RU2143031C1

RU2143031C1 - Support of antiseismic structure of building

Info

Publication number: RU2143031C1
Application number: RU98111794A
Authority: RU
Inventors: Б.П. Таланов
Original assignee: Таланов Борис Петрович
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 1999-12-20

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: this relates to main components of building which ensure seismic stability of building itself. Support of antiseismic structure of building has post secured on foundation with bowl in its upper part and with sleeve inside it. Liquid is contained between them. Distance between bowl and sleeve corresponds to maximal amplitude of possible oscillations. Sleeve is connected by fittings with supporting lower plate of building block. Supporting lower plate is located with clearance relative to ground. Dimension of clearance is larger than amplitude of vertical oscillations and oscillations caused by possible underflooding. Located inside bowl with sleeve are pairs of bawl-sleeve units with liquid between them and with air clearance between pairs with provision of movable joint and overflow levels with increasing towards center of support. They are connected by flexible pipes with drain line. All bowls are connected with supporting plate through fittings. Sleeves are connected with block of building. Application of aforesaid embodiment of support ensures seismic stability of building at any value of amplitude and direction of oscillations to keep building intact at inundation and flood of rivers. Volume of supports can be reduced. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 5 dwg

Description

Техническое решение относится к основным элементам здания, которые обеспечивают сейсмостойкость самого здания при любой величине амплитуды и направлении колебания с учетом статистических значений колебаний для данной местности. Возможно получение значительного запаса по прочности для универсальности применения опоры. The technical solution relates to the basic elements of the building, which ensure the earthquake resistance of the building itself at any amplitude and direction of vibration, taking into account the statistical values of the vibrations for a given area. It is possible to obtain a significant margin of strength for the versatility of the support.

Кроме предохранения здания от колебаний опора позволяет сохранить здание и при наводнении при разливе рек, причем эти стихийные бедствия часто совпадают и усугубляются при намокании фундамента, что приводит к потере прочностных характеристик. In addition to protecting the building from fluctuations, the support allows you to save the building during floods during floods, and these natural disasters often coincide and are aggravated when the foundation gets wet, which leads to a loss of strength characteristics.

Известны сейсмостойкие конструкции зданий, когда устойчивость обеспечивается повышенной прочностью самого блока здания, что сейчас и делается. Однако такое техническое решение не позволяет эффективно защитить здание от колебаний, а от наводнения тем более при намокании и пропитывании фундамента водой. Имеются технические решения, которые снижают усилие при передаче от опор к самому зданию. Опоры таких зданий выполняют либо в виде шарнирно опирающихся свай (а. с. N 1654461, 1991 г., кл. E 04 H 9/02), либо опоры выполняют в виде стоек, которые в радиальном направлении соединяются с блоком здания амортизаторами, а плиты сверху и снизу здания соединены между собой и верхней частью опоры в виде стойки, которая размещена внутри шахты, тягами (патент Германии N 3325783, 1984 г., кл. E 04 H 9/02). Earthquake-resistant structures of buildings are known when stability is ensured by the increased strength of the building block itself, which is now being done. However, such a technical solution does not allow to effectively protect the building from fluctuations, and especially against flooding, especially when the foundation is wet and soaked in water. There are technical solutions that reduce the force during transmission from the poles to the building itself. The supports of such buildings are either made in the form of articulated piles (a.s. N 1654461, 1991, class E 04 H 9/02), or the supports are made in the form of struts that are radially connected to the building block with shock absorbers, and the plates above and below the building are interconnected and the upper part of the support in the form of a rack, which is placed inside the shaft, with rods (German patent N 3325783, 1984, class E 04 H 9/02).

Общими недостатками можно считать достаточно значительную жесткость опоры, зависимость от трения и размещение ниже центра масс (первый аналог), невозможность обеспечения колебаний и их ограничений за счет амортизаторов, почти полная передача колебаний в вертикальном направлении. General disadvantages can be considered quite significant rigidity of the support, dependence on friction and placement below the center of mass (the first analogue), the impossibility of providing oscillations and their limitations due to shock absorbers, almost complete transmission of vibrations in the vertical direction.

Наиболее близким можно считать техническое решение по патенту RU N 2074303, 1994 г., кл. E 04 H 9/02. Известная сейсмостойкая конструкция здания содержит опору со стойкой, закрепленной на фундаменте, с чашей в своей верхней части и стаканом, обращенным дном к дну чаши, и заполненной жидкостью между ними с расстоянием между стенками чаши и стаканом, соответствующим максимальной амплитуде колебаний при землетрясении, причем стакан соединен арматурой с нижней плитой блока здания, которая размещена с зазором относительно грунта с размером не менее максимальной величины вертикальной амплитуды колебания. The closest we can consider the technical solution according to patent RU N 2074303, 1994, class. E 04 H 9/02. Known earthquake-resistant construction of the building contains a support with a stand fixed on the foundation, with a cup in its upper part and a cup facing the bottom of the cup, and filled with liquid between them with a distance between the walls of the cup and the cup corresponding to the maximum amplitude of oscillations during an earthquake, and the cup connected by reinforcement to the bottom plate of the building block, which is placed with a clearance relative to the ground with a size not less than the maximum value of the vertical amplitude of the oscillation.

Можно отметить следующий недостаток: размер объема внутри чаши требует искажения внешнего вида здания, в особенности для многоэтажного, хотя и масса самой жидкости мала и встретит затруднения при архитектурной проработке здания, да и вообще размеры вспомогательных элементов здания не должны влиять на внешний вид, т. е. необходимо снизить объем опор, чтобы они не влияли на вид здания. The following drawback can be noted: the size of the volume inside the bowl requires distortion of the appearance of the building, especially for a multi-storey building, although the mass of the liquid itself is small and will encounter difficulties in the architectural study of the building, and indeed the dimensions of the auxiliary elements of the building should not affect the appearance, t. E. It is necessary to reduce the volume of supports so that they do not affect the appearance of the building.

Такой технический результат достигается тем, что в опоре сейсмостойкой конструкции здания, которая содержит стойку, закрепленную на фундаменте, с чашей в своей верхней части и стаканом внутри с жидкостью между ними и расстоянием между чашей и стаканом, соответствующим максимальной амплитуде возможных колебаний, причем стакан соединен арматурой с опорной нижней плитой блока здания, которая размещена с зазором относительно грунта с размером более амплитуды колебаний вертикальных и возможного подтопления, согласно изобретению, внутри чаши со стаканом размещают последовательно внутри пары чаш со стаканом с жидкостью между ними и воздушным зазором между парами и подвижным соединением, и переливным уровнем с его повышением от внешней пары к внутренней при соединении их со сливной магистралью гибкими трубками, причем каждая чаша соединена со стойкой через арматуру, а стаканы - с блоком здания. This technical result is achieved by the fact that in the support of the earthquake-resistant structure of the building, which contains a stand fixed on the foundation, with a bowl in its upper part and a glass inside with liquid between them and the distance between the bowl and glass, corresponding to the maximum amplitude of possible vibrations, and the glass is connected reinforcement with a base lower slab of a building block, which is placed with a gap relative to the ground with a size greater than the amplitude of the oscillations of the vertical and possible flooding, according to the invention, inside shea with a glass are placed sequentially inside a pair of cups with a glass with liquid between them and the air gap between the pairs and the movable connection, and the overflow level with its increase from the outer pair to the inner pair when connecting them to the drain line with flexible tubes, each bowl is connected to the rack through fittings, and glasses - with the building block.

На чертежах упрощенно представлено техническое решение, позволяющее воплотить его для различных вариантов здания. The drawings simplify the technical solution that allows you to translate it for various building options.

На фиг. 1 представлена сама опора в разрезе по оси, на фиг. 2 - разрез здания в двух вариантах исполнения с размещением опоры внутри здания и выше него, на фиг. 3, 4, 5 - вид сверху на здание при различном размещении опор. In FIG. 1 shows the support itself in section along the axis, in FIG. 2 is a sectional view of a building in two versions with placement of a support inside and above the building, in FIG. 3, 4, 5 - a top view of the building with different placement of supports.

Опора содержит стойку 1, закрепленную на фундаменте 2. В верхней части стойки 1 закреплена пара: чаша 3 и стакан 4 с жидкостью между ними 5 и гибкой трубкой 6, определяющей переливной уровень жидкости 5. Таких пар чаша 3 и стакан 4 размещено последовательно несколько, определяемых расчетом, т. к. каждая пара будет увеличивать подъемную силу почти пропорционально числу пар. Между внешней поверхностью стакана 4 и следующей чашей образована воздушная полость с обеспечением подвижной посадки с запасом (образованы сваркой). Все чаши соединены между собой арматурой 7, а все стаканы 4 соединены с арматурой 8 с опорной нижней плитой 9 блока здания 10. На нижней плите 9 закреплены грузы 11 сменные. Такие опоры могут быть установлены внутри (левая часть фиг. 2) или выше блока здания 10, а в плане: вне здания с арматурой по диагонали или вне здания (фиг. 3, 4) - одна или более, или внутри здания - при его протяженности (фиг. 5). Всегда соединение стаканов 4 осуществляют выше жидкости в крайнюю внутреннюю полость между чашей 3 и стаканом 4, есть и запорная арматура (все эти элементы условно не показаны). Откачку жидкости лучше всего осуществлять сифоном. При возникновении любого направления колебаний будет перемещаться опора на фундаменте; будет меняться зазор между чашей и стаканом 3, 4 без силового контакта, т.к. массы предварительно уравновешены грузами 11. Обязательно в водной среде должны быть гибкие вставки (не показаны условно), чтобы возвращать в начальное положение все чаши и стаканы 3, 4, т.к. силовая система может привести к касанию поверхностей стакана и чаши 3, 4. The support contains a rack 1, mounted on the foundation 2. In the upper part of the rack 1, a pair is fixed: a bowl 3 and a glass 4 with liquid between them 5 and a flexible tube 6 that defines the overflow level of liquid 5. There are several such pairs of bowl 3 and glass 4, determined by calculation, since each pair will increase the lifting force almost proportionally to the number of pairs. An air cavity is formed between the outer surface of the cup 4 and the next cup, providing a secure fit with a margin (formed by welding). All bowls are interconnected by reinforcement 7, and all glasses 4 are connected to reinforcement 8 with a supporting lower plate 9 of the building block 10. On the lower plate 9 are fixed loads 11 interchangeable. Such supports can be installed inside (the left part of Fig. 2) or above the building block 10, and in the plan: one or more outside the building with fittings diagonally or outside the building (Fig. 3, 4), or inside the building - if it is extent (Fig. 5). Always the connection of the glasses 4 is carried out above the liquid into the extreme internal cavity between the bowl 3 and the glass 4, there is also a stop valve (all these elements are not shown conditionally). Pumping liquid is best done by siphon. If any direction of oscillation occurs, the support on the foundation will move; the gap between the bowl and the glass 3, 4 without force contact will change, because the masses are pre-balanced by weights 11. Be sure to have flexible inserts (not shown conditionally) in the aquatic environment in order to return all bowls and glasses 3, 4 to their initial position, because the power system can lead to touching the surfaces of the glass and bowl 3, 4.

Замечания:
1. Достигаются все поставленные цели:
- полная силовая развязка блока здания и опоры, причем при любом возможном возмущении и даже перекосе стойки;
- достигается полная независимость от наводнения любого уровня;
- сам блок здания может быть любого размера и любых материалов по массе, т. к. каждая пара чаша-стакан практически увеличивает подъемную силу в два раза;
- все внешние коммуникации могут быть либо разрушаемыми, либо гибкими;
- если фундамент выполнен со штангами радиальными, то и при трещине здание будет цело;
- система проста, дешева, не меняет традиционный вид и может быть использована в любой местности;
- в качестве наружной чаши может быть использована и сама стойка, если она полая и значительных размеров для больших зданий;
- вода может быть использована и для тушения пожара, которая расположена между чашами и стаканами, при низких температурах можно организовать протечку постоянную горячей воды малого расхода.Remarks:
1. All the goals are achieved:
- full power isolation of the building block and support, and with any possible disturbance and even skew of the rack;
- full independence from floods of any level is achieved;
- the building block itself can be of any size and any materials by weight, because each pair of bowl-glass practically doubles the lifting force;
- all external communications can be either destructible or flexible;
- if the foundation is made with radial rods, then with a crack the building will be intact;
- the system is simple, cheap, does not change the traditional look and can be used in any locality;
- the stand itself can also be used as the outer bowl if it is hollow and of considerable size for large buildings;
- water can be used to extinguish the fire, which is located between the cups and glasses, at low temperatures, it is possible to organize a leakage of constant hot water of low flow.

Claims

A support for the earthquake-resistant structure of the building, comprising a stand fixed to the foundation with a bowl in its upper part and a glass inside with a liquid between them and a distance between the bowl and the glass corresponding to the maximum amplitude of possible vibrations, the glass being connected by reinforcement to the base lower plate of the building block, which is located with a gap relative to the soil with a size greater than the amplitude of the oscillations of the vertical and possible flooding, characterized in that inside the bowl with a glass placed pair of bowl - glass with liquid between between them and the air gap between the pairs to ensure a movable connection and overflow levels with an increase to the center of the support, which are connected by flexible tubes to the drain line, all cups are connected to the lower support by the plate through the fittings, and the glasses - with the building block.