RU2052019C1 - Aseismic foundation - Google Patents
Aseismic foundation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052019C1 RU2052019C1 SU5003538A RU2052019C1 RU 2052019 C1 RU2052019 C1 RU 2052019C1 SU 5003538 A SU5003538 A SU 5003538A RU 2052019 C1 RU2052019 C1 RU 2052019C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- working fluid
- casing
- shock
- foundation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям фундаментов зданий, сооружений, возводимых на неоднородных грунтах в районах с высокой сейсмичностью. The invention relates to the construction, namely, the construction of the foundations of buildings, structures, erected on heterogeneous soils in areas with high seismicity.
Известен фундамент зданий, сооружений, включающий расположенную в компенсирующей осадку засыпке между зданием, сооружением и фундаментом камеру с оболочкой, заполняемой рабочей средой [1]
Недостатками этого фундамента является отсутствие саморегулирования и ненадежная стабилизация положения сооружения при осадках основания.The well-known foundation of buildings, structures, including located in the compensating sludge backfill between the building, structure and foundation, a chamber with a shell filled with a working medium [1]
The disadvantages of this foundation are the lack of self-regulation and unreliable stabilization of the position of the structure during precipitation of the base.
Наиболее близким к предлагаемому фундаменту является сборный железобетонный фундамент зданий, сооружений, включающий полый корпус, выполненный с входящими в него железобетонными, отделенными друг от друга упругими прокладками, стаканами, а амортизирующее устройство выполнено в виде расположенных под днищем резервуаров, полость которых соединена с атмосферой посредством вертикальных трубок с поплавковыми клапанами [2]
Недостатком данного технического решения является то, что при вертикальных сейсмических воздействиях не обеспечивается устойчивость сооружения из-за отсутствия вертикально амортизирующей возможности вследствие большой инерционности в работе. Это объясняется тем, что при вертикальных воздействиях из-за небольшого сечения вертикальной трубки объем амортизатора изменяется незначительно, вследствие чего амортизатор сохраняет почти начальную жесткость и не обеспечивает гашения колебаний от толчка.Closest to the proposed foundation is a prefabricated reinforced concrete foundation of buildings and structures, including a hollow body made with reinforced concrete, separated from each other elastic gaskets, glasses, and the shock-absorbing device is made in the form of tanks located under the bottom, the cavity of which is connected to the atmosphere by vertical tubes with float valves [2]
The disadvantage of this technical solution is that with vertical seismic impacts, the stability of the structure is not ensured due to the lack of vertically damping capabilities due to the large inertia in operation. This is due to the fact that during vertical impacts, due to the small cross section of the vertical tube, the volume of the shock absorber changes insignificantly, as a result of which the shock absorber retains almost initial stiffness and does not provide shock absorption from the shock.
Целью изобретения является повышение устойчивости сооружения от сейсмических воздействий. The aim of the invention is to increase the stability of the structure from seismic effects.
Указанная цель достигается тем, что в сейсмостойком фундаменте зданий и сооружений, включающем корпус в виде открытого кверху резервуара, стенки которого с внутренней стороны выполнены с уступом, амортизирующее устройство в виде водонепроницаемого эластичного кожуха, заполненного рабочей жидкостью и размещенного на дне резервуара, опорную конструкцию в виде круглой плиты с центральным проемом, расположенную в корпусе с зазором относительно его стенок, и упругую прокладку, размещенную в зазоре, выступ которой заведен под плиту в зоне ее опирания на уступе резервуара. This goal is achieved by the fact that in the earthquake-resistant foundation of buildings and structures, including the casing in the form of a tank open upwards, the walls of which are made with a step on the inside, a shock-absorbing device in the form of a waterproof elastic casing filled with working fluid and placed at the bottom of the tank, the supporting structure in in the form of a round plate with a central opening located in the housing with a gap relative to its walls, and an elastic gasket placed in the gap, the protrusion of which is brought under the plate in zone e bearing on the ledge of the tank.
Изобретение отличается от прототипа тем, что резервуар и кожух выполнены круглыми в плане, заполняющая кожух рабочая жидкость имеет свободную поверхность, опорная конструкция выполнена в виде круглой горизонтальной плиты с центральным проемом и оперта на уступ стенки резервуара, а амортизирующее устройство снабжено размещенным в кожухе соосно резервуару механизмом, сообщающим рабочей жидкости вращательное движение, который соединен с подключенным к сейсмодатчику электроприводом. The invention differs from the prototype in that the tank and the casing are made circular in plan, the working fluid filling the casing has a free surface, the supporting structure is made in the form of a circular horizontal plate with a central opening and is supported by a ledge of the tank wall, and the shock-absorbing device is equipped with a coaxial tank placed in the casing a mechanism informing the working fluid of rotational motion, which is connected to an electric drive connected to the seismic sensor.
Эти отличия позволяют сделать вывод о том, что предлагаемое решение соответствует критерию "новизна". These differences allow us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "novelty."
Признаки, отличающие изобретение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной области техники и, следовательно, обеспечивают соответствие критерию "существенные отличия". Signs that distinguish the invention from the prototype, are not identified in other technical solutions in the study of this and related technical field and, therefore, ensure compliance with the criterion of "significant differences".
На фиг.1 показан предлагаемый фундамент, разрез (рабочее состояние); на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 разрез фундамента в рабочем состоянии при горизонтальных воздействиях; на фиг.4 то же, при вертикальных воздействиях; на фиг.5 разрез В-В на фиг.6; на фиг.6 механизм, вид сверху. Figure 1 shows the proposed foundation, section (working condition); figure 2 is a view along arrow A in figure 1; figure 3 is a section of the foundation in working condition with horizontal influences; figure 4 is the same with vertical influences; figure 5 section bb in figure 6; figure 6 mechanism, top view.
Сейсмостойкий фундамент представляет собой круглый резервуар из монолитного железобетонного корпуса 1 и опорную конструкцию в виде круглой плиты 2 с проемом в центре 3. В зазоре между корпусом резервуара и опорной конструкцией размещена упругая прокладка 4. В резервуаре устроен водонепроницаемый эластичный кожух 5, заполненный рабочей жидкостью, например водой. Пустоты опорной конструкции наполнены легковесным плавучим веществом. В центральной части резервуара устроен механизм вращения рабочей жидкости, состоящий из турбины 7, проточных каналов 8, выпускных пазов 9. Механизм вращения снабжен электроприводом 10, соединенным к сейсмодатчику 11. The earthquake-resistant foundation is a round tank made of a monolithic reinforced
Принцип работы предлагаемого фундамента заключается в следующем. The principle of operation of the proposed foundation is as follows.
От сигнала сейсмодатчика, срабатывающего при сейсмических, сравнительно слабых воздействиях, автоматически включается электропривод турбины, которая устроена на монолитном, железобетонном кожухе, являющемся частью дна резервуара 1, где и вращается рабочий винт турбины. Вращением лопастей в кожухе вода нагнетается в каналы, количество которых может быть разным в зависимости от размеров резервуара. Из проточных каналов рабочая жидкость под напором впрыскивается в резервуар через выпускные пазы по направлению вращения турбины, вследствие чего рабочей жидкости придается вращательное движение. Остановка механизма вращения происходит после окончательного успокоения земной коры. Большая водная масса, имеющая определенную угловую скорость, выполняет роль гироскопа для сооружения. При вращении водная масса стремится к наружному борту резервуара, образуя воронку под проемом опорной конструкции в центре и создает определенное децентрализованное давление вертикально вверх, что естественно приводит к опусканию центра тяжести строения. При горизонтальном сейсмическом воздействии указанное давление перераспределяется исчезает на противоположной от толчка стороне и нарастает со стороны толчка. У строения и опорной конструкции формируется тенденция вертикально-кругового движения вокруг вновь возникшей оси на месте уравновешивания пеpеpаспpеделенной вертикальной силы давления рабочей жидкости и силы тяжести возведенного строения у опорной плиты в целом (точка "О", см. на фиг. 3). Горизонтальная составляющая сил, придающих строению и опорной конструкции в целом вертикально-круговое движение, распределяется по всей высоте строения в виде треугольной эпюры и противодействует инерционной силе, стремящейся опрокинуть строение в сторону источника горизонтального воздействия, то же распределенной по всей высоте строения в виде треугольной эпюры сил противоположного значения, т. е. исключает вертикальный изгиб строения и необходимость дорогостоящего достижения высоких качеств гибкости конструктивных элементов. Разница во времени образования двух эпюр компенсируется резиновым кольцом вокруг опорной конструкции. From the signal of the seismic sensor, which is triggered by seismic, relatively weak impacts, the electric drive of the turbine is automatically turned on, which is arranged on a monolithic, reinforced concrete casing, which is part of the bottom of the
При уменьшении площади давления сил рабочей жидкости на опорную конструкцию вследствие горизонтального толчка строение может и вертикально опускаться при сравнительно большой силе и амплитуде толчка, добавочно опуская центр тяжести и придавая этим дополнительную устойчивость строению. Очевиден эффект саморегуляции уровня центра тяжести, следовательно, и степени устойчивости строения в зависимости от величины силы толчка. Кроме того, сила толчка частично гасится на самом резервуаре инерционным противодействием массы рабочей жидкости. With a decrease in the area of pressure of the working fluid forces on the supporting structure due to a horizontal push, the structure can also drop vertically with a relatively large force and amplitude of the push, additionally lowering the center of gravity and giving these additional stability to the structure. The effect of self-regulation of the level of the center of gravity, therefore, and the degree of stability of the structure, depending on the magnitude of the shock force, is obvious. In addition, the shock force is partially extinguished on the tank itself by inertial counteraction of the mass of the working fluid.
При вертикальных толчках рабочая жидкость с сопротивлением сжимается между дном резервуара и опорной конструкцией за счет медленного заполнения своей воронки и может успокаивать большие вертикальные колебания, максимальная амплитуда которых в критическом случае может достигать до 0,5 м. With vertical shocks, the working fluid with resistance is compressed between the bottom of the tank and the supporting structure due to the slow filling of its funnel and can calm large vertical vibrations, the maximum amplitude of which in a critical case can reach up to 0.5 m.
В зависимости от массы строения с дисковой опорной конструкцией в целом соответственно высчитываются радиус резервуара и угловая скорость вращения рабочей жидкости. Следовательно, в каждом случае создается вертикально амортизирующая система со строго соответствующей необходимой жесткостью, т.е. вертикальная жесткость фундамента может регулироваться изменением угловой скорости рабочей жидкости. Depending on the mass of the structure with the disk supporting structure as a whole, the radius of the tank and the angular velocity of rotation of the working fluid are calculated accordingly. Therefore, in each case, a vertically shock-absorbing system is created with strictly corresponding necessary rigidity, i.e. vertical stiffness of the foundation can be adjusted by changing the angular velocity of the working fluid.
Формула взаимосвязи массы строения и опорной плиты в целом, радиуса бассейна и угловой скорости рабочей жидкости в бассейне
P υ22πυdυ где Р масса строения и опорной плиты в целом;
γ удельный вес рабочей жидкости;
R радиус резервуара;
ω угловая скорость вращения рабочей жидкости.The formula for the relationship between the mass of the structure and the base plate as a whole, the radius of the pool and the angular velocity of the working fluid in the pool
P υ 2 2πυdυ where P is the mass of the structure and the base plate as a whole;
γ specific gravity of the working fluid;
R is the radius of the tank;
ω angular velocity of rotation of the working fluid.
Предлагаемый сейсмостойкий фундамент своей конструктивной особенностью позволяет возводить здания, сооружения на неоднородных в вертикальном сечении грунтах и в грунтах с относительно меньшим вертикальным удельным сопротивлением. The proposed earthquake-resistant foundation with its design feature allows the construction of buildings and structures on soils non-uniform in the vertical section and in soils with a relatively lower vertical resistivity.
Предлагаемый сейсмостойкий фундамент может применяться с типовыми и индивидуальными проектами всех однокорпусных высотных жилых домов, гостиниц и других строений промышленных сооружений. Он особенно идеален для атомных электростанций, так как незначительной частью вырабатываемой энергии можно иметь постоянно вращающуюся рабочую жидкость, что одновременно можно использовать для технологических нужд станции, как, например, охлаждение реакторов замкнутым циклом, что ограничивает вредные выбросы станции в окружающую среду. The proposed earthquake-resistant foundation can be used with standard and individual designs of all single-housing high-rise residential buildings, hotels and other structures of industrial structures. It is especially ideal for nuclear power plants, since an insignificant part of the generated energy can have a continuously rotating working fluid, which can be simultaneously used for the plant’s technological needs, such as closed loop reactor cooling, which limits the plant’s harmful emissions into the environment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5003538 RU2052019C1 (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Aseismic foundation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5003538 RU2052019C1 (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Aseismic foundation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2052019C1 true RU2052019C1 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=21585874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5003538 RU2052019C1 (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Aseismic foundation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2052019C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489549C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Structure to hold liquids of large volumes on heterogeneous base |
RU2535327C2 (en) * | 2012-07-31 | 2014-12-10 | Алексей Александрович Кузнецов | Earthquake-resistant structure with microclimate |
-
1991
- 1991-08-16 RU SU5003538 patent/RU2052019C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 378029, кл. E 02D 35/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 327296, кл. E 02D 27/34, 1972. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489549C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Structure to hold liquids of large volumes on heterogeneous base |
RU2535327C2 (en) * | 2012-07-31 | 2014-12-10 | Алексей Александрович Кузнецов | Earthquake-resistant structure with microclimate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100937138B1 (en) | Earthquake protection consisting of vibration-isolated mounting of buildings and objects using virtual pendulums with long cycles | |
CA1296746C (en) | Method for effectively restraining response of a structure to outside disturbances and apparatus therefor | |
KR900005914B1 (en) | Flexible off shore platform | |
NO171804B (en) | RETURNING OFFSHORE CONSTRUCTION WITH FIXED FOUNDATION | |
CN216921581U (en) | Three-dimensional multistage vibration isolation device with inertial container and friction pendulum | |
CN114165092A (en) | Three-dimensional multistage vibration isolation device with inertial container and friction pendulum | |
RU2052019C1 (en) | Aseismic foundation | |
JP2006264596A (en) | Floating body unit and floating body type aseismatic structure | |
JP4283085B2 (en) | Level automatic adjustment type floating body device | |
CN113700021B (en) | Building foundation pile with high anti-seismic performance | |
JP3586816B2 (en) | Protection structure of tank dike | |
CN210375602U (en) | Civil engineering structure anti-seismic test device | |
RU2774527C1 (en) | Hydro-circulation foundation on swinging supports | |
CN115262613B (en) | Cantilever type vibration reduction concrete foundation of No. 0 block floor stand attached to bearing platform | |
RU2776544C1 (en) | Earthquake resistant building | |
RU1791549C (en) | Earthquake-proof foundation | |
TW200825253A (en) | Floating-type earthquake-proof method | |
SU1020489A1 (en) | Gravity structure | |
CN219157727U (en) | Cofferdam water retaining device | |
JPS6340064A (en) | Vibration damper for building | |
RU2713837C1 (en) | Device for protection of buildings or structures against buried explosions | |
SU1375777A1 (en) | Foundation of earthquake-proof building or structure | |
JP2003074208A (en) | Base isolated building of suspension system | |
SU947367A1 (en) | Earthquake-proof building | |
SU1514871A1 (en) | Method of protecting structure against earthquakes |