EA009328B1

EA009328B1 - Aseismic building block

Info

Publication number: EA009328B1
Application number: EA200700328A
Authority: EA
Inventors: Эльчин Нусрат оглы ХАЛИЛОВ
Original assignee: Эльчин Нусрат оглы ХАЛИЛОВ
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2007-12-28
Also published as: EA200700328A1

Abstract

The invention relates to building materials.The proposed invention is aimed at improving seismic stability and strength of aseismic building blocks.The inventive aseismic building block is characterized in that comprises a casing and coaxial projections and grooves arranged on the opposite sides thereof which are embodied in the form of a truncated cone, with through holes along the projection axis, damping pads made of an elastic plastic material are mounted on the surface of the projection. According to the invention the upper parts of the projections and grooves are embodied as a sphere, wherein areas of joining projections with the block casing and the grooves bottom edges are hyperbolically-shaped, the projection height is not ≤ 1/3 and not ≥ 3/4 of the block height and the cone aperture angle is not ≤ 1°, wherein the projection upper parts and joining areas of the projections with the block casing are coated with damping substance.

Description

Изобретение относится к области строительных материалов.The invention relates to the field of building materials.

Известен строительный блок, включающий корпус и соединяющийся с другими строительными блоками посредством связующего вещества - цемента /1/.Known building block, comprising a housing and connecting with other building blocks by means of a binder - cement / 1 /.

Недостатком данного строительного блока является необходимость использования связующего вещества и низкая сейсмостойкость, связанная с разрушением цементной связи между блоками при прохождении через кладку из данных блоков сейсмической волны от сильного землетрясения.The disadvantage of this building block is the need to use a binder and low seismic resistance associated with the destruction of the cement bond between the blocks when passing through the clutch from these blocks of seismic waves from a strong earthquake.

Известен строительный блок, включающий корпус, содержащий соосно расположенные с противоположных сторон выступы и пазы /2/. Кладка из данных строительных блоков производится путем вставки выступов одних блоков в пазы других, при этом соединительные стыки смазываются предварительно связующим веществом (цементом или клеем), что создает более плотную и монолитную связь между этими блоками.Known building block, comprising a housing containing coaxially located on opposite sides of the projections and grooves / 2 /. The masonry of these building blocks is made by inserting the protrusions of some blocks into the grooves of others, while the connecting joints are lubricated with a pre-binder (cement or glue), which creates a more dense and solid connection between these blocks.

Недостатком этих блоков является необходимость применения связующего вещества и низкая сейсмостойкость, так как при прохождении через кладку из данных блоков сейсмической волны от сильного землетрясения связь между блоками нарушается из-за разрушения цементной связи (связующего вещества) в зонах стыка блоков.The disadvantage of these blocks is the need to use a binder and low seismic resistance, as when passing through a masonry from these blocks of seismic waves from a strong earthquake, the connection between the blocks is broken due to the destruction of the cement bond (binder) in the junction areas of the blocks.

Известен строительный блок конструктора «ЛЕГО», включающий корпус, содержащий соосно расположенные с противоположных сторон выступы и пазы. Кладка из данных строительных блоков производится путем вставки выступов одних блоков в пазы других. При этом выступы одних блоков плотно прилегают к пазам других, что позволяет строить с помощью данных блоков без применения связующего вещества (цемента или клея) /3/.Known building block designer "LEGO", comprising a housing containing coaxially located on opposite sides of the protrusions and grooves. The masonry of these building blocks is made by inserting the protrusions of some blocks in the grooves of others. In this case, the protrusions of some blocks fit snugly to the grooves of others, which allows building with the help of these blocks without the use of a binder (cement or glue) / 3 /.

Недостатком данных блоков является низкая сейсмостойкость, обусловленная жесткой связью между блоками, что приводит к их физическому разрушению или механическому выходу выступов из пазов при прохождении сейсмической волны от сильного землетрясения.The disadvantage of these blocks is low seismic resistance due to a rigid connection between the blocks, which leads to their physical destruction or mechanical protrusion of the protrusions from the grooves during the passage of a seismic wave from a strong earthquake.

Наиболее близким по технической сущности является сейсмостойкий строительный блок, включающий корпус, содержащий соосно расположенные выступы и пазы в форме усеченных конусов со сквозными отверстиями по осям выступов, где на поверхности выступов дополнительно устанавливают демпфирующую прокладку из упругопластичного материала /4/.The closest in technical essence is a seismic resistant building block, comprising a housing containing coaxially arranged protrusions and grooves in the form of truncated cones with through holes along the axes of the projections, where a damping pad made of elastoplastic material is additionally installed on the surface of the protrusions / 4 /.

Недостатком данного сейсмостойкого строительного блока является низкая эффективность при высоком уровне изгиба стены, так как верхняя кромка конических выступов блоков препятствует свободным перемещениям блоков при изгибе стены, что приводит к слому кромки верхней части выступов. Другим недостатком является то, что максимальная механическая нагрузка при землетрясениях приходится на зону стыков выступов блоков с корпусом, что приводит к разрушению зоны стыков выступов с корпусом блока.The disadvantage of this earthquake-resistant building block is low efficiency with a high level of wall bending, since the upper edge of the conical protrusions of the blocks prevents free movement of the blocks when the wall is bending, which causes the upper edges of the projections to be broken. Another disadvantage is that the maximum mechanical load during earthquakes falls on the junction of the projections of the blocks with the body, which leads to the destruction of the junction of the projections with the body of the block.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение сейсмостойкости и прочности сейсмостойких строительных блоков.The objective of the proposed invention is to improve the seismic resistance and strength of seismic resistant building blocks.

Поставленная задача решается тем, что в сейсмостойком строительном блоке, включающем корпус, содержащий соосно расположенные с противоположных сторон выступы и пазы в форме усеченного конуса со сквозными отверстиями по осям выступов, с установленными на поверхности выступов демпфирующими прокладками из упругопластичного материала, согласно изобретению верхние части выступов и пазов выполнены в виде сферы, а области соединения выступов с корпусом блока и нижние кромки пазов выполнены в виде гиперболической формы, при этом высота выступов составляет не менее 1/3 и не более 3/4 высоты блока, а угол раскрытия конуса не менее 1°, причем верхние части выступов и области соединения выступов с корпусом блока покрываются демпфирующим веществом.The task is solved by the fact that in an earthquake-proof building block comprising a housing containing protrusions coaxially located on opposite sides and grooves in the shape of a truncated cone with through holes along the axes of the protrusions, installed on the surface of the protrusions damping pads of elastoplastic material according to the invention, the upper parts of the protrusions and the grooves are made in the form of a sphere, and the areas of connection of the protrusions with the body of the block and the lower edges of the grooves are made in the form of a hyperbolic shape, with the height of the projections dressing is not less than 1/3 and not more than 3/4 of the block height and the angle of the cone opening at least 1 °, wherein the upper portions of the projections and the connection area of the projections with the housing block covered by the damping material.

Сущность изобретения заключается в том, что в результате наличия гиперболической кривизны в областях соединения выступов с корпусом блока происходит перенаправление движения при землетрясении вышерасположенных блоков относительно нижерасположенных от горизонтального к вертикальному, в результате чего существенно снижаются ударные нагрузки на выступы блоков. При этом часть кинетической энергии блоков при больших ускорениях расходуется на преодоление силы тяжести, действующей при движении блоков вверх, а также силы трения и вязкости демпфирующего вещества в области контактов выступов нижележащих блоков со стенками полостей вышележащих блоков. Исполнение верхней части выступов и полостей блоков в виде сферы позволяет плавно перемещаться выступам нижних блоков относительно пазов верхних блоков, что предотвращает слом кромки верхней части выступов блоков.The essence of the invention lies in the fact that as a result of the presence of hyperbolic curvature in the areas of connection of the protrusions with the block body, the movement is redirected when earthquakes of the upstream blocks are relatively lower than from horizontal to vertical, as a result of which shock loads on the blocks projections are significantly reduced. In this case, part of the kinetic energy of the blocks at high accelerations is expended on overcoming the force of gravity acting as the blocks move upwards, as well as the friction force and viscosity of the damping substance in the contact area of the projections of the underlying blocks with the walls of the cavities of the overlying blocks. The execution of the upper part of the protrusions and cavities of the blocks in the form of a sphere allows you to smoothly move the protrusions of the lower blocks relative to the grooves of the upper blocks, which prevents scrapping of the edges of the upper part of the projections of the blocks.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого сейсмостойкого строительного блока.FIG. 1 shows the design of the proposed seismic resistant building block.

Сейсмостойкий строительный блок состоит из корпуса 1, выступа 2 и соосно расположенных к нему с противоположной стороны пазом 3, причем верхняя часть выступов 2 выполнена в виде сферы 4, области соединения выступов с корпусом блока 1 и нижние кромки пазов выполнены в виде гиперболической формы 5, при этом в выступах 2 имеются сквозные отверстия 6, увеличивающие жесткость выступов и снижающие вес блока, а на их поверхности наносят демпфирующее вещество 7. Сквозные отверстия в выступах необходимы также для крепления блоков к фундаменту и межэтажному перекрытию с помощью металлических стержней, укрепленных с одной стороны на фундаменте (или межэтажном перекрытии здания), а с другой - проходящих через сквозные отверстия в выступах соединенных междуThe seismic resistant building block consists of body 1, protrusion 2 and groove 3 coaxially located on the opposite side with the upper part of the projections 2 made in the form of a sphere 4, the areas of connection of the projections to the body of the unit 1 and the lower edges of the grooves are made in the form of a hyperbolic shape 5, at the same time in the protrusions 2 there are through holes 6, which increase the rigidity of the protrusions and reduce the weight of the block, and a damping substance 7 is applied on their surfaces. The through holes in the protrusions are also necessary for attaching the blocks to the foundation and the interfloor CB overlapping with metal bars fixed on the one hand on the base (or the intermediate floor of the building), and on the other - passing through holes in the projections of interconnected

- 1 009328 собой сейсмостойких строительных блоков.- 1 009328 is a seismic resistant building blocks.

Выступы 2 имеют высоту 11| не менее 1/3 и не более 3/4 высоты блока 11. что необходимо для устойчивого соединения выступов и пазов блоков.The projections 2 have a height of 11 | no less than 1/3 and no more than 3/4 of the height of the block 11. that is necessary for a stable connection of the projections and grooves of the blocks.

На поверхность выступов 2 наносится демпфирующее вещество.A damping substance is applied on the surface of the projections 2.

На фиг. 2 показана боковая проекция сейсмостойкого строительного блока.FIG. 2 shows a side view of a seismic resistant building block.

На фиг. 3 показан вид сверху сейсмостойкого строительного блока. где на корпусе блока 1 расположены выступы 2 со сквозными отверстиями по оси выступов 6. верхняя часть которых и выполнена в виде сферы. а область соединения выступа с корпусом блока 5 выполнена в виде гиперболической формы.FIG. 3 shows a top view of a seismic resistant building block. where on the body of the block 1 are the protrusions 2 with through holes along the axis of the projections 6. the upper part of which is made in the form of a sphere. and the area of connection of the protrusion with the body of the block 5 is made in the form of a hyperbolic form.

На фиг. 4 показано соединение сейсмостойких строительных блоков между собой с демпфирующим веществом.FIG. 4 shows the connection of seismic resistant building blocks with each other with a damping substance.

Сейсмостойкий строительный блок работает следующим образом.Earthquake-proof building block works as follows.

На фиг. 5 показан пример работы сейсмостойкого строительного блока.FIG. 5 shows an example of the operation of a seismic resistant building block.

При сильном землетрясении. в результате прохождения сейсмической волны. поверхность Земли с ускорением смещается влево вместе с блоком 1. фиг. 5а. При этом блок 2. установленный выше блока 1. в результате силы инерции смещается относительно блока 1 вправо. Выступ блока 1. установленный в полость блока 2. начинает при этом смещаться влево относительно полости. при этом в области соприкосновения 3. покрытой демпфирующим веществом. происходит скольжение блока 2 по гиперболической поверхности зоны соединения выступа с корпусом блока 1. В результате наличия гиперболической кривизны в зоне соприкосновения 3 полости блока 2 и выступа блока 1 происходит перенаправление движения блока 2 от горизонтального на вертикальное. При достижении определенной высоты блоком 2. кинетическая энергия блока 2 компенсируется весом вышележащей кладки. Движение почвы под действием сейсмической волны меняет направление смещения на противоположное.With a strong earthquake. as a result of a seismic wave. the surface of the Earth with acceleration is shifted to the left together with block 1. FIG. 5a. In this case, block 2. installed above block 1. as a result, the inertial force is shifted relative to block 1 to the right. The protrusion of the block 1. installed in the cavity of the block 2. begins with this shift to the left relative to the cavity. at the same time in the contact area 3. coated with a damping substance. block 2 slides along the hyperbolic surface of the projection junction area with the body of the block 1. As a result of the hyperbolic curvature in the contact zone 3 of the cavity of the block 2 and the protrusion of the block 1, the block 2 is redirected from the horizontal to the vertical. When a certain height is reached by block 2. the kinetic energy of block 2 is compensated by the weight of the overlying masonry. The movement of the soil under the action of a seismic wave changes the direction of displacement to the opposite.

На фиг. 5Ь показано движение блока 1 под действием смещения почвы. в противоположном направлении. При этом блок 2 совершает движение. аналогичное описанному выше. но в противоположном направлении.FIG. 5b shows the movement of block 1 under the action of soil displacement. in the opposite direction. In this case, block 2 makes a movement. similar to that described above. but in the opposite direction.

Источники. принятые к вниманию.Sources. taken to attention.

1. Кирпичная кладка стен и перегородок ККТ-3.0-3. (КТП строит. производство) М.. Стройиздат. 1979 г.1. Brick masonry walls and partitions KKT-3.0-3. (KTP building. Production) M .. stroiizddat. 1979

2. А. С. СССР № 1604956. 1990 г.. БИ № 41.2. A.S. USSR № 1604956. 1990. BI № 41.

3. «ЛЕГО» для взрослых или строительство с использованием опалубки из пенополистирольных блоков. Москва. газета «Рынок жилья». № 34 (342) от 05.09.2002 г.3. “LEGO” for adults or construction with the use of formwork made of polystyrene foam blocks. Moscow. newspaper "Housing Market". No. 34 (342) of 09/05/2002

4. Заявка АО 2005/106134.4. Application of AO 2005/106134.

Claims

Earthquake-resistant building block. including housing. containing projections and grooves in the form of a truncated cone coaxially located on opposite sides. with through holes along the axes of the protrusions with damping pads made of an elastoplastic material mounted on the surface of the protrusions. characterized in that. that the upper parts of the protrusions and grooves are made in the form of a sphere. and the area of connection of the protrusions with the block body and the lower edges of the grooves are made in the form of a hyperbolic shape. the height of the protrusions is not less than 1/3 and not more than 3/4 of the height of the block. and the cone opening angle of at least 1 °. moreover, the upper parts of the protrusions and the area of connection of the protrusions with the block body are covered with a damping substance.