ISOLATEUR PARAS1SMIQUE POUR LA CONSTRUCTION DE BATIMENTSPARAS1SMIQUE INSULATOR FOR BUILDING CONSTRUCTION
La présente invention a pour objet un isolateur parasismique pour la construction de bâtiments .The present invention relates to a seismic isolator for the construction of buildings.
Il est destiné à être interposé entre le sol et les bâtiments édifiés en vue de permettre à ces constructions d ' éviter de subir les effets des agressions sismiques les plus violentes.It is intended to be interposed between the ground and the buildings constructed in order to allow these constructions to avoid undergoing the effects of the most violent seismic attacks.
Les dispositifs parasismiques connus à ce jour sont de *deux types distincts : ils sont soit basés sur une possibilité de glissement avec frottement permettant un déplacement limité (Cf les brevets FR 86 10780 et FR 88 00237 du même inventeur) , soit conçus à partir de plots en élastomère , souvent frettés , dont on utilise la distorsion . Dans le premier cas le déplacement du bâtiment n ' est pas amorti et les déplacements latéraux importants peuvent entraîner des chocs extrêmement durs pouvant être la cause de ruptures du dispositif antisismique , naturel ou , voient leurs caractéristiques évoluer avec le temps, ce qui logiquement devrait entraîner leur remplacement périodique. De plus ces dispositifs ne permettent pas de contrôler l ' amplitude des mouvements dus aux secousses sismiques . Le dispositif suivant la présente invention supprime tous ces inconvénients . En effet, il permet à la fois d ' amortir les mouve¬ ments aussi bien verticaux que latéraux entraînés par un séisme , et de contrôler l ' amplitude de ces mouvements , tout en freinant . En outre, ils sont constitués de matériaux ..extrêmement stables dans le temps et résistant parfaitement -aux différences de tempé- rature , aux micro-organismes et au agressions chimiques.The seismic devices known to date are of * two distinct types: they are either based on a possibility of sliding with friction allowing a limited displacement (Cf patents FR 86 10780 and FR 88 00237 of the same inventor), or designed from elastomer studs, often fretted, the distortion of which is used. In the first case, the movement of the building is not amortized and the significant lateral movements can cause extremely hard shocks which can be the cause of ruptures of the earthquake-proof device, natural or, see their characteristics evolving over time, which logically should lead to their periodic replacement. In addition, these devices do not make it possible to control the amplitude of the movements due to the earthquakes. The device according to the present invention eliminates all these drawbacks. Indeed, it makes it possible both to dampen both vertical and lateral movements caused by an earthquake, and to control the amplitude of these movements, while braking. In addition, they are made of materials .. extremely stable over time and perfectly resistant to temperature differences, microorganisms and chemical attack.
Il est constitué par la combinaison , d 'une part, de deux éléments monoblocs désolidarisés réalisés dans un matériau dur , imputres¬ cible et possédant une très grande résistance à l ' abrasion , ces éléments étant solidaires respectivement de l ' infrastructure et de la superstructure du bâtiment , l 'élément inférieur étant consti tué d ' une plaque horizontale de frottement préférentiellement circulaire comportant en son centre un tronc de cône, l 'élément supérieur étant constitué d 'une calotte circulaire , à la concavité tournée vers le bas et venant coiffer l 'élément inférieur de manière à ce que le fond de la concavité repose sur- 'le sommet
du tronc de cône et les bords inférieurs sur la plaque de frotte¬ ment de l'élément inférieur, un espace annulaire entre les parois latérales de l'élément supérieur et le tronc de cône de l 'élément inférieur permettant un déplacement relatif latéral, et d' autre part d ' une ou deux couronnes réalisées en un matériau également imputrescible et possédant des caractéristiques élevées d 'amortis¬ sement aux chocs, solidaires de la paroi latérale interne de l'élément supérieur et/ou de la paroi latérale du tronc de cône de l 'élément inférieur et remplissant tout ou partie de l 'espace annulaire situé entre les deux éléments.It is made up of the combination, on the one hand, of two dissociated one-piece elements made of a hard, imputres¬ target material and having a very high resistance to abrasion, these elements being respectively secured to the infrastructure and the superstructure of the building, the lower element being made up of a preferably circular horizontal friction plate comprising in its center a truncated cone, the upper element consisting of a circular cap, with the concavity turned downwards and coming to cover the lower element so that the bottom of the concavity rests on the top of the truncated cone and the lower edges on the friction plate of the lower element, an annular space between the side walls of the upper element and the truncated cone of the lower element allowing relative lateral displacement, and on the other hand of one or two crowns made of a material also rot-proof and having high characteristics of shock-absorbing, integral with the internal side wall of the upper element and / or the side wall of the trunk of cone of the lower element and filling all or part of the annular space situated between the two elements.
Sur les dessins annexés, donnés à titre d' exemple non limitatif , d' une des formes de réalisation de l 'objet de l ' invention : Les figures 1 et 2 montrent en perspective les éléments supérieur et inférieur, séparés. Les figures 3» 4 et 5 représentent des coupes transversales de trois versions du dispositif assemblé.In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting example, of one of the embodiments of the object of the invention: Figures 1 and 2 show in perspective the upper and lower elements, separated. Figures 3 »4 and 5 show cross sections of three versions of the assembled device.
Le dispositif, figure 1 à 5, est constitué d'un élément supérieur 1 en forme de calotte cylindrique à fond plat dont la partie creuse est dirigée vers le bas, solidaire de la superstructure du bâtiment, d ' un plot ou tronc de cône 2 solidaire de la surface portante, et d 'une ou deux couronnes amortissantes 3, 3 ' soli¬ daires de l'un ou des deux éléments 1 , 2 et situées dans un espace annulaire 4 ménagé entre le tronc de cône inférieur et la calotte supérieure 1. Ces deux éléments étant désolidarisés, le supérieur est mobile sous l 'effet d'un séisme. Le plot inférieur fixé sur les fondations. Un espace intercalaire 4 sépare ces deux éléments. Le premierThe device, FIGS. 1 to 5, consists of an upper element 1 in the form of a cylindrical cap with a flat bottom, the hollow part of which is directed downwards, integral with the superstructure of the building, with a stud or truncated cone 2 secured to the bearing surface, and to one or two damping rings 3, 3 'connected to one or two elements 1, 2 and located in an annular space 4 formed between the lower truncated cone and the upper cap 1. These two elements being separated, the superior is mobile under the effect of an earthquake. The lower stud fixed on the foundations. An intermediate space 4 separates these two elements. The first
I étant mobile en cas de séisme, le second 2 restant fixe. L 'élément inférieur 2 comporte à sa base une plaque horizontale de frottement 7 sur laquelle repose le bord inférieur 10 de l'élément supérieur 1. Les angles 8, 9 de la paroi latérale 16 du plot 2 avec sa section supérieure 6 et avec la plaque 7 sont arrondis pour éviter des amorces de rupture et un effet de raclage lors des déplacements latéraux. Pour les mêmes raisons, les angles 13, 14, 15 formés par les parois latérales internesI being mobile in the event of an earthquake, the second 2 remaining fixed. The lower element 2 has at its base a horizontal friction plate 7 on which the lower edge 10 of the upper element 1 rests. The angles 8, 9 of the side wall 16 of the stud 2 with its upper section 6 and with the plate 7 are rounded to avoid breaking initiations and a scraping effect during lateral displacements. For the same reasons, the angles 13, 14, 15 formed by the internal side walls
II et externes 12 de l 'élément supérieur 1 avec le fond 5 et le bord inférieur 10 sont également arrondis.
La couronne amortissante 3 est solidaire de la paroi latérale interne 11 de l'élément supérieur 1 alors que la couronne 3' est solidaire de la paroi latérale 16 du plot inférieur 2. Ces deux couronnes peuvent être remplacées par une seule, solidaire des parois latérales 11, 16 des éléments supérieur et inférieur, ou de l'une des deux, et remplissant la totalité de l'espace annu¬ laire intercalaire 4.II and external 12 of the upper element 1 with the bottom 5 and the lower edge 10 are also rounded. The damping crown 3 is secured to the internal side wall 11 of the upper element 1 while the crown 3 'is secured to the side wall 16 of the lower stud 2. These two crowns can be replaced by a single one, secured to the side walls 11, 16 of the upper and lower elements, or of one of the two, and filling the entire intermediate annu¬ space 4.
L'espace intercalaire 4 peut avoir quelques centimètres ou dépasser plusieurs dizaines de centimètres et s'adapter à la dimension du bâtiment à protéger.The intermediate space 4 may be a few centimeters or exceed several tens of centimeters and adapt to the size of the building to be protected.
La dimension des surfaces de conctact 10, 6 des éléments supérieur 1 et inférieur 2 sont adaptables à chaque espèce de construction.The size of the contact surfaces 10, 6 of the upper 1 and lower 2 elements can be adapted to each type of construction.
Toutes les parties du dispositif sont réalisées en matériau impu- trescible et aux caractéristiques stables dans le temps, préféren- tiellement du polyuréthanne. Pour les éléments supérieur 1 et inférieur 2, le matériau utilisé devra avoir une dureté shore A supérieure à 90, une résilience supérieure à 40 %, une résis¬ tance à la traction supérieure à 50 MPa et une résistance à l'abrasion supérieure à 55 mg/mm, alors que pour les couronnes amortissantes 3, 3', la dureté shore A devra être inférieure à 50, la résilience inférieure à 5 %, l'allongement à la rupture supérieur à 500 % et l'amortissement aux chocs supérieur à 95All the parts of the device are made of rot-proof material and with characteristics stable over time, preferably polyurethane. For the upper 1 and lower 2 elements, the material used must have a shore A hardness greater than 90, a resilience greater than 40%, a tensile strength greater than 50 MPa and an abrasion resistance greater than 55 mg / mm, while for damping crowns 3, 3 ′, shore A hardness must be less than 50, resilience less than 5%, elongation at break greater than 500% and shock absorption greater than 95
/o. Le positionnement des divers éléments constitutifs donnent à ce dispositif un maximum d'effets utiles qui n'aveient pas été obtenus à ce jour par des dispositifs similaires. •>
/ o. The positioning of the various constituent elements gives this device a maximum of useful effects which have not been obtained to date by similar devices. •>