RU2065905C1 - Сейсмозащитный фундамент сооружения - Google Patents
Сейсмозащитный фундамент сооружения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065905C1 RU2065905C1 SU4840598A RU2065905C1 RU 2065905 C1 RU2065905 C1 RU 2065905C1 SU 4840598 A SU4840598 A SU 4840598A RU 2065905 C1 RU2065905 C1 RU 2065905C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- foundation
- seismic
- slab
- spherical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Foundations (AREA)
Abstract
Использование: строительство зданий в сейсмоопасных зонах на сейсмостойких фундаментах. Сущность изобретения: сейсмостойкий фундамент сооружения содержит неподвижную фундаментную плиту 1 со сферической выемкой 2 в верхней части, установленный в ней концентрично цоколь 3 здания 4, нижняя поверхность которого выполнена шарообразной, заполнитель между фундаментной плитой 1 и цоколем 3. Заполнитель выполнен в виде обоймы с шариками 5. Неподвижная фундаментная плита 1 состоит из двух частей, соединенных между собой подвижно посредством вертикальных гидроцилиндров. Гидроцилиндры сообщены трубопроводом в сборе с параллельно соединенными дросселями и обратными клапанами с газогидроаккумуляторами. Центр сферической выемки 3 фундаментной плиты 1 и шарообразной поверхности цоколя 3 расположен выше центра тяжести сооружения на величину: , где Io - момент инерции сооружения, кг/м2, m - масса сооружения, кг. Период собственных колебаний сооружения относительно центра сферы 2 фундаментной плиты 1 определяют из зависимости: , где g - ускорение свободного падения, м/сек2. Период собственных колебаний не превышает величину минимального периода сейсмических колебаний местности. Сейсмостойкий фундамент снабжен блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде распределительного трубопровода с клапаном, сейсмоприемником и уплотнительным кольцом, установленным в центральной части сферической выемки фундаментной плиты. Ограниченная кольцом полость сообщена с блоком газоаккумуляторов посредством распределительного трубопровода. Радиусы сферической выемки 2 фундаментной плиты 1 и шаровой поверхности цоколя 3 выполнены равными. Фундамент снабжен дополнительным блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде трубопроводов с клапанами в сборе с золотниками, входящими в контакт с шаровой поверхностью цоколя. Поверхность плиты 1 выполнена с разветвленной сетью капиллярных канавок. Канавки соединены с трубопроводами, сообщающими пространство между плитой 1 и цоколем 3 с дополнительным блоком газоаккумуляторов. Клапаны установлены в узлах разветвления капилляров. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к строительству, а именно к строительству зданий в сейсмоопасных зонах на сейсмостойких фундаментах.
Известно сейсмостойкое здание включающее фундамент и надфундаментную конструкцию, между которыми размещен сейсмоизолирующий элемент [1]
Недостатком данного сооружения является низкая сейсмоустойчивость, надежность, поскольку высока сила трения между элементами конструкции.
Недостатком данного сооружения является низкая сейсмоустойчивость, надежность, поскольку высока сила трения между элементами конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является сейсмозащитный фундамент сооружения, включающий неподвижную фундаментную плиту со сферической выемкой в верхней части, установленный в ней концентрично цоколь здания, нижняя поверхность которого выполнена шарообразной, заполнитель между фундаментной плитой и цоколем [2]
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обладает повышенной защищенностью от землетрясений, поскольку велика сила трения между элементами конструкции и низка надежность соединения фундаментной плиты с цоколем, поскольку мала площадь их соприкосновения.
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обладает повышенной защищенностью от землетрясений, поскольку велика сила трения между элементами конструкции и низка надежность соединения фундаментной плиты с цоколем, поскольку мала площадь их соприкосновения.
Цель изобретения повышение сейсмоустойчивости сооружения, снижение сил трения, повышение надежности соединения фундаментной плиты с цоколем.
Поставленная цель достигается тем, что сейсмозащитный фундамент сооружения, включающий неподвижную фундаментную плиту со сферической выемкой в верхней части, установленный в ней концентрично цоколь здания, нижняя поверхность которого выполнена шарообразной, заполнитель между фундаментной плитой и цоколем имеет заполнитель выполненный в виде обоймы с шариками, а неподвижная фундаментная плита выполнена из двух частей соединенных между собой подвижно посредством вертикальных гидроцилиндров сообщенных трубопроводом в сборе с параллельно соединенными дросселями и обратными клапанами с газогидроаккумуляторами, при этом центр сферической выемки фундаментной плиты и шарообразной поверхности цоколя расположен выше центра тяжести сооружения на величину:
где: Io момент инерции сооружения, кг/м2,
m масса сооружения, кг,
а период собственных колебаний сооружения относительно центра сферы фундаментной плиты определяют из зависимости:
где: g ускорение свободного падения, м/сек2,
при этом период собственных колебаний не превышает величину минимального периода сейсмических колебаний местности. Фундамент снабжен блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде распределительного трубопровода с клапаном, сейсмоприемником и уплотнительным кольцом, установленным в центральной части сферической выемки фундаментной плиты, а ограниченная кольцом, полость сообщена с блоком газоаккумуляторов посредством распределительного трубопровода. Радиусы сферической выемки фундаментной плиты и шаровой поверхности цоколя выполнены равными, при этом фундамент снабжен дополнительным блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде трубопроводов с клапанами в сборе с золотниками, входящими в контакт с шаровой поверхностью цоколя, поверхность плиты выполнена с разветвленной сетью капиллярных канавок, соединенных с трубопроводами, сообщающими пространство между плитой и цоколем с дополнительным блоком газоаккумуляторов, клапаны установлены в узлах разветвления капилляров.
где: Io момент инерции сооружения, кг/м2,
m масса сооружения, кг,
а период собственных колебаний сооружения относительно центра сферы фундаментной плиты определяют из зависимости:
где: g ускорение свободного падения, м/сек2,
при этом период собственных колебаний не превышает величину минимального периода сейсмических колебаний местности. Фундамент снабжен блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде распределительного трубопровода с клапаном, сейсмоприемником и уплотнительным кольцом, установленным в центральной части сферической выемки фундаментной плиты, а ограниченная кольцом, полость сообщена с блоком газоаккумуляторов посредством распределительного трубопровода. Радиусы сферической выемки фундаментной плиты и шаровой поверхности цоколя выполнены равными, при этом фундамент снабжен дополнительным блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде трубопроводов с клапанами в сборе с золотниками, входящими в контакт с шаровой поверхностью цоколя, поверхность плиты выполнена с разветвленной сетью капиллярных канавок, соединенных с трубопроводами, сообщающими пространство между плитой и цоколем с дополнительным блоком газоаккумуляторов, клапаны установлены в узлах разветвления капилляров.
На фиг.1 показан общий вид здания с сейсмозащитным фундаментом, на фиг.2 фрагмент сеймсмозащитного фундамента; на фиг. 3 сейсмозащитный фундамент с элементами его управления.
Сейсмостойкий фундамент сооружения содержит неподвижную фундаментную плиту 1 со сферической выемкой 2 и верхней части, в которой установлен концентрично цоколь 3 здания 4. Нижняя поверхность цоколя 3 выполнена шарообразной. Между фундаментной плитой 1 и цоколем 3 смонтирован антифрикционный заполнитель в виде обоймы с шариками 5. Неподвижная фундаментная плита 1 состоит из двух частей, соединенных между собой подвижно посредством вертикальных гидроцилиндров 6. Гидроцилиндры 6 сообщены трубопроводом 7 в сборе с параллельно соединенными дросселями 8 и обратными клапанами 9 с газогидроаккумуляторами 10. Центр сферической выемки 2 фундаментной плиты 1 (фиг.1) и шарообразной поверхности цоколя 3 расположен выше центра тяжести сооружения на величину:
где: Io момент инерции сооружения, кг/м2,
m масса сооружения, кгс.
где: Io момент инерции сооружения, кг/м2,
m масса сооружения, кгс.
Период собственных колебаний сооружения относительно центра сферы фундаментной плиты определяют по зависимости:
где: g ускорение свободного падения, м/сек2.
где: g ускорение свободного падения, м/сек2.
Период собственных колебаний не превышает величину минимального периода сейсмических колебаний местности. Сейсмостойкий фундамент снабжен блоком газоаккумуляторов 11 устройством его управления в виде распределительного трубопровода 12 с клапаном 13. Он снабжен сейсмоприемником 14 и уплотнительным кольцом 15, установленным в центральной части сферической выемки 2 фундаментной плиты 1. Ограниченная кольцом 15 полость сообщена с блоком газоаккумуляторов 11 посредством распределительного трубопровода 16. Радиусы сферической выемки 2 фундаментной плиты 1 и шаровой поверхности цоколя 3 выполнены равными. Фундамент снабжен дополнительным блоком газоаккумуляторов (на рис. не показано), устройством его управления в виде трубопроводов с клапанами в сборе с золотниками, входящими в контакт с шаровой поверхностью цоколя 3. Поверхность плиты 1 выполнена с разветвленной сетью капиллярных канавок, которые соединены с трубопроводами, сообщающими пространаство между плитой 1 и цоколем 3 с дополнительным блоком газоаккумуляторов. Клапаны установлены в узлах разветвления капилляров.
Сейсмозащитный фундамент сооружения работает следующим образом.
Сейсмическая волна, распространяясь, волнообразно деформирует почву с периодом колебания Тс, который имеет определенное значение для данной местности, при этом система "здание-цоколь", как физический маятник имеет свой резонансный период колебания Тmin. Здание проектируют и строят с соблюдением условия: Tc ≥ Tmin.
Фундаментная плита 1 совершает угловые колебания в такт землетрясения, а система "здание-цоколь", поднимаясь и опускаясь сохраняет свое вертикальное положение благодаря наличию обоймы с шариками 5 в зазоре между сферической выемкой 2 плиты 1 и шаровой поверхностью цоколя 3. Вертикальное положение сохраняется также и при прохождении под зданием 4 разнонаправленных падающих и отраженных сейсмических волн, таким образом конструктивные элементы здания 4 не подвергаются действию изгибающих моментов и разрушающих боковых ударов концентрированных масс. Вертикальные колебания здания смягчаются гидроцилиндрами 6.
Во время землетрясения здание ускоренно поднимается, поршни гидроцилиндров 6 выдавливают жидкость, по трубопроводу 7 через дроссели 8, которая проникает в камеры газогидроаккумуляторов 10, обратные клапаны 9 при этом заперты. Благодаря пружинящему свойству гидросистемы амплитуда поднятия уменьшается. При опускании здания (в предельном случае, когда Тс минимально и здание совершает свободное падение) уменьшается давление поршней на жидкость, которая под действием сжатого газа из гидроаккумуляторов 10 через открывшиеся обратные клапаны 9 проникает в гидроцилиндры 6, шаровая опора не разъединяется. При прекращении колебаний почвы поршни вытесняют жидкость через дроссели 8 (клапаны 9 заперты) обратно в газогидроаккумуляторы 10.
При колебаниях почвы срабатывает сейсмоприемник 14, который открывает клапан 13 на распределительном трубопроводе 12 и сжатый воздух из блока газоаккумуляторов 11 по трубопроводу 16 заполняет ограниченную кольцом 15 полость между плитой 1 и цоколем 3, частично компенсируя вес здания 4 и уменьшая силу трения качения шариков 5. Эффект усиливается благодаря разветвленной сети капиллярных канавок на поверхность плиты 1. При относительном смещении шаровых поверхностей плиты 1 и цоколя 3 срабатывают золотники клапанов устройства управления дополнительным блоком газоаккумуляторов. Клапаны установлены в узлах разветвления капилляров и при срабатывании их золотников предотвращается выброс воздух в атмосферу через эти ветви. По окончании землетрясения ручкой золотники клапанов устанавливают в исходное положение и баллоны газоаккумуляторов дозаправляют сжатым воздухом.
Предложенное устройство обладает повышенной сейсмоустойчивостью, надежностью, что позволяет широкомасштабно его использовать в районах повышенной сейсмичности. ЫЫЫ2
Claims (4)
1. Сейсмозащитный фундамент сооружения, включающий неподвижную фундаментную плиту со сферической выемкой в верхней части, установленный в нем концентрично цоколь здания, нижняя поверхность которого выполнена шарообразной, заполнитель между фундаментной плитой и цоколем, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмоустойчивости сооружения путем его защиты от землетрясения, заполнитель выполнен антифрикционным, а неподвижная фундаментная плита из двух частей, соединенных между собой подвижно посредством вертикальных гидроцилиндров, сообщенных трубопроводом в сборе с параллельно соединенными дросселями и обратными клапанами с газогидроаккумуляторами, при этом центр сферической выемки фундаментной плиты и шарообразной поверхности цоколя расположен выше центра тяжести сооружения на величину
где Jo момент инерции сооружения, кг/м2,
m масса сооружения, кг,
а период собственных колебаний сооружения относительно центра сферы фундаментной плиты определяют из зависимости
где q ускорение свободного падения, м/сек2, при этом период собственных колебаний не превышает величину минимального периода сейсмических колебаний местности.
где Jo момент инерции сооружения, кг/м2,
m масса сооружения, кг,
а период собственных колебаний сооружения относительно центра сферы фундаментной плиты определяют из зависимости
где q ускорение свободного падения, м/сек2, при этом период собственных колебаний не превышает величину минимального периода сейсмических колебаний местности.
2. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что заполнитель выполнен в виде обоймы с шариками.
3. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения сил трения путем частичной компенсации веса сооружения, он снабжен блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде распределительного трубопровода с клапаном, сейсмоприемником и уплотнительным кольцом, установленным в центральной части сферической выемки фундаментной плиты, а ограниченная кольцом полость сообщена с блоком газоаккумуляторов посредством распределительного трубопровода.
4. Фундамент по пп.1 3, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности соединения фундаментной плиты с цоколем путем увеличения площади их соприкосновения, радиусы сферической выемки фундаментной плиты и шаровой поверхности цоколя выполнены равными, при этом фундамент снабжен блоком газоаккумуляторов, устройством его управления в виде трубопроводов с каналами в сборе с золотниками, входящими в контакт с шаровой поверхностью цоколя, поверхность плиты выполнена с разветвленной сетью капиллярных канавок, соединенных с трубопроводами, сообщающими пространство между плитой и цоколем с дополнительным блоком газоаккумуляторов, клапаны установлены в узлах разветвления капилляров.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4840598 RU2065905C1 (ru) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | Сейсмозащитный фундамент сооружения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4840598 RU2065905C1 (ru) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | Сейсмозащитный фундамент сооружения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2065905C1 true RU2065905C1 (ru) | 1996-08-27 |
Family
ID=21521677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4840598 RU2065905C1 (ru) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | Сейсмозащитный фундамент сооружения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065905C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2508429C2 (ru) * | 2011-12-08 | 2014-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Внешторгсервис" | Предварительно напряженная сейсмоизолирующая опора |
RU2545569C2 (ru) * | 2013-05-31 | 2015-04-10 | Раис Каюмович Бикмаев | Плоскостной подшипник качения и способ его применения в сейсмических фундаментах для защиты зданий и сооружений от горизонтальных колебаний земной коры при землетрясениях |
WO2018055634A1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-29 | Panduranga Revankar Krishna Prasad | A system to protect tall building from earthquake giving a garbage treatment plant as bonus. |
-
1990
- 1990-06-19 RU SU4840598 patent/RU2065905C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 675138, кл. E 02D 27/34, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР N 647440, кл. E 02H 9/02, 1976. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2508429C2 (ru) * | 2011-12-08 | 2014-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Внешторгсервис" | Предварительно напряженная сейсмоизолирующая опора |
RU2545569C2 (ru) * | 2013-05-31 | 2015-04-10 | Раис Каюмович Бикмаев | Плоскостной подшипник качения и способ его применения в сейсмических фундаментах для защиты зданий и сооружений от горизонтальных колебаний земной коры при землетрясениях |
WO2018055634A1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-29 | Panduranga Revankar Krishna Prasad | A system to protect tall building from earthquake giving a garbage treatment plant as bonus. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AP1247A (en) | Earthquake protection consisting of vibration isolated mounting of buildings and objects using using virtual pedulums with long circles. | |
US4881350A (en) | Anti-earthquake structure insulating the kinetic energy of earthquake from buildings | |
US8402702B1 (en) | Aseismic sliding isolation system using hydromagnetic bearings | |
EP1002174A1 (en) | Energy absorber | |
US4587773A (en) | Seismic protection systems | |
US6826873B2 (en) | Aseismic system | |
Kawamura et al. | Study of a sliding-type base isolation system–system composition and element properties | |
RU2065905C1 (ru) | Сейсмозащитный фундамент сооружения | |
Haroun et al. | Effects of soil-structure interaction on seismic response of elevated tanks | |
KR102281791B1 (ko) | 태양전지 모듈 설치 구조물용 내진 장치 | |
JP2001336571A (ja) | 免震構造物 | |
JP3772499B2 (ja) | 免震支承用のロック機構及びこれを用いた免震支持装置 | |
CN111926937B (zh) | 一种滚摆减振装置 | |
JP4439694B2 (ja) | 高層建物の高減衰架構 | |
SU896190A1 (ru) | Фундамент сейсмостойкого здани , сооружени | |
JPH033726Y2 (ru) | ||
JP2013002206A (ja) | 転がり免震支持装置及び該免震支持装置を有する免震構造系 | |
JP2927357B2 (ja) | 免震支持装置 | |
Wang et al. | Development of design spectra for actively controlled wall-frame buildings | |
JPH09256672A (ja) | 構造物の免振装置 | |
Ou et al. | Resilient isolation-structure systems with super-large displacement friction pendulum bearings | |
CA2157942A1 (en) | Sealed pressure seismic isolator | |
JPH0139336Y2 (ru) | ||
RU2110656C1 (ru) | Противоударное гидравлическое устройство | |
RU2036274C1 (ru) | Фундамент сейсмостойкого здания |