RU2052019C1 - Aseismic foundation - Google Patents

Aseismic foundation Download PDF

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ованес Вардкесович Тертерян
Original Assignee
Ованес Вардкесович Тертерян
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ованес Вардкесович Тертерян filed Critical Ованес Вардкесович Тертерян
Priority to SU5003538 priority Critical patent/RU2052019C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2052019C1 publication Critical patent/RU2052019C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: aseismic foundation has a round tank filled with a liquid, and support structure in the form of round plate with an aperture in the center. The plate rests on a projection formed on tank wall. Elastic seal is placed over the plate and in the gap between the plate and the tank. A mechanism is placed in the tank to impart rotary motion to the liquid. EFFECT: aseismic structure. 6 dwg

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 concrete building 1 and a supporting structure in the form of a round plate 2 with an opening in the center 3. An elastic gasket 4 is placed in the gap between the tank body and the supporting structure 4. A waterproof elastic casing 5 filled with working fluid is arranged in the tank, for example water. The voids of the supporting structure are filled with a lightweight floating substance. In the central part of the reservoir, a working fluid rotation mechanism is arranged, consisting of a turbine 7, flow channels 8, exhaust grooves 9. The rotation mechanism is equipped with an electric drive 10 connected to the seismic sensor 11.

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 tank 1, where the turbine rotor rotates. By rotating the blades in the casing, water is pumped into the channels, the amount of which can be different depending on the size of the tank. From the flow channels, the working fluid under pressure is injected into the tank through the outlet grooves in the direction of rotation of the turbine, as a result of which the working fluid is given a rotational movement. The rotation mechanism stops after the final calming of the earth's crust. A large mass of water, having a certain angular velocity, acts as a gyroscope for construction. During rotation, the water mass tends to the outer side of the tank, forming a funnel under the opening of the supporting structure in the center and creates a certain decentralized pressure vertically upwards, which naturally leads to lowering the center of gravity of the structure. With horizontal seismic action, the indicated pressure redistributes, disappears on the side opposite from the shock and increases from the side of the shock. The tendency of vertical circular motion around the newly formed axis is formed for the structure and the supporting structure at the place of balancing the redistributed vertical pressure force of the working fluid and the gravity of the erected structure at the base plate as a whole (point "O", see Fig. 3). The horizontal component of the forces imparting the structure and the supporting structure as a whole to vertical circular motion is distributed over the entire height of the structure in the form of a triangular diagram and counteracts the inertial force that tends to overturn the structure towards the source of horizontal impact, which is also distributed throughout the height of the structure in the form of a triangular diagram forces of opposite importance, i.e., eliminates the vertical bending of the structure and the need for costly achievement of high qualities of flexibility of structural elements. The difference in the time of formation of the two plots is compensated by a rubber ring around the supporting structure.

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

Figure 00000001
Figure 00000002
υ22πυdυ
Figure 00000003
Figure 00000004
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
Figure 00000001
Figure 00000002
υ 2 2πυdυ
Figure 00000003
Figure 00000004
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)

СЕЙСМОСТОЙКИЙ ФУНДАМЕНТ, включающий 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 размешенного на дне резервуара, опорную конструкцию, расположенную в корпусе с зазором относительно его стенок, и упругую прокладку, размещенную в зазоре, отличающийся 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 упругая прокладка выполнена в виде резинового кольца с выступом, заведенным под плиту в зоне ее опирания, при этом амортизирующее устройство снабжено размещенным в кожухе соосно с резервуаром механизмом, сообщающим жидкости вращательное движение, который соединен с подключенным к сейсмодатчику электроприводом. SEISMIC RESISTANCE BASE, comprising a housing in the form of a tank open upwards, the walls of which are made with a ledge on the inside, a shock-absorbing device in the form of a waterproof elastic casing filled with a working fluid and placed at the bottom of the tank, a support structure located in the housing with a gap relative to its walls, and an elastic gasket located in the gap, characterized in that the reservoir and the casing are made round in plan, the working fluid filling the casing has a free surface supporting The instruction is made in the form of a round horizontal plate with a central opening and supported on a ledge of the tank wall, and the elastic gasket is made in the form of a rubber ring with a protrusion brought under the plate in the zone of its support, while the shock-absorbing device is equipped with a mechanism coaxial with the tank that communicates with the tank and communicates fluid rotational movement, which is connected to an electric drive connected to the seismic sensor.
SU5003538 1991-08-16 1991-08-16 Aseismic foundation RU2052019C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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