RU1791611C - Каркас сейсмостойкого здани - Google Patents

Abstract

Использование: строительство каркасов сейсмостойких зданий. Сущность изобрете2 ни : в  чейках, образованных колоннами и ригел ми, размещены наклонные предварительно-напр женные св зи. Они прикреплены одним концом в углах  чеек, а другим обеъдинены в центре  чеек пр моугольным контуром с горизонтальными стержн ми и вертикальными элементами, шарнирно соединенными с последними. Вертикальные элементы контуров выполнены в виде пружин , узлы креплени  которых со стержн ми размещены между диагонал ми  чеек и колонн . Св зи шарнирно соединены с колоннами и с узлами соединени  стержней и пружин  чеек. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к.строительству и может быть использовано при возведении сейсмостойких зданий.

Известен св зевой каркас сейсмостойкого здани , включающий колонны, ригели и диагональные перекрестные св зи, на пересечении которых размещен пр моугольный стержневой контур, предназначенный дл  повышени  надежности работы каркаса за счет развити  в его элементах знакопеременных пластических деформаций.

Недостатком такой конструкции каркаса  вл етс  наличие жестко соединенных вход щих углов в пр моугольном контуре, где возникает высока  концентраци  напр жений , вызывающа  сквозные трещины и резкое снижение несущей способности св зей и их разрушение.

Известен каркас сейсмостойкого здани , включающий колонны и ригели, образующие  чейки и размещенные в них по диагонал м св зи, объединенные замкнутым контуром, расположенным в центре

 чеек и жестко прикрепленным к св з м, Замкнутый контур выполнен в виде кольца.

Недостатком такого каркаса  вл етс  пониженна  надежность при больших уровн х сейсмического воздействи , кольцевой контур претерпевает значительные деформации. Снижению сейсмостойкости способствует и жесткое соединение контура с ветв ми св зей. При сейсмических знакопеременных нагрузках в этих узлах по вл ютс  сквозные трещины, привод щие к резкому снижению несущей способности.

К недостаткам этого решени  следует отнести и сложность изготовлени  стального кольцевого контура.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному решению  вл етс  каркас сейсмостойкого сооружени , включающий образующие  чейки колонны и ригели и размещенные в  чейках перекрестные диагональные св зи, объединенные расположенным в центре  чейки пр моугольным

ел

У.

1 о

о

стержневым контуром, к углам которого прикреплены концы диагональных св зей, а стержни рамки между собой соединены посредством цилиндрических упругопла- стических шарниров, полости которых заполнены пластическим материалом.

Недостатком этого решени   вл етс  то, что при развитии в цилиндрических шарнирах пластических деформаций в каркасе нет элементов, работающих в упругой стадии , способных возвратить каркас в первоначальное вертикальное положение. При этом будет происходить накопление недопустимых односторонних деформаций, в результате чего может происходить разрушение каркаса не только от сейсмических нагрузок , но и от ветровых нагрузок, воздействующих на каркас посто нно. Из-за больших крут щих моментов, возникающих в упру- гопластических цилиндрических шарнирах, стержни пр моугольного контура будут испытывать большие изгибающие усили , дл  воспри ти  которых потребуетс  сечение их увеличить на пор док.

Цель изобретени  - повышение надежности каркаса при сейсмических перегрузках .и снижение материалоемкости и трудоемкости монтажа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в каркасе сейсмостойкого здани , включающем колонны и ригели, образующие  чейки, в которых размещены наклонные предварительно-напр женные св зи, прикрепленные одним концом в углах  чеек, а другим концом объединенные в центре каждой  чейки пр моугольным контуром с горизонтальными стержн ми и шарнирно соединенные с узлами шарнирного креплени  стержней и вертикальных элементов контура , вертикальные элементы контуров выполнены в виде раст нутых пружин, а узлы креплени  последних со стержн ми размещены между диагонал ми  чеек и колонна- .ми, причем св зи шарнирно соединены с колоннами.

На фиг.1 изображена  чейка каркаса сейсмостойкого одноэтажного здани ; на фиг.2 -  чейка каркаса сейсмостойкого многоэтажного здани ; на фиг.З -  чейка каркаса с положением ее элементов до и во врем  сейсмических воздействий.

Каркас здани  включает колонны 1 и ригели 2, образующие  чейки 3, в которых размещены наклонные предварительно-напр женные св зи 4, прикрепленные одним концом в углах  чеек к колоннам 1 шарниром 5, а другим концом 6 к пр моугольному контуру 7, расположенному в центре  чейки и состо щему из горизонтальных стержней

8 и вертикальных элементов в виде раст нутых пружин 9.

Работа каркаса сейсмостойкого здани  осуществл етс  следующим образом. При

действии на каркас горизонтальной нагрузки верхние ветви наклонных св зей 4 и верхний стержень 8 контура 7 поступательно перемещаютс , увеличива  раст жение вертикальных элементов 9 контура 7,

0 На фиг.З показано положение элементов св зевой  чейки 3 в момент воздействи  горизонтальной нагрузки слева направо. Усили , возникающие в наклонных св з х 4, передаютс  пр моугольному контуру 7 и из5 мен ют вертикальное рассто ние между концами пружины 9 и, таким образом, происходит раст жение пружин 9. Деформаци  пружин 9 сопровождаетс  поглощением энергии сейсмического воздействи . При0 чем, величина поглощени  энергии зависит от жесткости пружин 9 и может измен тьс  в широких пределах.

Увеличивает эффект снижени  сейсмической нагрузки и расположение узлов 6

5 между колонной 1 и диагональю  чейки 3. Благодар  такому расположению узлов б усилие, передаваемое наклонной ветвью 4 элементам пр моугольного контура 7, перераспредел етс : на вертикальные элементы

0 9 усилие увеличиваетс , а на горизонтальные стержни 7 уменьшаетс . В результате этого можно путем подбора жесткости пружин 9 и расположени  узлов 6 уменьшить величину сейсмического воздействи  на

5 здани .

За счет того, что жесткость св зей можно мен ть в широких пределах, в результате оптимального проектировани  можно уменьшить вес и количество св зей. В каче0 стве пружин можно использовать готовые стандартные пружины раст жени , широко используемые, например, в машиностроении .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5 Каркас сейсмостойкого здани , включающий колонны и ригели, образующие  чейки , в которых размещены накло нные предварительно-напр женные св зи, прикрепленные одним концом в углах  чеек, а

   0 другим концом объединенные в центре каждой  чейки пр моугольным контуром с гори- зонтальными стержн ми и шарнирно соединенные с узлами шарнирного креплени  стержней и вертикальных элементов

   5 контура, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности каркаса при сейсмических перегрузках и снижени  материалоемкости и трудоемкости монтажа, вертикальные элементы контуров выполнены в виде раст нутых пружин, а узлы креплени  последних со стержн ми размещены причем св зи шарнирно соединены с колон- между диагонал ми  чеек и колоннами, нами.

   Фиг. 6