RU2062833C1

RU2062833C1 - Aseismic foundation (options)

Info

Publication number: RU2062833C1
Application number: RU93008471A
Authority: RU
Inventors: Владимир Кондратьевич Росолько
Original assignee: Владимир Кондратьевич Росолько
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1996-06-27

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: foundation includes upper and lower supports. Each support is made in the form of a plate or a aeries of plates placed with gap in horizontal plane. Adjacent surfaces of support plates have semi-spherical recesses placed on the apexes of equilateral triangle. Support movable components in the form of balls with radius being less than radius of semi-spherical recesses are placed between adjacent semi-spherical recesses. Not less than three hydraulic dampers are installed between foundation plates around the periphery so as their lengthwise axes are not intersected in one point in vertical plane. EFFECT: high reliability. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гражданскому, промышленному и сельскому строительству и может быть использовано при строительстве сооружений и зданий различного назначения, возводимых в районах с высокой сейсмической активностью как на свайных фундаментах, так и фундаментах на естественном основании. The invention relates to civil, industrial and rural construction and can be used in the construction of structures and buildings for various purposes, erected in areas with high seismic activity both on pile foundations and foundations on a natural basis.

Известен сейсмический фундамент, содержащий верхнюю и нижнюю фундаментные плиты, между которыми расположены верхняя и нижняя опорные части, смежные поверхности которых имеют полусферические выемки,причем выемки нижней опорной части заполнены вязкой жидкостью, опорные подвижные элементы в виде шаров, расположенные между смежными полусферическими выемками и погруженные в вязкую жидкость, причем радиус шаров меньше радиуса полусферических выемок (авт.св. СССР N 607890, кл. Е 02 D 27/34, 1976). A seismic foundation is known, comprising upper and lower foundation plates, between which there are upper and lower support parts, adjacent surfaces of which have hemispherical recesses, the recesses of the lower support part are filled with viscous fluid, supporting movable elements in the form of balls located between adjacent hemispherical recesses and submerged into a viscous fluid, and the radius of the balls is less than the radius of hemispherical recesses (ed. St. USSR N 607890, class E 02 D 27/34, 1976).

Известен также сейсмостойкий фундамент, содержащий верхнюю и нижнюю фундаментные плиты, между которыми расположены верхняя и нижняя опорные части, смежные поверхности которых имеют по три полусферических выемки, расположенные в один ряд, опорные подвижных элементы в виде шаров, расположенные между смежными полусферическими выемками, причем радиус шаров меньше радиуса полусферических выемок, и демпфирующие элементы, выполненные в виде футеровок из фрикционного материала и закрепленные на смежных горизонтальных поверхностях верхней и нижней опорных частей (авт.св. СССР N 920115,кл. Е 02 D 27/34, 1976). Однако известные фундаменты не позволяют в достаточной степени гасить резонансные колебания фундамента в горизонтальной плоскости, возникающие при сейсмических толчках. An earthquake-resistant foundation is also known, containing upper and lower foundation plates, between which there are upper and lower supporting parts, adjacent surfaces of which have three hemispherical recesses located in one row, supporting movable elements in the form of balls located between adjacent hemispherical recesses, and the radius balls smaller than the radius of hemispherical recesses, and damping elements made in the form of linings of friction material and mounted on adjacent horizontal surfaces of the upper and lower supporting parts (ed. St. USSR N 920115, class E 02 D 27/34, 1976). However, the well-known foundations do not allow sufficiently damping the resonant vibrations of the foundation in the horizontal plane arising from seismic shocks.

Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения более эффективного гашения резонансных колебаний фундамента в горизонтальной плоскости эа счет преобразований горизонтальных колебаний в вертикальные в заявленном сейсмостойком фундаменте, содержащем верхнюю и нижнюю фундаментные плиты, между которыми расположены верхняя и нижняя опорные части, смежные поверхности которых имеют полусферические выемки, опорные подвижные элементы в виде шара, расположенные между смежными полусферическими выемками, причем радиус шаров меньше радиуса полусферических выемок и демпфирующие элементы, отличием является то, что верхняя и нижняя опорные части выполнены каждая в виде плиты, полусферичекие выемки для шаров расположены по вершинам равностороннего треугольника, а в качестве демпфирующих элементов установлены гидравлические демпферы и расположены между фундаментными плитами по их периметру в количестве не менее трех таким образом, что их продольные оси не пересекаются в одной точке в вертикальной плоскости. The essence of the invention lies in the fact that to provide a more effective damping of resonant vibrations of the foundation in the horizontal plane by converting horizontal vibrations into vertical ones in the claimed earthquake-resistant foundation containing upper and lower foundation plates, between which there are upper and lower supporting parts, adjacent surfaces of which hemispherical recesses, supporting movable elements in the form of a ball located between adjacent hemispherical recesses, and the radius of the balls is less e of the hemispherical recess radius and damping elements, the difference is that the upper and lower supporting parts are each made in the form of a plate, hemispherical recesses for balls are located at the vertices of an equilateral triangle, and hydraulic dampers are installed as damping elements and are located between the base plates along their perimeter in an amount of at least three so that their longitudinal axes do not intersect at one point in the vertical plane.

Вариант выполнения заявленного сейсмостойкого фундамента отличается тем, что верхняя и нижняя опорные части выполнены каждая в виде ряда, плит, расположенных с зазором в горизонтальной плоскости, на каждое из которых полусферические выемки для шаров расположены по вершинам равностороннего треугольника, а в качестве демпфирующих элементов установлены гидравлические демпферы и расположены между фундаментными плитами по их периметру в количестве не менее трех таким образом, что их продольные оси не пересекаются в одной точке в вертикальной плоскости. An embodiment of the claimed earthquake-resistant foundation is characterized in that the upper and lower supporting parts are each made in the form of a row, plates located with a gap in the horizontal plane, each of which hemispherical recesses for the balls are located at the vertices of an equilateral triangle, and hydraulic damping elements are installed dampers and are located between the foundation plates along their perimeter in an amount of at least three so that their longitudinal axes do not intersect at one point in the vertical hydrochloric plane.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.l вариант выполнения сейсмостойкого фундамента с опорными частями, выполненными в виде одной плиты каждая; фиг.2 paзpез А-А на фиг.1; фиг.3 фундамент под действием сейсмического толчка; фиг.4 вариант выполнения сейсмостойкого фундамента с опорными частями в виде ряда плит каждая; фиг.5 разрез Б-Б на фиг.4. The invention is illustrated by drawings: Fig. L embodiment of an earthquake-resistant foundation with supporting parts made in the form of one plate each; FIG. 2 through AA in FIG. 1; figure 3 foundation under the action of a seismic push; 4 is an embodiment of an earthquake-resistant foundation with supporting parts in the form of a series of plates each; figure 5 section BB in figure 4.

Сейсмостойкий фундамент содержит верхнюю фундаментную плиту 1 и нижнюю фундаментную плиту 2, расположенные между ними верхнюю опорную часть 3 и нижнюю опорную часть 4, выполненные в виде одной плиты каждая или ряда плит, расположенных с зазором в горизонтальной плоскости, смежные поверхности которых имеют полусферические выемки 5, расположенные по вершинам равностороннего треугольника. Между смежными полусферическими выемками 5 расположены опорные подвижные элементы в виде шаров 6, радиус которых меньше радиуса полусферических выемок 5. Между фундаментными плитами 1 и 2 по их периметру установлены гидравлические демпферы 7 в количестве не менее трех, которые расположены таким образом, что их продольные оси не пересекаются в одной точке в вертикальной плоскости. Демпферы 7 прикреплены к нижней фундаментной плите 2 с помощью упоров 8. An earthquake-resistant foundation contains an upper foundation plate 1 and a lower foundation plate 2, the upper support part 3 and the lower support part 4 located between them, made in the form of one plate each or a series of plates located with a gap in the horizontal plane, adjacent surfaces of which have hemispherical recesses 5 located at the vertices of an equilateral triangle. Between adjacent hemispherical recesses 5 are supporting movable elements in the form of balls 6, the radius of which is less than the radius of hemispherical recesses 5. Between the base plates 1 and 2, hydraulic dampers 7 are installed along their perimeter in an amount of at least three, which are located so that their longitudinal axes do not intersect at one point in the vertical plane. The dampers 7 are attached to the lower base plate 2 using the stops 8.

Изобретение работает следующим образом. При сейсмическом воздействии на фундамент нижняя опорная часть вместе нижней фундаментной плитой 2 сдвигается в направлении толчка. Верхняя опорная часть 3 вместе с фундаментной плитой 1 сохраняет инерцию покоя в горизонтальной плоскости за счет прокатывания шаров 6 по поверхности полусферических выемок 5. При этом горизонтальная составляющая сейсмической нагрузки на верхнюю опорную часть 3 фундамента значительно снижается вследствии того, что подвижная система элементов фундамента испытывает трение качения и энергия горизонтальной составляющей сейсмической нагрузки расходуется на подъем здания. The invention works as follows. When seismic impacts on the foundation, the lower support part together with the lower foundation plate 2 moves in the direction of the push. The upper supporting part 3 together with the base plate 1 maintains inertia of rest in the horizontal plane by rolling the balls 6 on the surface of hemispherical recesses 5. The horizontal component of the seismic load on the upper supporting part 3 of the foundation is significantly reduced due to the fact that the moving system of the foundation elements experiences friction rolling and energy of the horizontal component of the seismic load is spent on lifting the building.

После завершения подвижки нижней опорной части 4 с нижней фундаментной плитой 2 оси полусферических выемок 5 и оси шаров 6 оказываются смещенными относительно оси шара. Скатная составляющая нагрузки от массы здания, возникающая при этом, действует в направлении противоположном направлению действия горизонтальной составляющей сейсмической нагрузки. Под воздействием скатной составляющей массы здания верхняя опорная часть 3 вместе со зданием начинает ускоренное движение по поверхности полусферических выемок в обратном направлении. При совпадении в этот момент направления воздействия нового сейсмического толчка с направлением скатывания происходят резонансные колебания. Для исключения резонансных колебаний установлены гидравлические демпферы 7 с регулируемым сопротивлением. В момент скатывания верхней опорной части 3 фундамента сопротивление демпфера 7 движению в горизонтальной плоскости максимальное, в момент подъема минимальное. After completing the movement of the lower supporting part 4 with the lower base plate 2, the axes of the hemispherical recesses 5 and the axis of the balls 6 are displaced relative to the axis of the ball. The pitched component of the load from the mass of the building, which occurs in this case, acts in the direction opposite to the direction of the horizontal component of the seismic load. Under the influence of the sloping component of the mass of the building, the upper supporting part 3, together with the building, begins accelerated movement along the surface of hemispherical recesses in the opposite direction. If at this moment the direction of influence of the new seismic push coincides with the direction of rolling, resonance oscillations occur. To exclude resonant vibrations, hydraulic dampers 7 with adjustable resistance are installed. At the time of rolling the upper supporting part 3 of the foundation, the resistance of the damper 7 to movement in the horizontal plane is maximum, at the time of lifting it is minimal.

Расположение шаров по вершинам равностороннего треугольника позволяет равномерно распределить вертикальные и горизонтальные нагрузки на каждый шар 6. The location of the balls on the vertices of an equilateral triangle allows you to evenly distribute the vertical and horizontal loads on each ball 6.

Выполнение опорных частей 3 и 4 в виде ряда плит позволяет воспринимать фундаменту любые по величине и направлению нагрузки. The implementation of the supporting parts 3 and 4 in the form of a series of plates allows you to perceive the foundation of any size and direction of the load.

Размещение демпферов 7 в количестве не мене трех на фундаменте создает возможность гасить резонансные колебания в горизонтальной плоскости любого направления. Для гашения крутильных колебаний продольные оси демпферов 7 не должны пересекаться в одной точке в вертикальной плоскости. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 Placing dampers 7 in an amount of not less than three on the foundation creates the ability to damp resonance vibrations in the horizontal plane of any direction. To damp torsional vibrations, the longitudinal axis of the dampers 7 should not intersect at one point in the vertical plane. YYY2 YYY4

Claims

1. An earthquake-resistant foundation containing upper and lower foundation pyites, between which there are upper and lower supporting parts, adjacent surfaces of which have hemispherical recesses, supporting movable elements in the form of balls located between adjacent hemispherical recesses, and the radius of the balls is less than the radius of hemispherical recesses, and damping elements, characterized in that the upper and lower supporting parts are each made in the form of a plate, hemispherical recesses with balls located at the vertices of an equilateral triangular Linda, and as the damping elements are installed and hydraulic dampers arranged between the adjoining plates at the periphery thereof in an amount of not less than three so that their longitudinal axes do not intersect at one point in a vertical plane.

2. An earthquake-resistant foundation containing upper and lower foundation plates, between which there are upper and lower supporting parts, adjacent surfaces of which have hemispherical recesses, supporting movable elements in the form of balls located between adjacent hemispherical recesses, and the radius of the balls is less than the radius of hemispherical recesses, and damping elements, characterized in that the upper and lower supporting parts are each made in the form of a number of plates located with a gap in the horizontal plane, on each of which a half of spherical recesses with balls arranged at the vertices of an equilateral triangle, and as the damping elements are installed and hydraulic dampers arranged between the adjoining plates at the periphery thereof in an amount of not less than three so that their longitudinal axes do not intersect at one point in a vertical plane.