NO120948B - - Google Patents

Description

Fundamentanordning ved husbygninger o.l. for å beskytte disse mot destruksjon som følge av heftige bevegelser i et underlag.

Foreliggende oppfinnelse angår en fundamentanordning for å beskytte husbygninger, bygningsdeler og andre konstruksjoner mot destruksjon som folge av heftige bevegelser i et bygningen etc. bærende underlag, og oppfinnelsen tilsikter forst og fremst å tilveiebringe en opplags-anordning, som effektivt formår å dempe overforingen til bygningen etc. av sådanne markskakningseffekter, særskilt i form av trykk-bolgebevegelser, med såvel vertikale som horisontale komponenter,

som forårsakes av nukleare sprengninger over eller under jorden respektive plutselige rystelser i jordskorpen eller av vulkanske utbrudd.

Det er allerede tidligere kjent å beskytte en husbygning mot jord-skjelv ved å la den hvile på et elastisk fjærende underlag eller fundament» Dette medfbrer imidlertid fare for at forstyrrende eller rent ut ødeleggende resonans- eller egensvingninger kan opptre, og dessuten blir et fjæropplag for en bygning meget kostbart og teknisk kompliserte Det er også foreslått at man for samme formål skulle stille opp en bygning på et antall støtteelementer, som hver består av to i hverandre innforbare kasseformede deler, av hvilke den ene er forsynt med egger, som kan trenge inn i et i den andre del inn-lagt blylegeme. Heller ikke dette forslag er imidlertid praktisk tilfredsstillende, ettersom blylegemene allerede under normale belastningsforhold utsettes for en fortlopende deformasjon under eggene, så at de ikke bare må skiftes ut med visse tidsmellomrom, hvilket er kostbart og komplisert, men dessuten bare formår å gi en temmelig usikker og i sin hbyde stadig foranderlig stbtte til bygningslegemet.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en teknisk og bkonomisk tilfredsstillende lbsning på angjeldende beskytt-elsesproblem. Fundamentanordningen ifblge oppfinnelsen forutsetter derved anvendelsen av et antall stbtteelementer, på hvilke bygningen etc. hviler, og som hver med en ovre ende er fortrinnsvis utskiftbart festet ved bygningens etc. underside, og det for oppfinnelsen i fbrste rekke karakteristiske er at støtteelementene er utformet som hule bokser av metallplate, hvilke er plastisk deformerbare under forutbestembar overbelastning i vertikalretningen, og hvilke med en utvidet nedre fotflate på i og for seg kjent måte hviler med liten friksjon i sideretningen mot en glideflate. Herved vinnes ikke bare at stbtteelementene blir enkle og billige å fremstille, men også at det av stbtteelementene dannede fundament blir lett å beregne og under normale belastningsforhold helt uforanderlig i sin hbyde samt uelastisk, så at ikke bnskede svingningsfenomener helt kan unngås.

Naturligvis må antall stbtter være således avpasset og stbttene

i sin tur således dimensjonert at de sammen godt formår uten en-hver deformasjon å bære den i hovedsaken statiske belastning, som bygningen etc. representerer, mens de uforbeholdent må gi etter gjennom plastisk deformasjon når de utsettes for en ytterligere dynamisk belastning forårsaket av forannevnte markskakningseffekter. Dette.byr i og for seg ingen vanskeligheter, ettersom de angjeldende dynamiske påkjenninger i virkeligheten er av betydelig stør-relsesorden, men det gjelder også å se til at stbttenes plastiske deformasjon eller knekking innledes på en kontrollerbar måte, så

at dels den kraft som overfores til bygningen etc. maksimeres,

dels det totale dei ormasjonsarbeide fordeles på bnsket måte i tiden.

Nettopp i samband hermed har det vist seg særskilt fordelaktig å forsyne mantelveggene til stbtteelementene med som knekkings- eller deformasjonsanvisninger tjenende, lokale materialsvekkelser, da de-formasjonsforlbpet derved kan styres på en hensiktsmessig måte.

I praksis turde man erfaringsmessig kunne gå ut fra at de markskakningseffekter som det forst og fremst kan være aktuelt å beskytte en bygning eller annen konstruksjon mot, utgjbres av mark-trykk-bølger med stor utbredningshastighet, flere km/s, med en amplityde av kanskje noen titalls cm, og med i forhold til bygningens etc. dimensjoner oftest ganske betydelig bblgelengde, eksempelvis et eller noen hundretalls meter. Naturligvis må det tas hensyn til disse faktorer ved stbttenes dimensjonering, og det er ofte bnsk-elig at stbttene skal medgi en dempning av i det minste et mindre antall etter hverandre fblgende mark-trykkbblger.

Fortrinnsvis hviler hvert støtteelement ifblge oppfinnelsen med sin nedre fotflate mot en separat, med underlagt stivt forbundet glideflate, idet denne glideflate vanligvis er nøyaktig horisontal og har en sådan vesentlig stbrre utvidelse enn fotflaten at stbtten kan forflytté seg i sideretningen på samme i det minste noen titalls cm og helst mere i alle retninger. Alternativt kan det imidlertid selvfølgelig også anvendes en felles glideflate for flere eller samtlige stbtter.

For at stbttenes sideforflytting relativt underlaget skal kunne skje uten at bygningen etc. derfor utsettes for alt for stor horisontal akselerasjon, er det viktig at det sikres en liten friksjon mellom hver stbttes fotflate og den underliggende glideflate, hvilket ifblge oppfinnelsen hensiktsmessig skjer gjennom anvendelsen av et friksjonsreduserende mellomlegg, som fortrinnsvis kan være utfort av plast, så som polyamid, polyvinylklorid, polytetra-fluoretylen eller lignende. Slike plastmellomlegg forhindrer nemlig effektivt oppkomsten av friksjonsbkende korrosjonsfenomener og krever knapt noe tilsyn. Det er imidlertid selvsagt intet som hindrer at man anvender andre mellomlegg eller utformer stbttenes fotflater og de underliggende glideflater av fra maskinteknikken kjente glidelagermaterialer og gjennom fortløpende overvåking og smbring opprettholder den lave friksjon.

For klargjøring av oppfinnelsen skal det i det fblgende og under henvisning til tegningen beskrives et tillempningseksempel samt noen utfbringsformer av slike stbtter, som skal anvendes ifblge oppfinnelsen.

På tegningen viser fig. 1 i perspektiv og ytterst skjematisk et eksempel på oppfinnelsens tillempning, mens fig. 2 delvis i aksialsnitt og delvis i sideriss viser en fdrste utforingsform av en stotte; fig. 3 viser et horisontalsnitt gjennom stotten i fig. 2 tatt langsetter linjen III-III; fig. h viser en andre utforingsform av en stotte delvis i aksialsnitt og delvis i sideriss; fig. 5 viser en tredje utforingsform av en stotte på lignende måte, og fig. 6 viser en fjerde Utforingsform av en stotte likeledes delvis i aksialsnitt og delvis i sideriss.

I fig. 1 betegner 1 en forholdsvis liten bygning, som er båret av et antall plintlignende stbtter 2, som hensiktsmessig er innbyrdes identisk like og er således fordelt at de hver for seg bærer en i hovedsaken like stor del av den totale belastning. Selvfblgelig kan bygningen 1 være hvor stor som helst, og antall stbtter 2 kan også variere innenfor vide grenser. Istedenfor en helbygning kan naturligvis også en i en bygning inngående del, eksempelvis en beskyttelsesromdel, være båret av stbtter på den viste måte, idet denne del bor være utformet slik at den mangler belastningsoverfbr-ende forbindelser med bygningen forbvrig og har i det minste be-grenset mulighet til å bevege seg i forhold dertil. Foruten ved bygninger og bygningsdeler kan oppfinnelsen med samme fordel utnyttes for å beskytte sådanne konstruksjoner som f.eks. bærende plattformer, bruer, befestningsverk, industrielle anleggsdeler o.l. Hva som vises i fig. 1 er således bare ett av flere tenkbare til-lempningstilfelle, som er valgt utelukkende i illustrativt byemed.

Som det nærmere skal fremgå av det fblgende kan de stbtter 2 som i henhold til oppfinnelsen utnyttes for å bære det bygningsverk, som skal beskyttes, utformes på flere forskjellige måter. Felles for alle aktuelle stbtter er imidlertid at de skal være utformet av metall-plate, f.eks. jern- eller aluminiumsplate, i form av hule, plastisk deformerbare bokser, som med sine ovre ender er festet ved bygningsverkets underside og med sine nedre ender, som er utformet til utvidete fotflater, hviler med liten friksjon i sideretningen mot hver sin eller en felles glideflate 3. Dessuten bor stbttene ifblge oppfinnelsen hensiktsmessig være utformet med knekkings- eller deformasjonsanvisninger i sine mantelvegger for opp-nåelse av det innledningsvis omtalte kontrollerte deformasjonsfor-lbp, når knekking inntreffer.

Hver stotte 2 må være i stand til å forflytte seg i sideretningen over tilhørende horisontale glideflate 3 - eller den felles glideflate - i alle retninger så meget som kan ventes å bli aktuelt i samband med de markskakningseffekter, for hvilke bygningsverket skal beskyttes. Selvom det er viktig at stbttene er festet til bygningsverkets underside, så at de folger med ved dettes bevegelser i forhold til underlaget for å forme å bære bygningsverket påny på en statisk tilfredsstillende måte også etterat markskakningseffekt-ene er opphbrt, og stbttene er helt eller delvis deformert, kan det være hensiktsmessig å utforme dem slik at de er utskiftbare og kan erstattes med nye stbtter når bygningsverket er fort tilbake til normal oppstillingsplass og loftet opp ved hjelp av passende donkrefter.

Selvom det naturligvis er mulig å anvende bokslignende stbtter 2

med meget varierende tverrsnittsformer, er det i praksis mest hensiktsmessig å anvende sirkulære tverrsnittsformer for stbttene, og det har vist seg at stort sett sylindriske former for stbttene er å foretrekke av flere årsaker. Bare slike stbtter er derfor vist i fig. 2-6, men dette må ikke oppfattes som noen begrensning. Utover det som er sagt er det felles for de i fig. 2-6 viste stbtter at deres utvidete fotflate h danner en nedre endegavl på stbtten og rager flenslignende ut utenfor selve mantelveggen, hvilket imidlertid ikke er nbdvendig i det hele tatt, likesom det heller ikke er nbdvendig at fotflaten er fri for åpninger. Dessuten er det felles for de i detalj viste stbtter at fotflaten h hviler mot glideflaten 3>som kan være av metall eller annet passende materiale, under formidling av et friksjonsminskende mellomlegg 5, eksempelvis av plast, og at de bokslignende stbtter er forsynt med en ovre endegavl 6, som likeledes rager flenslignende ut et stykke utenfor mantelveggen. Som tidligere nevnt kan imidlertid den reduserte friksjon mellom fotflaten k- og glideflaten 3 tilveiebringes også på annen måte, og den ovre endegavl 6 på stbttene kan være utformet med åpninger eller erstattet utelukkende av en avstivende flens, som kan være utelukkende innadrettet eller utadrettet.

I fig. 2 er den utskytende flensdel av den ovre gavl 6 utskiftbart festet ved bygningens 1 underside ved hjelp av en boltforbindelse 7, og stottens sylindriske mantelvegg 8, som hensiktsmessig gjennom sveisning eller lodding er forbundet med såvel fotflaten h som den ovre endegavl 6, er utfort av metallplate med overalt ensartet tykkelse. I mantelveggens 8 nedre del er uttatt en rundtgående serie av hull 9)som virker som knekkings- eller deformasjonsanvisninger. Hullene 9 er, som det best fremgår av fig. 3>regelmessig fordelt omkring hele mantelveggens omkrets, og deres antall og stbrrelse er naturligvis avpasset etter det aktuelle behov, hvilket også gjelder styrken i mantelveggen 8. Utsettes en stotte ifblge fig. 2 og 3 for knekking, begynner deformasjonsarbeidet nedentil på et ganske godt kontrollerbar måte og fortsetter altetter påkjenningens stbrrelse i retning oppad, så at det oppnås en meget effektiv dempning. Også etterat stbtten er delvis deformert, formår den frem-deles å bære i hovedsaken samme statiske belastning som i udefor-mert stand.

Et i hovedsaken likeartet resultat oppnås med stbtter utformet i henhold til fig. h. I anskueliggjørende hensikt er den ovre endegavl 6 ved denne stotte utformet med oppadbbyde fliker eller brer 10, som tenkes å være innstbpt i bygningens 1 bunnbjelkelag. Stbttens mantelvegg 8 er i dette tilfelle ikke perforert men istedenfor nedentil konisk fortynnet ved 11 rundt hele sin omkrets.

1 fig. 5 forutsettes den utskytende flenskant av den ovre endegavl

6 å være fastholdt ved bygningens 1 underside ved hjelp av klemorgan 12, som i sin tur er forankret ved hjelp av ekspansjonsbolter 13. Stbttens mantelvegg 8 er i dette tilfelle nedentil svekket etappevis gjennom et par trappetrinnsartede, rundtgående materialfortynnelser ved lh resp. 15, som tjener som knekkings- eller deformasjonsanvisninger. Man kan naturligvis også gripe til flere andre material-svekkelsesforanstaltninger for å oppnå det bnskede resultat. Således kan hullene 9 i fig. 2 og 3 erstattes med slisser eller andre-perforeringer eller av innskjæringer, som går ut fra mantelveggens nedre kant, og de båndformede materialfortynnelser ifblge fig. h og 5 kan erstattes av rundtgående serier av lokale materialsvekkelser.

Den i fig. 6 viste stotte er likeledes utskiftbart forbundet med bygningens 1 underside ved at den utskytende flenskant av stbttens ovre gavlvegg 6 fastholdes ved hjelp av bortsvingbare låseorganer 16 innenfor en ved bygningens underside festet ring 17, som tjenest-gjør som stillingsfikserende styring for stbtten. Stbtten ifblge fig. 6 skiller seg fra den i fig. 2 viste hovedsakelig derved at den har to ovenfor hverandre beliggende mantelveggspartier 18 resp. 19, som innbyrdes har noe forskjellig diameter og atskilles av en ringformet mellombunn 20. Hvert mantelveggspartiet oppviser en rundtgående serie hull 21 resp. 22 som fyller samme funksjon som hullene 9 i fig. 2, og det er tydelig at stbtten ifblge fig. 6 nærmest er å betrakte som en fordoblet stotte av den type som fig.

2 viser. Dimensjoneringen-av de to mantelveggspartier 18 og 19 forutsettes å være slik at stbttens nedre del, d.v.s. mantelveggspartiet 19, deformeres forst, mens stbttens ovre del forblir i hovedsaken intakt for å deformeres senere i sin tur, hvis det skulle opptre nye markskakningseffekter. I det sistnevnte tilfelle blir naturligvis dempningseffekten ikke like stor som ved den nedre stottedels deformasjon, men dette er heller ikke alltid nbdvendig.

I visse tilfelle har det vist seg hensiktsmessig å fylle de hule platestbtter med et i og for seg deformerbart og ved deformasjonen energiopptagende materiale, eksempelvis stiv poreplast, så som poro-sert polystyren eller annet materiale med likeartet karakter. Herved kan, særskilt hvis fyllingen innstbpes i stbtten, så at den effektivt hefter til platemantelens innside, oppnås en oppstbt-ting av platemantelen, som muliggjbr anvendelsen av tynnere plate-materiale i denne enn ellers, og dessuten kan fyllingen eventuelt tjene som innvendig korrosjonsbeskyttelse. Det er også mulig å anvende på denne måte fylte såvel som ufylte stbtter uten de i eksemplet omtalte materialsvekkelser i mantelveggen.

Claims (9)

1. Fundamentanordning ved husbygninger, bygningsdeler og andre konstruksjoner for å beskytte disse mot destruksjon som folge av heftige bevegelser i et bygningen etc. bærende underlag, særskilt trykkbblge-bevegelser med såvel vertikale som horisontale komponenter i marken forårsaket av nukleare sprengninger, plutselige rystelser i jordskorpen eller vulkanske utbrudd, hvilken anordning omfatter et antall stbtteelementer, på hvilke bygningen etc. hviler og som hver med en ovre ende er fortrinnsvis utskiftbart festet ved bygningens etc. underside, karakterisert ved at stbtteelementene (2) er utformet som hule bokser av metallplate, hvilke er plastisk deformerbare under forutbestembar overbelastning i vertikalretningen og hvilke med en utvidet nedre fotflate ( h) på i og for seg kjent måte hviler med liten friksjon i sideretningen mot en glideflate (3) •

2. Fundamentanordning ifblge krav 1, karakterisert ved at de bokslignende stbtteelementer (2) er utformet med som knekkings- eller deformasjonsanvisninger tjenende lokale materialsvekkelser (9; 11; l^; 15; 21, 22) i sine mantelvegger.

3. Fundamentanordning ifblge krav 2, karakterisert ved at materialsvekkelsene (9; 11; l1)-:,!?; 21, 22) er konsen-trert til den nedre del av mantelveggen (8) eller til den nedre del av hvert mantelveggsparti (18, 19) i den grad det forekommer flere slike o k.

Fundamentanordning ifblge krav 2 eller 3, karakter- -i sert ved at materialsvekkelsene (9; 21, 22) dannes av en rundtgående serie av hull, perforeringer eller innskjæringer i mantelveggen (8) resp. hvert mantelveggsparti (18, 19).

5. Fundamentanordning ifblge krav 2 eller 3, karakterisert ved at materialsvekkelsene (11; 1^, 15) dannes av en eller flere rundtgående båndformede mantelveggsfortynnelser.

6. Fundamentanordning ifolge et av de foregående k r a v, karakterisert ved at de bokslignende stbtteelementer (2) har sirkulært tverrsnitt og fortrinnsvis er i det minste stort sett sylindriske.

7. Fundamentanordning ifblge et av de foregående krav, karakterisert ved at hvert bokslignende stbtteelement (2) med sin utvidete nedre fotflate ( h) hviler mot den tilhbrende glideflate (3) under formidling av et friksjonsreduserende mellomlegg (5) •

8. Fundamentanordning ifblge et av de foregående krav, karakterisert ved at.de bokslignende stbtteelementer (2) i sine ovre ender er forsynt med en utskytende flens, som fortrinnsvis danner en forlengelse av en hel eller perforert ovre endegavl (6) og som ved hjelp av bolter, klemmer eller lignende festeorganer (7; 10; 12; 16) er stillingsfikserende fastholdt ved bygningens (1) underside.

9. Fundamentanordning ifblge et av de foregående krav, karakterisert ved at de bokslignende stbtteelementer (2) er fylt med et platemantelen oppstbttende, deformerbart og energiopptagende materiale, eksempelvis stiv poreplast e.l.