с изолирующими элементами 3 закреплены листы 7 из нержавеющей стали. Первый этаж 1 на опорной плите 1 выполнен и монолитного железобетона. Вышерасположенные этажи 8 здания возводят как несейсмостойкие. Отсутствие жесткого соединения сейсмоизолирующих элементов 3 с плитой фундамента 2 и плитой 6 облегчает замену элементов 3 в процессе эксплуатации.

В начальном положении равновесия элементы 3 находятся в состоянии статической деформации, соответствующем минимуму потенциальной энергии здания. Во время землетрясения под воздействием волн сейсмоизолирующие элементы переходят из состояния покоя в качение переменного направления по поверхности плиты фундамента 2 с одновременным изменением их высоты. Подъем здания на наклоняющихся элементах 3 и деформация их упругого материала только увеличивают потенциальную энергию системы здание сейсмоизоляция, что обусловливает возвращение здания в устойчивое положение равновесия в системе отсчета, связанной с грунтом. Возникающие при землетрясении упругие и квазиупругие силы, их моменты компенсируют сейсмические силы и моменты этих сил. При этом здание в системе координат, связанной с центром Земли, остается в состоянии, близком к состоянию покоя.

Применение сейсмоизолирующих элементов 3 с шаровыми сегментами 4 и вставками 5 из упругого материала впервые дает возможность уменьшить влияние на сооружение движений грунта по шести степеням свободы не только поступательных, но и вращательных компонент.

Применение такой сейсмоизоляции позволяет повысить сейсмостойкость здания за счет понижения частоты собственных колебаний системы здание - сейсмоизоляции и выведения ее из диапазона частот спектра сейсмических волн, опасного в данной точке поверхности Земли. Сейсмоизолирующий эффект при этом обеспечивается при условиях:

(1)

где ho толщина свободной упругой вставки (до нагружения);

Е модуль Юнга материала вставки в нагруженном состоянии;

S площадь вставки одного сейсмоизолирующего элемента;

М вес здания, приходящийся на один элемент;

;

hмин толщина предельно нагруженной вставки;

hмин const;

z циклическая частота вертикальных колебаний грунта;

g 9,81 м/с2;

(2)

q=D/H; D диаметр шара, образующего сегменты;

Н высота сейсмоизолирующего элемента с упругими вставками в свободном, несжатом состоянии:

H ho + 2d,

где d высота шарового сегмента;

H циклическая частота горизонтальных колебаний грунта;

g 9,81 м/с2.

При выполнении этих условий (1) и (2) здание изолировано от колебаний.

Из этих же соотношений определены и размеры (толщина, площадь) каждого элемента, сегментов и вставки. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее верхние этажи, опертые на пространственно-жесткий первый этаж с жесткой опорной плитой, установленной на плиту фундамента через сейсмоизолирующие элементы в виде верхнего и нижнего шаровых сегментов, соединенных между собой цилиндрической вставкой, отличающееся тем, что вставка выполнена из упругого материала, а форма и размеры ее и всего сейсмоизолирующего элемента определены из соотношений





где ho толщина свободной упругой вставки;

E модуль Юнга упругого материала вставки;

S площадь вставки одного элемента;

Mд вес здания, приходящийся на один элемент;

k hmin/ho, hminconst толщина предельно нагруженной вставки;

q D/H, где D диаметр шара, образующего сегменты;

H ho + 2d высота сейсмоизолирующего элемента с упругой вставкой в свободном несжатом состоянии, d- высота шарового сегмента;

z и циклическая частота соответственно вертикальных и горизонтальных колебаний грунта;

g 9,8 м/с2.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru