RU2066362C1 - Многоэтажное сейсмостойкое здание - Google Patents
Многоэтажное сейсмостойкое здание Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066362C1 RU2066362C1 SU5041899A RU2066362C1 RU 2066362 C1 RU2066362 C1 RU 2066362C1 SU 5041899 A SU5041899 A SU 5041899A RU 2066362 C1 RU2066362 C1 RU 2066362C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- building
- seismic
- elastic
- height
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: строительство многоэтажных сейсмостойких зданий. Сущность изобретения: между нижним жестким этапом и плитой фундамента размещены сейсмоизолирующие элементы из шаровых сегментов и упругих вставок, размеры которых определены из соотношений, приведенных в формуле изобретения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к строительству сейсмостойких зданий с системой сейсмоизоляции и может быть использовано в строительстве любых сооружений, в том числе требующих защиты технологических процессов и прецизионного оборудования от внешних механических воздействий.
Известны конструкции сейсмостойких зданий, опертых на жесткие в вертикальном направлении столбы с торцами в виде жестких шаровых сегментов [1]
Недостатком такого решения является то, что оно предусматривает защиту здания от воздействия только горизонтальных сил.
Недостатком такого решения является то, что оно предусматривает защиту здания от воздействия только горизонтальных сил.
Наиболее близким по технической сущности является сейсмостойкое здание, включающее верхние этажи, опертые на пространство жесткий первый этаж с жесткой опорной плитой, установленной на плиту фундамента через сейсмоизолирующие элементы в виде верхнего и нижнего шаровых сегментов, соединенных между собой цилиндрической вставкой [2]
Недостатками этого изобретения является невозможность замены опорных стоек в процессе эксплуатации здания и высокая техническая сложность изготовления устройства изоляции.
Недостатками этого изобретения является невозможность замены опорных стоек в процессе эксплуатации здания и высокая техническая сложность изготовления устройства изоляции.
Задачей изобретения является обеспечение сейсмостойкости здания при произвольно направленных переменных сейсмических воздействия за счет введения свободных сейсмоизолирующих блоков между зданием и фундаментом, обеспечивающих устойчивое положение равновесия здания, снижение трудоемкости изготовления и замены сейсмоизолирующих блоков при ремонтных работах.
Поставленная задача решена тем, что вставка выполнена из упругого материала, а размеры ее и всего сейсмоизолирующего элемента определены из соотношений:
где ho толщина свободной упругой вставки (до нагружения);
Е модуль Юнга материала вставки;
S площадь вставки одного элемента;
Mg вес здания, приходящийся на один элемент;
,
hмин ≈ const толщина предельно нагруженной вставки;
,
где D диаметр шара, образующего сегменты;
H ho + 2d,
где Н высота сейсмоизолирующего элемента с упругой вставкой в свободном несжатом состоянии;
d высота шарового сегмента;
ωz,ωH циклическая частота соответственно вертикальных и горизонтальных колебаний грунта;
g 9,81 м/с2.
где ho толщина свободной упругой вставки (до нагружения);
Е модуль Юнга материала вставки;
S площадь вставки одного элемента;
Mg вес здания, приходящийся на один элемент;
,
hмин ≈ const толщина предельно нагруженной вставки;
,
где D диаметр шара, образующего сегменты;
H ho + 2d,
где Н высота сейсмоизолирующего элемента с упругой вставкой в свободном несжатом состоянии;
d высота шарового сегмента;
ωz,ωH циклическая частота соответственно вертикальных и горизонтальных колебаний грунта;
g 9,81 м/с2.
На фиг. 1 изображен фрагмент многоэтажного сейсмостойкого здания; на фиг. 2 сейсмоизолирующий элемент; на фиг. 3 то же, в аксонометрии.
Многоэтажное сейсмостойкое здание состоит из пространственного жесткого первого этажа 1, плиты фундамента 2 и сейсмоизолирующих элементов 3. Каждый сейсмоизолирующий элемент 3 состоит из верхнего и нижнего шаровых сегментов 4, представляющих собой штампованные из листовой нержавеющей стали сферические чаши, заполняемые железобетоном, между которыми заключена вставка 5 из упругого материала. В рабочем состоянии общая высота элемента 3 должна быть меньше диаметра сферы сегментов 4. Опорная плита 6 первого этажа 1 выполнена из сборного железобетона со сваркой и замоноличиванием швов. На нижней поверхности плиты 6 и верхней поверхности плиты фундамента 2 для их жесткого контакта с изолирующими элементами 3 закреплены листы 7 из нержавеющей стали. Первый этаж 1 на опорной плите 1 выполнен и монолитного железобетона. Вышерасположенные этажи 8 здания возводят как несейсмостойкие. Отсутствие жесткого соединения сейсмоизолирующих элементов 3 с плитой фундамента 2 и плитой 6 облегчает замену элементов 3 в процессе эксплуатации.
В начальном положении равновесия элементы 3 находятся в состоянии статической деформации, соответствующем минимуму потенциальной энергии здания. Во время землетрясения под воздействием волн сейсмоизолирующие элементы переходят из состояния покоя в качение переменного направления по поверхности плиты фундамента 2 с одновременным изменением их высоты. Подъем здания на наклоняющихся элементах 3 и деформация их упругого материала только увеличивают потенциальную энергию системы здание сейсмоизоляция, что обусловливает возвращение здания в устойчивое положение равновесия в системе отсчета, связанной с грунтом. Возникающие при землетрясении упругие и квазиупругие силы, их моменты компенсируют сейсмические силы и моменты этих сил. При этом здание в системе координат, связанной с центром Земли, остается в состоянии, близком к состоянию покоя.
Применение сейсмоизолирующих элементов 3 с шаровыми сегментами 4 и вставками 5 из упругого материала впервые дает возможность уменьшить влияние на сооружение движений грунта по шести степеням свободы не только поступательных, но и вращательных компонент.
Применение такой сейсмоизоляции позволяет повысить сейсмостойкость здания за счет понижения частоты собственных колебаний системы здание - сейсмоизоляции и выведения ее из диапазона частот спектра сейсмических волн, опасного в данной точке поверхности Земли. Сейсмоизолирующий эффект при этом обеспечивается при условиях:
(1)
где ho толщина свободной упругой вставки (до нагружения);
Е модуль Юнга материала вставки в нагруженном состоянии;
S площадь вставки одного сейсмоизолирующего элемента;
М вес здания, приходящийся на один элемент;
;
hмин толщина предельно нагруженной вставки;
hмин ≈ const;
ωz циклическая частота вертикальных колебаний грунта;
g 9,81 м/с2;
(2)
q=D/H; D диаметр шара, образующего сегменты;
Н высота сейсмоизолирующего элемента с упругими вставками в свободном, несжатом состоянии:
H ho + 2d,
где d высота шарового сегмента;
ωH циклическая частота горизонтальных колебаний грунта;
g 9,81 м/с2.
(1)
где ho толщина свободной упругой вставки (до нагружения);
Е модуль Юнга материала вставки в нагруженном состоянии;
S площадь вставки одного сейсмоизолирующего элемента;
М вес здания, приходящийся на один элемент;
;
hмин толщина предельно нагруженной вставки;
hмин ≈ const;
ωz циклическая частота вертикальных колебаний грунта;
g 9,81 м/с2;
(2)
q=D/H; D диаметр шара, образующего сегменты;
Н высота сейсмоизолирующего элемента с упругими вставками в свободном, несжатом состоянии:
H ho + 2d,
где d высота шарового сегмента;
ωH циклическая частота горизонтальных колебаний грунта;
g 9,81 м/с2.
При выполнении этих условий (1) и (2) здание изолировано от колебаний.
Из этих же соотношений определены и размеры (толщина, площадь) каждого элемента, сегментов и вставки.
Claims (1)
- Многоэтажное сейсмостойкое здание, включающее верхние этажи, опертые на пространственно-жесткий первый этаж с жесткой опорной плитой, установленной на плиту фундамента через сейсмоизолирующие элементы в виде верхнего и нижнего шаровых сегментов, соединенных между собой цилиндрической вставкой, отличающееся тем, что вставка выполнена из упругого материала, а форма и размеры ее и всего сейсмоизолирующего элемента определены из соотношений
где ho толщина свободной упругой вставки;
E модуль Юнга упругого материала вставки;
S площадь вставки одного элемента;
Mд вес здания, приходящийся на один элемент;
k hmin/ho, hmin≈const толщина предельно нагруженной вставки;
q D/H, где D диаметр шара, образующего сегменты;
H ho + 2d высота сейсмоизолирующего элемента с упругой вставкой в свободном несжатом состоянии, d- высота шарового сегмента;
ωz и циклическая частота соответственно вертикальных и горизонтальных колебаний грунта;
g 9,8 м/с2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5041899 RU2066362C1 (ru) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Многоэтажное сейсмостойкое здание |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5041899 RU2066362C1 (ru) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Многоэтажное сейсмостойкое здание |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2066362C1 true RU2066362C1 (ru) | 1996-09-10 |
Family
ID=21604063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5041899 RU2066362C1 (ru) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Многоэтажное сейсмостойкое здание |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066362C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661512C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова" (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) | Кинематическая опора для сейсмостойкого здания, сооружения |
RU2693064C1 (ru) * | 2018-10-17 | 2019-07-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Устройство компенсации колебаний высотных сооружений |
-
1992
- 1992-05-13 RU SU5041899 patent/RU2066362C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1009926, кл. E 04 H 9/02, 1990. Авторское свидетельство СССР № 947367, кл. Е 04 Н 9/02, 1982. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661512C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова" (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) | Кинематическая опора для сейсмостойкого здания, сооружения |
RU2693064C1 (ru) * | 2018-10-17 | 2019-07-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Устройство компенсации колебаний высотных сооружений |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4111560B2 (ja) | 土壌堆積物により覆われた岩盤層上に建設されている施設 | |
RU2066362C1 (ru) | Многоэтажное сейсмостойкое здание | |
US6151844A (en) | Relative gravity of structures | |
Manjunath et al. | Seismic analysis of multi storey building with flat slab resting on plain and sloping ground | |
JP3854321B2 (ja) | 免震基礎 | |
Cherepinskiy | Seismic isolation of buildings with application of the kinematics bases | |
JP4990729B2 (ja) | 免震建物 | |
Mavroulis et al. | The January-February 2014 Cephalonia (Ionian Sea, western Greece) earthquake sequence: damage pattern on buildings | |
JP6383532B2 (ja) | 既存構造物の免震化方法 | |
Khatri et al. | Effect of Shear Wall in Seismic Performance of High-Rise Irregular RC Framed Building | |
SU1705530A1 (ru) | Многоэтажное сейсмостойкое здание | |
RU2062833C1 (ru) | Сейсмостойкий фундамент (варианты) | |
RU2196211C2 (ru) | Многоэтажное сейсмостойкое здание | |
JP2002047828A (ja) | 建物の高減衰架構 | |
JPH0660538B2 (ja) | 建物本体の重量を利用した動的制振方法および装置 | |
RU2033514C1 (ru) | Многоэтажное сейсмостойкое здание | |
Skinner | Damage mechanisms and design lessons from Caracas | |
Mishra et al. | Reinforced Concrete Shear Wall System and its Effectiveness in Highrise Buildings | |
JP3713646B2 (ja) | 免震構造 | |
SU949148A1 (ru) | Каркас сейсмостойкого многоэтажного здани | |
Tallapalem et al. | Analysis of Multi-Storey Building in Different Seismic Zones of India | |
Vanshaj et al. | Seismic response of multistorey flat slab building with and without shear wall | |
RU2025563C1 (ru) | Многоэтажное сейсмостойкое здание | |
SU1507943A1 (ru) | Многоэтажное сейсмостойкое здание | |
JPH0312620B2 (ru) |