RU131036U1

RU131036U1 - SEISMIC RESISTANCE

Info

Publication number: RU131036U1
Application number: RU2013111596/03U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Нажмудинович Аюбов; Максим Васильевич Омельченко; Олег Савельевич Кочетов; Андрей Юрьевич Тараканов; Никита Юрьевич Скубак; Илья Александрович Поляков
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-08-10

Abstract

1. Сейсмостойкое сооружение, содержащее виброизолированный фундамент, горизонтальные и вертикальные несущие конструкции с системой виброизоляции, внутренние перегородки, кровлю здания, а также дверные и оконные проемы с усилением, отличающееся тем, что в качестве вертикальных несущих конструкций сооружение содержит сейсмостойкие кирпичные стеновые панели, содержащие кирпичную кладку из кирпичей с отверстиями посредине ширины и на одной четверти длины от торцов кирпича, уложенных на растворе с совмещением отверстий в каналы, и арматурные стержни, пропущенные через каналы с жестким закреплением их на торцах посредством плоских упоров по толщине, равных толщине растворного шва, а в каналах у торцов панели размещены слои вибродемпфирующего материала П-образного типа, воспринимающие пространственную вибрацию, арматурные стержни выполнены демпфирующими, а каждый из них представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, при этом плотность вибродемпфирующего слоя меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента.2. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что упругое основание пола выполнено из жесткого пористого вибропоглощающего материала, например эластомера, или полиуретана со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30÷45%.3. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что упругое основание пола выполнено из иглопробивных матов типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликат�1. An earthquake-resistant structure containing a vibration-insulated foundation, horizontal and vertical load-bearing structures with a vibration isolation system, internal partitions, the roof of the building, as well as door and window openings with reinforcement, characterized in that the structure contains earthquake-resistant brick wall panels containing vertical load-bearing structures brickwork of bricks with holes in the middle of the width and one quarter of the length from the ends of the brick, laid on the mortar with a combination of holes in the channels, and fittings solid rods passed through channels with their rigid fastening at the ends by means of flat stoppers with a thickness equal to the thickness of the mortar seam, and in the channels at the ends of the panel there are layers of U-shaped vibration damping material perceiving spatial vibration, reinforcing bars are made damping, and each of of them is a cylindrical damping element, to the ends of which flat rigid stops are rigidly attached, and the internal cavity is filled with a layer of vibration-damping material, for example sand, wherein the density of the vibration damping layer is less than the density of the outer cylindrical shell of the damping element. 2. An earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of a rigid porous vibration-absorbing material, for example, an elastomer, or polyurethane with a degree of porosity in the range of optimal values of 30 ÷ 45% .3. An earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of needle-punched mats of the type “Vibrosil” based on silica or aluminoborosilicate

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к реконструкции, восстановлению или возведению сейсмостойких зданий и сооружений.The utility model relates to the field of construction, namely to reconstruction, restoration or construction of earthquake-resistant buildings and structures.

Технический результат заключается в обеспечении возможности усиления существующих зданий и сооружений, или возведении усиленных зданий и сооружений с повышенной устойчивостью к воздействиям ветровых нагрузок и землетрясениям за счет размещения в них многослойных виброизолирующих опор, воспринимающих вертикальные нагрузки во время использования и активно воспринимающих горизонтальные нагрузки во время сейсмической активности без необратимых и критических разрушений или с минимальными деформациями, что повышает сейсмическую надежность и безопасность здания или сооружения.The technical result consists in providing the possibility of reinforcing existing buildings and structures, or erecting reinforced buildings and structures with increased resistance to wind loads and earthquakes due to the placement of multilayer vibration-isolating supports that perceive vertical loads during use and actively perceive horizontal loads during seismic activity without irreversible and critical damage or with minimal deformations, which increases the seismic life and safety of a building or structure.

Из уровня техники известно сооружение, способ возведения которого предусматривает монтаж виброизоляторов, а именно включает размещение виброизоляторов и опорных плит в сквозных нишах между основанием и временно опирающимся на него посредством упоров верхним строением, сжатие виброизоляторов посредством домкратов до достижения усилия, превышающего массу верхнего строения и вызывающего его подъем на необходимую величину, установку опорных блоков и последующее удаление упоров и домкратов, причем виброизоляторы устанавливают на нижних поверхностях ниш, выполняемых в основании. Опорные плиты укладывают на виброизоляторы, а на опорные плиты устанавливают домкраты, взаимодействующие с нижним торцом верхнего строения, между которым и опорными плитами и устанавливают опорные блоки после подъема верхнего строения (см. RU 2149245 C1, E04H 9/02, E02D 27/34, опуб. 20.05.2000)The prior art construction, the construction method of which involves the installation of vibration isolators, namely includes the placement of vibration isolators and base plates in the through niches between the base and the upper structure temporarily resting on it by means of stops, compression of the vibration isolators by means of jacks until a force exceeding the mass of the upper structure and causing its rise to the required size, the installation of support blocks and the subsequent removal of stops and jacks, and vibration isolators are installed on the lower x surfaces of niches made in the base. The base plates are laid on vibration isolators, and jacks are installed on the base plates, interacting with the lower end of the upper structure, between which and the base plates, and support blocks are installed after lifting the upper structure (see EN 2149245 C1, E04H 9/02, E02D 27/34, publ. 05.20.2000)

Наиболее близким техническим решением является сейсмостойкое сооружение, содержащее горизонтальные и вертикальные несущие конструкции, причем в, по меньшей мере, одной несущей вертикальной конструкции, выполнен, по крайней мере, один проем, а предпочтительно несколько проемов, в каждом из которых размещена демпферная многослойная виброизолирующая опора, состоящая из верхней и нижней опорных пластин и размещенных между ними чередующихся между собой металлических и эластомерных слоев, причем упомянутые пластины жестко связаны с вертикальной конструкцией посредством соединительных элементов или усиливающих поясов, расположенных в проемах (см. RU 123433 U1, E04G 23/00 - прототип).The closest technical solution is an earthquake-resistant structure containing horizontal and vertical load-bearing structures, and in at least one load-bearing vertical structure, at least one aperture is made, and preferably several apertures, in each of which a damper multilayer vibration-isolating support is placed consisting of upper and lower support plates and alternating between metal and elastomeric layers placed between them, said plates being rigidly connected to vertical steel structure by means of connecting elements or reinforcing belts located in the openings (see RU 123433 U1, E04G 23/00 - prototype).

Недостатком указанных известных технических решений являются: техническая сложность устройства виброизоляторов при высоких уровнях нагружения на вертикальные конструкции (высокие здания) для реконструируемых, восстанавливаемых объектов, а также вновь возводимых опасных, технически сложных и уникальных зданий и сооружений, когда использование предложенных способов недостаточно квалифицированными специалистами может привести к повреждению конструкций, а иногда и к прогрессирующему обрушению целого здания (сооружения) или его части. Кроме того, известные способы установки виброизоляторов отличаются высокой трудоемкостью и сложностью, что делает их экономически неэффективными при использовании для реконструкции и восстановления (сейсмоусиления) существующих зданий и сооружений массовой застройки.The disadvantage of these known technical solutions are: the technical complexity of the device of vibration isolators at high levels of loading on vertical structures (tall buildings) for reconstructed, restored objects, as well as newly constructed dangerous, technically complex and unique buildings and structures, when the use of the proposed methods is insufficiently qualified specialists lead to damage to structures, and sometimes to progressive collapse of the whole building (structure) or part thereof . In addition, the known methods for installing vibration isolators are highly labor intensive and complex, which makes them economically inefficient when used for reconstruction and restoration (seismic amplification) of existing buildings and structures of mass development.

Задачей, на решение которой направлено техническое решение является усиление конструкций зданий или сооружений, снижение их уязвимости при воздействии ветровых нагрузок и землетрясений, повышение их сейсмической безопасности, долговечности и остаточного ресурса.The task to which the technical solution is directed is to strengthen the structures of buildings or structures, reduce their vulnerability when exposed to wind loads and earthquakes, increase their seismic safety, durability and residual life.

Это достигается тем, что в сейсмостойком сооружении, содержащим виброизолированный фундамент, горизонтальные и вертикальные несущие конструкции с системой виброизоляции, внутренние перегородки, кровлю здания, а также дверные и оконные проемы с усилением, базовые несущие плиты перекрытия снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки, при этом пол в помещениях выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером.This is achieved by the fact that in an earthquake-resistant structure containing a vibration-insulated foundation, horizontal and vertical load-bearing structures with a vibration isolation system, internal partitions, the roof of the building, as well as door and window openings with reinforcement, basic load-bearing floor slabs are provided at the points of their attachment to the load-bearing walls of the building spatial vibration isolation system, consisting of horizontally located vibration isolators, perceiving vertical static and dynamic loads, as well as vertically located vibration insulators that accept horizontal static and dynamic loads, while the floor in the rooms is made on an elastic base and contains a mounting plate made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate of the floor with cavities through layers of vibration damping material and waterproofing material with a gap with respect to load-bearing walls of the production room, and the cavity of the base plate is filled with vibration damping material, for example foamed polymer.

На фиг.1 изображен общий вид сейсмостойкой конструкции здания, на фиг.2 - разрез междуэтажного перекрытия здания, на фиг.3 - схема виброизоляции цокольного этажа в основании здания, на фиг.4 - схема виброизоляции железобетонной плиты в основании здания, на фиг.5 - общий вид виброизолятора, фиг.6 - разрез А-А виброизолятора, на фиг.7 изображен кирпич (несущий элемент) в аксонометрии с двумя отверстиями; на фиг.8 - сейсмостойкая кирпичная стеновая панель, вид в плане, на фиг.9 - схема демпфирующего стержня кирпичной стеновой панели.In Fig.1 shows a General view of the earthquake-resistant construction of the building, Fig.2 is a section of the floor of the building, Fig.3 is a diagram of the vibration isolation of the basement at the base of the building, Fig.4 is a diagram of the vibration insulation of the reinforced concrete slab at the base of the building, Fig. 5 is a general view of the vibration isolator; FIG. 6 is a section AA of the vibration isolator; FIG. 7 shows a brick (bearing element) in a perspective view with two holes; Fig.8 is an earthquake-resistant brick wall panel, a plan view, Fig.9 is a diagram of a damping rod of a brick wall panel.

Сейсмостойкое сооружение (фиг.1) содержит виброизолированный фундамент 1, горизонтальные 3 и вертикальные 2 несущие конструкции с системой виброизоляции, внутренние перегородки 4, кровлю здания 5, дверные 6 и оконные проемы с усилением, а также облицовочную сейсмостойкую кирпичную панель 7, расположенную между колоннами.An earthquake-resistant structure (Fig. 1) contains a vibration-insulated foundation 1, horizontal 3 and vertical 2 load-bearing structures with a vibration isolation system, internal partitions 4, the roof of the building 5, door 6 and window openings with reinforcement, as well as an earthquake-resistant facing brick panel 7 located between the columns .

Конструкция пола выполнена на упругом основании (фиг.2) и содержит установочную плиту 8, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 9 межэтажного перекрытия с полостями 10 через слои вибродемпфирующего материала 11 и гидроизоляционного материала 12 с зазором 13 относительно несущих стен 2 здания. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 8 по всем направлениям слои вибродемпфирующего материала 11 и гидроизоляционного материала 12 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен 2 и базовой несущей плите 9 перекрытия.The floor structure is made on an elastic base (figure 2) and contains a mounting plate 8 made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate 9 of the floor with cavities 10 through layers of vibration damping material 11 and waterproofing material 12 with a gap 13 relative to the bearing walls 2 buildings. In order to ensure effective vibration isolation of the mounting plate 8 in all directions, the layers of the vibration damping material 11 and the waterproofing material 12 are made with a flange that is tightly adjacent to the supporting structures of the walls 2 and the base supporting plate 9 of the floor.

Для повышения эффективности виброизоляции и сейсмостойкости здания базовые несущие плиты 9 перекрытия (на фиг.2 показана плита 9 перекрытия только для одного этажа здания и с одной стороны несущих стен 2) снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов 14 и 15, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов 16, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки. Схема виброизоляторов, выполненных из эластомера представлена на фиг.5-6. Каждый из виброизоляторов 14, 15, 16 состоит из жестко связанных между собой резиновых плит: верхней 32 и нижней 33 (фиг.5 и 6), в которых выполнены сквозные отверстия 34, расположенные по поверхности виброизолятора в шахматном порядке. По форме виброизоляторы выполнены квадратными или прямоугольными, а также их боковые грани могут быть выполнены в виде криволинейных поверхностей n-ого порядка, обеспечивающие равночастотность системы виброизоляции в целом. Отверстия 34 имеют в сечении форму, обеспечивающую равночастотность виброизолятора.To improve the vibration isolation and earthquake resistance of the building, the base bearing slabs 9 of the floor (Fig. 2 shows the slab 9 of the floor for only one floor of the building and on one side of the bearing walls 2) are equipped at the points of their attachment to the bearing walls of the building with a spatial vibration isolation system consisting of horizontally located vibration isolators 14 and 15, perceiving vertical static and dynamic loads, as well as vertically located vibration isolators 16, perceiving horizontal static and dynamically load. A diagram of vibration isolators made of elastomer is shown in FIGS. 5-6. Each of the vibration isolators 14, 15, 16 consists of rubber plates rigidly interconnected: the upper 32 and the lower 33 (FIGS. 5 and 6), in which through holes 34 are made, located on the surface of the vibration isolator in a checkerboard pattern. The shape of the vibration isolators is made square or rectangular, and their side faces can be made in the form of curved surfaces of the nth order, ensuring the uniform frequency of the vibration isolation system as a whole. The holes 34 have a cross-sectional shape that provides equal frequency vibration isolation.

Система виброизоляции фундамента 17 с цокольным этажом 18 (фиг.3) осуществляется путем установки поднимаемой части здания на виброизоляторы (фиг.5-6) с одновременной отрезкой его швами типа антисейсмических (на чертеже не показано) от соседних зданий и окружающего грунта. Для защиты от вибраций вертикального направления виброизоляторы устанавливаются в ниши стен цокольного этажа 18 на участки ленточного фундамента 19. Каждый комплект системы виброизоляции состоит из металлической плиты, 4-х виброизолятоов (фиг.5 и 6), 2-х листов наждачной бумаги для исключения возможности скольжения элементов фундамента и 2-х опорных железобетонных блоков (на чертеже не показано).The system of vibration isolation of the foundation 17 with the basement 18 (Fig. 3) is carried out by installing the elevated part of the building on the vibration isolators (Figs. 5-6) while cutting it with anti-seismic seams (not shown) from neighboring buildings and surrounding soil. To protect against vertical vibrations, vibration isolators are installed in the niches of the walls of basement floor 18 on sections of the strip foundation 19. Each set of vibration isolation systems consists of a metal plate, 4 vibration isolators (Figs. 5 and 6), 2 sheets of sandpaper to eliminate the possibility sliding basement elements and 2 supporting reinforced concrete blocks (not shown in the drawing).

Для защиты здания от вибраций горизонтального направления, распространяющихся по грунту, устраивается система виброизоляции по вертикальным граням наружных стен 20 цокольного этажа 18 на уровне фундамента 17 и перекрытий 9 (фиг.2). С этой целью вокруг всего здания устраивается подпорная стенка, контрфорсы 21 которой соединяются с торцами несущих стен через виброизоляторы (фиг.5 и 6), которые устанавливаются в нишах 22 контрфорсов 21. Конструкция виброизолированного здания имеет повышенную жесткость.To protect the building from horizontal vibrations propagating through the ground, a vibration isolation system is arranged along the vertical faces of the outer walls 20 of the basement floor 18 at the level of the foundation 17 and floors 9 (Fig. 2). To this end, a retaining wall is arranged around the entire building, the buttresses 21 of which are connected to the ends of the bearing walls through vibration isolators (FIGS. 5 and 6), which are installed in the niches 22 of the buttresses 21. The design of the vibration-insulated building has increased rigidity.

Цокольный этаж здания выполнен в виде пространственной рамной конструкции из монолитного железобетона с включенными в раму перекрытием и перегородками (на чертеже не показано). Такая конструкция обеспечивает повышенную жесткость здания, компенсирующую ее снижение из-за опирания на виброизоляторы. С этой же целью усилены перемычки над дверными и иными проемами (на чертеже не показано) так, чтобы жесткость перегородок не изменилась, а фундамент 17 выполнен в виде ленточной перекрестной конструкции высотой порядка 50 см, выступающей над фундаментной плитой-стяжкой.The basement of the building is made in the form of a spatial frame structure made of monolithic reinforced concrete with overlapping and partitions included in the frame (not shown in the drawing). This design provides increased rigidity of the building, compensating for its decrease due to bearing on vibration isolators. For the same purpose, jumpers are reinforced above door and other openings (not shown in the drawing) so that the stiffness of the partitions does not change, and the foundation 17 is made in the form of a tape cross structure with a height of about 50 cm, protruding above the foundation slab.

На фиг.4 представлена схема виброизоляции железобетонной плиты, состоящей из связанных между собой железобетонных балок 23 в основании здания, которая является вариантом виброзащиты без домкратов и включает в себя, по крайней мере, четыре резиновых виброизолятора 24 (фиг.5 и 6), устанавливаемых между металлической плитой 25 и железобетонной балкой 23, расположенной в основании 26 здания, выполненного заодно целое с, по крайней мере, восемью ленточными фундаментными блоками 27 и 28, являющимися своеобразными "ловушками", а каждая из металлических плит 25 установлена на, по крайней мере, трех железобетонных столбах-упорах 29. Между каждыми ленточными фундаментными блоками 27 и 28 и каждой из железобетонных балок 23 устанавливаются песчаные подушки 30, а под резиновыми виброизоляторами 24 закреплены тензорезисторные датчики 31, контролирующие осадку виброизоляторов 24. Песчаные подушки 30 установлены в металлических разъемных обоймах.Figure 4 presents a diagram of the vibration isolation of a reinforced concrete slab consisting of interconnected reinforced concrete beams 23 at the base of the building, which is an option of vibration protection without jacks and includes at least four rubber vibration isolators 24 (Figs. 5 and 6) installed between the metal plate 25 and the reinforced concrete beam 23 located at the base 26 of the building, made integrally with at least eight strip foundation blocks 27 and 28, which are kind of “traps”, and each of the metal um 25 is installed on at least three reinforced concrete pillars-supports 29. Between each strip foundation blocks 27 and 28 and each of the reinforced concrete beams 23 sand cushions 30 are installed, and strain gauge sensors 31 are mounted under the rubber vibration isolators 24, which monitor the settlement of the vibration isolators 24. Sand cushions 30 are mounted in detachable metal clips.

Каждый из виброизоляторов 24 (фиг.5 и 6) состоит из жестко связанных между собой резиновых плит: верхней 32 и нижней 33, в которых выполнены сквозные отверстия 34, расположенные по поверхности виброизолятора в шахматном порядке. По форме виброизоляторы 24 выполнены квадратными или прямоугольными, а также их боковые грани могут быть выполнены в виде криволинейных поверхностей n-ого порядка, обеспечивающие равночастотность системы виброизоляции в целом. Отверстия 34 имеют в сечении форму, обеспечивающую равночастотность виброизолятора 24.Each of the vibration isolators 24 (FIGS. 5 and 6) consists of rubber plates rigidly interconnected: upper 32 and lower 33, in which through holes 34 are made, located on the surface of the vibration isolator in a checkerboard pattern. The shape of the vibration isolators 24 is made square or rectangular, and their side faces can be made in the form of curved surfaces of the n-th order, ensuring the uniform frequency of the vibration isolation system as a whole. The holes 34 have a cross-sectional shape that provides equal frequency vibration isolator 24.

Сейсмостойкая кирпичная стеновая панель 7 (фиг.8) выполнена из кирпичей 35 (фиг.7) с двумя отверстиями 36 по середине ширины и на одной четверти длины от торцов кирпича. В совмещенные отверстия 36 кирпичей 35 помещены демпфирующие (арматурные) стержни 37 (фиг.9), на торцах которых жестко закреплены плоские упоры 39 по толщине, равные толщине растворного шва 38.The earthquake-resistant brick wall panel 7 (Fig. 8) is made of bricks 35 (Fig. 7) with two holes 36 in the middle of the width and one quarter of the length from the ends of the brick. In the combined holes 36 of the bricks 35, damping (reinforcing) rods 37 are placed (Fig. 9), at the ends of which are fixed flat stops 39 in thickness equal to the thickness of the mortar joint 38.

Каждый из демпфирующих (арматурных) стержней 37 представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены (например, посредством сварки) плоские жесткие упоры 39, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, причем плотность вибродемпфирующего слоя должна быть меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента. В случае, если плотности вибродемпфирующего слоя и внешней цилиндрической обечайки будут равны, то демпфирующий элемента 37 потеряет свойства гасить вибрации, что не допустимо.Each of the damping (reinforcing) rods 37 is a cylindrical damping element, the ends of which are rigidly attached (for example, by welding) to flat rigid stops 39, and the inner cavity is filled with a layer of vibration-damping material, such as sand, and the density of the vibration-damping layer must be less than the density of the external cylindrical shell of the damping element. If the density of the vibration damping layer and the outer cylindrical shell are equal, then the damping element 37 will lose its ability to dampen vibration, which is not permissible.

Для повышения эффективности гашения ударных нагрузок и вибрации в каналах, предназначенных для размещения слоя строительного раствора 38, у торцов панели (и сбоку) размещают слои 41 вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненные П-образного типа, и воспринимающие пространственную вибрацию, и выполненные, например, из измельченных покрышек пневматиков (изношенных автопокрышек) на связке (резиновый клей, жидкое стекло, полимерное связующее). После достижения запроектированной высоты панели для усадки слоев вибродемпфирующего материала 41 по времени, делают выдержку и приваривают последние жесткие упоры 39. Оставшийся промежуток (щель) заделывают обычным способом.To increase the efficiency of damping shock loads and vibration in the channels designed to accommodate the mortar layer 38, layers 41 of vibration-damping material, structurally made of a U-shaped type and perceiving spatial vibration, and made, for example, of crushed pneumatics tires (worn tires) on a bunch (rubber glue, water glass, polymer binder). After reaching the projected height of the panel for shrinkage of the layers of vibration damping material 41 in time, exposure is made and the last hard stops 39 are welded. The remaining gap (gap) is closed in the usual way.

Сейсмостойкое сооружение работает следующим образом.Earthquake-resistant construction works as follows.

В процессе возведения сейсмостойкого здания опалубка железобетонной монолитной стены опирается на песчаные подушки 30, заключенные в разборную металлическую обойму. После отвердения бетона и снятия опалубки между выступами "ловушками" 27 и 28 устанавливается виброизолятор 24 в сборе. После того как бетон в балке 23 наберет достаточную прочность, металлическая обойма размыкается и песок из "подушки" извлекается, а балка 23 опирается на виброизолятор 24. В дальнейшем, по мере воздвижения здания, виброизолятор 24 сжимается. Демонтаж и замена виброизолятора 24 производятся с помощью домкратов (на чертеже не показано).In the process of erecting an earthquake-resistant building, the formwork of a reinforced concrete monolithic wall is supported by sand cushions 30 enclosed in a collapsible metal cage. After hardening the concrete and removing the formwork between the protrusions of the "traps" 27 and 28, a vibration isolator 24 is assembled. After the concrete in the beam 23 has gained sufficient strength, the metal cage is opened and the sand is removed from the "cushion", and the beam 23 is supported by the vibration isolator 24. Subsequently, as the building rises, the vibration isolator 24 is compressed. The dismantling and replacement of the vibration isolator 24 is carried out using jacks (not shown in the drawing).

При монтаже системы виброзащиты здания указанным способом необходимо соблюдать следующие положения:When installing the building vibration protection system in this way, the following provisions must be observed:

- виброизоляторы 24 должны быть смонтированы уже в начальной стадии строительства, в связи с чем они должны быть заранее изготовлены и испытаны;- vibration isolators 24 must be mounted already in the initial stage of construction, in connection with which they must be prefabricated and tested;

- должна быть обеспечена сохранность виброизоляторов 23 и тензорезисторных датчиков 31 от воздействия неблагоприятных природных факторов в период строительства;- the vibration isolators 23 and the strain gauge sensors 31 should be protected from the effects of adverse natural factors during the construction period;

- высота песчаной подушки 39 назначается по расчету, исходя из осадки виброизоляторов 24 под нагрузкой и с течением времени.- the height of the sand cushion 39 is assigned by calculation, based on the precipitation of the vibration isolators 24 under load and over time.

- для регулировки зазора между железобетонной балкой 23 и "ловушкой" на последней устанавливаются, по крайней мере, две съемные металлические плиты толщиной по 1 см.- to adjust the gap between the reinforced concrete beam 23 and the "trap", at least two removable metal plates 1 cm thick are installed on the latter.

Швы, отделяющие подпорную стенку от здания и здание от соседних зданий, устроены по типу антисейсмических швов (на чертеже не показано) и тщательно расчищены от строительного мусора. Предусмотрена система их защиты (на чертеже не показано) от засорения во время эксплуатации здания для исключения путей проникновения вибраций в здание.The seams separating the retaining wall from the building and the building from neighboring buildings are arranged as anti-seismic seams (not shown in the drawing) and thoroughly cleaned from construction waste. A system for their protection is provided (not shown in the drawing) from clogging during the operation of the building to exclude the penetration of vibrations into the building.

Все магистрали, трубопроводы и т.п. коммуникации, проходящие через фундамент в здание или установленное на нем оборудование, устроены с компенсаторами либо отрезаны от фундамента скользящими швами (на чертеже не показано). Места установки вентиляционного, электрического и т.п. оборудования в цокольном этаже выбраны из условия доступа к виброизоляторам (на чертеже не показано), их монтажа и демонтажа.All highways, pipelines, etc. communications passing through the foundation to the building or equipment installed on it are arranged with compensators or cut off from the foundation by sliding seams (not shown in the drawing). Installation locations for ventilation, electrical, etc. equipment in the basement selected from the conditions of access to vibration isolators (not shown in the drawing), their installation and dismantling.

Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей увеличивается поверхность звукопоглощения, и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.The interaction of sound waves with active cavities filled with a non-combustible sound absorber leads to sound attenuation in the high-frequency range, and due to the presence of cavities, the sound absorption surface increases, and, as a result, the sound absorption coefficient increases.

При установке виброактивного оборудования на плиту 8, происходит двухкаскадная виброзащита, за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 8, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 11, в качестве которого могут быть использованы: иглопробивные маты типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, материал из твердых вибродемпфирующих материалов, например, пластиката, из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.When installing vibroactive equipment on plate 8, two-stage vibration protection occurs, due to vibration damping inclusions in the very mass of plate 8, and also due to the layer of vibration damping material 11, which can be used as: Vibrosil needle-punched mats based on silica or aluminosilicate fiber , material from solid vibration-damping materials, for example, plastic, from soundproof plates based on glass staple fibers of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

Сейсмостойкая кирпичная стеновая панель 7 монтируется и осуществляет виброизоляцию следующим образом. На фундамент (на чертеже не показано) между колоннами наносят слой строительного раствора 38. На строительный раствор устанавливают в виде полос плоские жесткие упоры 39 с приваренными к ним вертикально демпфирующими стержнями 37 длиной 1000 мм и диаметром, например, 16 мм, если диаметр отверстия 36 кирпича равен 20 мм, например на кирпиче размером 70×120×250 мм. Через каждые 8÷10 рядов уложенных на растворе кирпичей 35 привариваются жесткие упоры 39, а демпфирующие стержни удлиняются с применением сварки. В целях экономии арматуры в каналах средней зоны может заливаться раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных шин (изношенных) для образования более жестких зон.Earthquake-resistant brick wall panel 7 is mounted and carries out vibration isolation as follows. A mortar layer 38 is applied between the columns on the foundation (not shown in the drawing). Flat rigid stops 39 are mounted in the form of strips in the form of strips with vertically welded damping rods 37 that are 1000 mm long and 16 mm in diameter, for example, if the hole diameter is 36 brick is 20 mm, for example on a brick with a size of 70 × 120 × 250 mm. Every 8 ÷ 10 rows of bricks laid on the mortar 35, hard stops 39 are welded, and damping rods are lengthened using welding. In order to save reinforcement in the channels of the middle zone, a solution with vibration damping crumb from crushed tire covers (worn out) can be poured to form more rigid zones.

Каждый демпфирующий стержень кирпичной стеновой панели (фиг.9) представляет собой коаксиально расположенные цилиндрические обечайки 37 и 43, между которыми коаксиально расположены трубчатые демпфирующие элементы 42 из вибродемпфирующего материала, к концам которых жестко присоединены плоские жесткие упоры 39, а внутренняя центральная полость 40 заполнена песком, при этом плотность слоев вибродемпфирующего материала меньше плотности коаксиально расположенных цилиндрических обечаек.Each damping rod of the brick wall panel (Fig. 9) is a coaxially arranged cylindrical shell 37 and 43, between which are coaxially located tubular damping elements 42 of vibration damping material, the ends of which are rigidly attached flat rigid stops 39, and the inner Central cavity 40 is filled with sand while the density of the layers of vibration damping material is less than the density of coaxially arranged cylindrical shells.

Сейсмостойкая кирпичная стеновая панель в динамике обладает следующими особенностями.The earthquake-resistant brick wall panel in dynamics has the following features.

Более короткие демпфирующие стержни 37 арматуры не являются волноводами механических колебаний, так как распространению колебаний препятствуют во-первых узлы сварки с жесткими упорами 39, а во-вторых слои 40 вибродемпфирующего материала, расположенные в самих демпфирующих стержнях 37. При подходе волн механических колебаний к панели извне их встречает вибродемпфирующий материал, в слоях 41, размещенных в каналах у торцов панели и гасит, препятствуя их проникновению к средней зоне. Между слоем строительного раствора 38 и поверхностями жестких упоров 39, а также кирпичами 35 происходит бесконечно убывающее отражение волн механических колебаний.Shorter damping rods 37 of the reinforcement are not waveguides of mechanical vibrations, since the propagation of oscillations is hindered firstly by the welding units with hard stops 39, and secondly, the layers 40 of vibration damping material located in the damping rods 37 themselves. When the waves of mechanical vibrations approach the panel vibro-damping material meets them from the outside, in layers 41, placed in the channels at the ends of the panel and extinguishes, preventing them from penetrating to the middle zone. Between the layer of mortar 38 and the surfaces of the hard stops 39, as well as bricks 35, an infinitely decreasing reflection of the waves of mechanical vibrations occurs.

По сравнению с конструкцией прототипа предлагаемая сейсмостойкая панель обладает следующими преимуществами: расширен диапазон гашения колебаний механических воздействий за счет комплексных конструктивных особенностей: более коротких арматурных стержней 37 и наличия в их полостях вибродемпфирующего материала, а также слоев 41 вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненных П-образного типа и экономно размещенных по периметру панели.Compared with the prototype design, the proposed earthquake-resistant panel has the following advantages: the range of damping the fluctuations of mechanical effects due to complex design features is expanded: shorter reinforcing bars 37 and the presence of vibration-damping material in their cavities, as well as layers 41 of vibration-damping material, structurally made of a U-shaped type and sparingly placed around the perimeter of the panel.

Кроме того, возможна стыковка панелей сваркой выпусков плоских жестких упоров 39.In addition, it is possible to dock panels by welding outlets of flat rigid stops 39.

Монтаж балок для полов осуществляется сваркой П-образных накладок на кирпич (на чертеже не показано), одновременно выполняющих функцию упоров 39, жестко соединенных с арматурным стержнем 37. Стыковка панелей осуществляется сваркой выпусков плоских жестких упоров 39 (на чертеже не показано).Installation of floor beams is carried out by welding of U-shaped overlays on a brick (not shown in the drawing), which simultaneously perform the function of stops 39, rigidly connected to the reinforcing bar 37. The panels are joined by welding the outlets of flat rigid stops 39 (not shown).

Монтаж балок для полов, крепление трубопроводов, кабелей производится сваркой их креплений к П-образным поперечным накладкам на кирпич, одновременно выполняющим функцию жестких упоров 39, жестко соединенных с арматурным стержнем 37.Installation of floor beams, fastening of pipelines, cables is carried out by welding their fastenings to U-shaped transverse overlays on a brick, which at the same time perform the function of rigid stops 39, rigidly connected to the reinforcing bar 37.

Сейсмостойкая панель может быть применена при строительстве кузовов транспортных средств путем использования кирпичей из легких и прочных материалов, дерева с пропиткой, пластмасс, синтетических смесей, микропористых материалов.An earthquake-resistant panel can be used in the construction of vehicle bodies by using bricks made of light and durable materials, impregnated wood, plastics, synthetic mixtures, microporous materials.

Claims

1. An earthquake-resistant structure containing a vibration-insulated foundation, horizontal and vertical load-bearing structures with a vibration isolation system, internal partitions, the roof of the building, as well as door and window openings with reinforcement, characterized in that the structure contains earthquake-resistant brick wall panels containing vertical load-bearing structures brickwork of bricks with holes in the middle of the width and one quarter of the length from the ends of the brick, laid on the mortar with a combination of holes in the channels, and fittings solid rods passed through channels with their rigid fastening at the ends by means of flat stoppers with a thickness equal to the thickness of the mortar seam, and in the channels at the ends of the panel there are layers of U-shaped vibration damping material perceiving spatial vibration, reinforcing bars are made damping, and each of of them is a cylindrical damping element, to the ends of which flat rigid stops are rigidly attached, and the internal cavity is filled with a layer of vibration-damping material, for example sand, wherein the density of the vibration damping layer is less than the density of the outer cylindrical shell of the damping element.

2. An earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of a rigid porous vibration-absorbing material, for example elastomer, or polyurethane with a degree of porosity in the range of optimal values of 30 ÷ 45%.

3. The earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of needle-punched mats of the type "Vibrosil" based on silica or aluminoborosilicate fiber.

4. An earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of solid vibration-damping materials, for example plastic compound.

5. An earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of soundproofing boards based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

6. The earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the vibration isolation system of the basement with the basement is made with simultaneous cutting of its seams of the type antiseismic from neighboring buildings and the surrounding soil.

7. The earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that to protect against vertical vibrations, vibration isolators are installed in the niches of the walls of the basement on the sections of the strip foundation, and each set of vibration isolation systems consists of a metal plate, four vibration isolators, two sheets of sandpaper to exclude the possibility of sliding the foundation elements and two supporting reinforced concrete blocks.

8. The earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that to protect the building from horizontal vibrations propagating through the ground, a vibration isolation system is arranged along the vertical faces of the outer walls of the basement floor at the level of the foundation and the floor, and a retaining wall is arranged around the entire building, the buttresses of which are connected to the ends of the bearing walls through vibration isolators, which are installed in the niches of the buttresses.

9. An earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the basement of the building is made in the form of a spatial frame structure made of monolithic reinforced concrete with overlapping and partitions included in the frame, as well as reinforced jumpers over door and other openings with constant stiffness of the partitions, and the foundation is made in the form of a tape cross construction with a height of about 50 cm, protruding above the foundation slab.

10. An earthquake-resistant structure according to claims 1, 7 and 8, characterized in that each of the vibration isolators consists of rubber plates rigidly interconnected: upper and lower, in which through holes are made, located on the surface of the vibration isolator in a checkerboard pattern, and in shape vibration isolators are made square or rectangular, and their side faces are made in the form of curved surfaces of the n-th order, providing equal frequency of the vibration isolation system as a whole, while the holes have a cross-sectional shape that ensures equally hour the totality of the vibration isolator.

11. The earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that the earthquake-resistant brick wall panel contains layers of vibration damping material, structurally made of a U-shaped type and perceiving spatial vibration, made of crushed worn-out tire covers in the form of rubber glue, liquid glass or a polymer binder .

12. The earthquake-resistant structure according to claim 1, characterized in that in the earthquake-resistant brick wall panel, hard supports are welded every 8 ÷ 10 rows of bricks laid on the mortar, and the rods are made damping, and each of them is a coaxially arranged cylindrical shell, between which tube-shaped damping elements made of vibration-damping material are coaxially located, to the ends of which flat rigid stops are rigidly attached, and the inner central cavity is filled with sand, while the density Loew vibration damping material is less than the density coaxial cylindrical shells.