RU2388869C2 - Seismic isolating foundation and method of erecting building thereon - Google Patents
Seismic isolating foundation and method of erecting building thereon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388869C2 RU2388869C2 RU2007140020/03A RU2007140020A RU2388869C2 RU 2388869 C2 RU2388869 C2 RU 2388869C2 RU 2007140020/03 A RU2007140020/03 A RU 2007140020/03A RU 2007140020 A RU2007140020 A RU 2007140020A RU 2388869 C2 RU2388869 C2 RU 2388869C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- walls
- seismic
- horizontal
- foundation
- base plate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, в частности, к сейсмостойким фундаментам зданий и сооружений и предназначено для снижения в них горизонтальных инерционных нагрузок, вызываемых внешним воздействием от сейсмических и техногенных колебаний грунта.The invention relates to the field of construction, in particular, to earthquake-resistant foundations of buildings and structures, and is intended to reduce the horizontal inertial loads caused by external influences from seismic and man-made soil vibrations.
Известно «Модульное антисейсмическое защитное устройство для использования в зданиях и аналогичных сооружениях» (см. патент РФ №2250308, M.кл7 E02D 27/34, опубл. 2005.04.20), состоящее из множества уложенных вплотную в одной плоскости горизонтальных модулей, каждый из которых состоит из двух расположенных одна над другой идентичных жестких деталей, соединенных в центре с помощью сайлент-блока между ними, и заключающих между собой автомобильную шину, создавая замкнутую деформируемую упругую камеру, заполненную пластмассовыми гранулами, которые имеют гидравлические свойства, вследствие малой сжимаемости и возможности позволять изменять свою форму упругой камере вследствие проскальзывания гранул относительно друг друга без изменения объема камеры.Known "Modular anti-seismic protective device for use in buildings and similar structures" (see RF patent No. 2250308, M.cl 7 E02D 27/34, publ. 2005.04.20), consisting of many horizontal modules laid closely in one plane, each of which consists of two identical rigid parts located one above the other, connected in the center by means of an silent block between them and enclosing a car tire, creating a closed deformable elastic chamber filled with plastic granules that have hydraulic properties, due to low compressibility and the ability to allow the elastic chamber to change its shape due to the slipping of granules relative to each other without changing the volume of the chamber.
Недостатком такого решения является малая податливость устройства при горизонтальных смещениях верхней, несущей жесткой детали относительно нижней, опорной жесткой детали, что создает относительно малое снижение горизонтальной сейсмической инерционной нагрузки здания, как за счет значительной жесткости на сдвиг армированного кордом материала шины, так и за счет большой силы трения гранул, прижатых друг к другу силой веса здания. Кроме того, происходящее при этом снижение частоты основного тона собственных горизонтальных колебаний здания, стоящего на таком основании, также не является по той же причине достаточным, чтобы выйти из диапазона обычных частот землетрясений для исключения резонанса. При этом недолговечность материала изношенных шин вследствие старения - очевидный недостаток.The disadvantage of this solution is the low flexibility of the device with horizontal displacements of the upper supporting rigid part relative to the lower supporting rigid part, which creates a relatively small decrease in the horizontal seismic inertial load of the building, both due to the significant shear stiffness of the tire-reinforced tire material and due to the large friction forces of granules pressed against each other by the weight of the building. In addition, the decrease in the frequency of the fundamental tone of the natural horizontal vibrations of a building, standing on such a basis, is also not sufficient for the same reason to go beyond the range of ordinary earthquake frequencies to exclude resonance. At the same time, the fragility of the material of worn tires due to aging is an obvious drawback.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сути и достигаемому результату является амортизирующее устройство для защиты объектов от сейсмических воздействий (см. патент РФ №2072406, M.кл6 E02D 27/34, опубл. 1997.01.27), состоящее из фундаментного и телескопически входящего в него с некоторым горизонтальным зазором опорного элементов, первый из которых имеет по контуру обрамляющую стенку. Кольцевой зазор между стенкой и вертикальной наружной поверхностью опорного элемента составляет часть герметичной гидросистемы и перекрыт сверху гибкой нерастяжимой оболочкой, допускающей относительные перемещения элементов за счет избыточности ее размеров, дающей ей дугообразность формы в пролете между креплениями к стенке и поверхности опорного элемента. Нижняя поверхность опорного элемента может иметь отдельные сплошные или точечные или ленточные опоры, передающие от него нагрузку на плиту фундаментного элемента при опущенном состоянии опорного элемента. Замкнутая герметичная полость между элементами заполнена жидкостью, например, водой. В совокупности устройство представляет собой плоскую коробчатую конструкцию круглой, прямоугольной или другой формы в плане, которая располагается между фундаментом защищаемого объекта и его несущими элементами. В замкнутой полости создают избыточное давление для уравновешивания веса объекта на опорном элементе. При этом, в первом случае, действующие между смежными контактными поверхностями опорного и фундаментного элементов напряжения, создающие силы сухого трения становятся уменьшенными до необходимого малого значения или, во втором случае, равными нулю вследствие образования вертикального зазора за счет поднятия опорного элемента гидравлическим давлением. Второй, нефрикционный вариант функционирования данного устройства взят в качестве прототипа предлагаемого изобретения, т.к. он близок к нему. В этом прототипе давление в гидросистеме создается заранее, обеспечивая горизонтальную подвижность объекта без влияния сил трения и сцепления опорного элемента объекта с фундаментом. Горизонтальная реакция создается только различием реакций из-за разных углов наклона в местах креплений перекрывающей зазор между стенками гибкой оболочки, которое возникает при отклонениях от начального положения равновесия.Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a shock-absorbing device for protecting objects from seismic effects (see RF patent No. 2072406, M.cl 6 E02D 27/34, publ. 1997.01.27), consisting of a base and telescopically incoming into it with some horizontal clearance of the supporting elements, the first of which has a framing wall along the contour. The annular gap between the wall and the vertical outer surface of the support element is part of a sealed hydraulic system and is blocked from above by a flexible inextensible shell that allows relative movement of elements due to the redundancy of its dimensions, giving it an arched shape in the span between the fastenings to the wall and the surface of the support element. The lower surface of the support element may have separate solid or point or tape supports transmitting from it the load on the plate of the foundation element when the support element is lowered. A closed sealed cavity between the elements is filled with liquid, for example, water. In aggregate, the device is a flat box-shaped structure of a round, rectangular or other shape in plan, which is located between the foundation of the protected object and its supporting elements. In a closed cavity, excessive pressure is created to balance the weight of the object on the support element. In this case, in the first case, the stresses acting between the adjacent contact surfaces of the support and foundation elements that create dry friction forces become reduced to the required small value or, in the second case, equal to zero due to the formation of a vertical gap due to the lifting of the support element by hydraulic pressure. The second, non-friction version of the functioning of this device is taken as a prototype of the invention, because he is close to him. In this prototype, the pressure in the hydraulic system is created in advance, providing horizontal mobility of the object without the influence of friction and adhesion of the supporting element of the object to the foundation. The horizontal reaction is created only by the difference in reactions due to different angles of inclination in the places of fastenings that overlap the gap between the walls of the flexible shell, which occurs when deviations from the initial equilibrium position.
Недостатком такого устройства является малая величина возможных горизонтальных перемещений объекта из-за ограничений величины горизонтального зазора между стенками, накладываемых ограниченной прочностью оболочки над увеличенным зазором, и очень сложно деформирующих многокомпонентных концентраций напряжений от усилий в оболочке, требующих особых материалов и технологии изготовления оболочки для достижения достаточного уровня надежности и долговечности. Кроме того, при существенных величинах горизонтальных смещений грунта от сейсмических колебаний, для того чтобы из-за возможного уноса здания не произошло исчерпание горизонтального зазора и удара стенок друг о друга, оболочка должна их инерционные силы воспринять своей силовой горизонтальной реакцией, образуемой только за счет разного в местах крепления изменения углов наклона противоположных краев при ее перемещениях. А для этого потребуется избыточное давление гораздо большее, чем то, которое приподнимет объект с образованием рабочего вертикального зазора под опорным элементом. Такое давление будет еще больше напрягающим оболочку. Все это препятствует достижению полного технического результата, достигая его лишь частично, в случаях воздействий с малыми амплитудами колебаний грунта, что снижает надежность.The disadvantage of this device is the small amount of possible horizontal displacements of the object due to the limitations of the horizontal gap between the walls, imposed by the limited strength of the shell over the increased gap, and it is very difficult to deform multicomponent stress concentrations from forces in the shell, requiring special materials and manufacturing technology of the shell to achieve sufficient level of reliability and durability. In addition, with significant values of horizontal displacements of the soil from seismic vibrations, so that, due to possible ablation of the building, there is no exhaustion of the horizontal gap and impact of the walls against each other, the shell must perceive their inertial forces with its horizontal force reaction, formed only due to different in places of attachment, changes in the angles of inclination of opposite edges when it moves. And for this, excess pressure will be required much more than that which will lift the object with the formation of a working vertical clearance under the support element. Such pressure will be even more annoying shell. All this impedes the achievement of a complete technical result, reaching it only partially, in cases of impacts with small amplitudes of soil vibrations, which reduces reliability.
Задачей заявляемого изобретения является снятие жестких ограничений горизонтальных амплитуд взаимных смещений фундамента и объекта при воздействии сейсмических колебаний и достижение необходимого снижения горизонтальных инерционных нагрузок на сейсмоизолируемый объект, обусловленного этим и одновременным условием достаточной минимизации сил трения горизонтально-подвижных опор и уменьшения жесткости возвращающих к положению равновесия элементов для снижения их горизонтальной реакции, фактически определяющей в сумме с силами трения величину инерционных нагрузок.The objective of the invention is to remove the stringent restrictions of the horizontal amplitudes of the mutual displacements of the basement and the object when exposed to seismic vibrations and to achieve the necessary reduction of horizontal inertial loads on the seismically insulated object, due to this and the simultaneous condition of sufficient minimization of the friction forces of horizontally movable supports and reduce stiffness returning elements to the equilibrium position to reduce their horizontal reaction, which in fact determines in total with forces t eniya magnitude of inertial loads.
Решение технической задачи достигается тем, что выполненный с использованием опорных замкнутых гидрообъемов прототипа фундамент содержит опорную плиту объекта, фундаментную плиту и между ними сейсмоопоры, обеспечивающие в отличие от прототипа практически не ограничиваемую амплитуду горизонтальной подвижности опорной плиты относительно фундаментной плиты за счет наличия в каждой сейсмоопоре отдельного замкнутого гидрообъема жидкости, например, воды, сверху ограниченного нижней поверхностью опорной плиты непосредственно или через дополнительный сплошной опорный элемент, снизу - гладким покрытием плоской поверхности верха фундаментной плиты, а с боков - замкнутым периметром контура стенок постоянной высоты, которые своим верхом глухо соединены с низом опорной плиты или упомянутым дополнительным опорным элементом и имеют возле низа стенок сплошное в виде полосы по всему их внутреннему контуру горизонтальное скользящее уплотнение вертикального зазора между стенками и плоским верхом фундаментной плиты, изготовленное с использованием антифрикционного материала, например, тефлона, установленное внутри контура стенок и прижимаемое к гладкой верхней плоскости фундаментной плиты в дополнение к действию постоянного внутреннего давления воды в гидрообъеме действием пружин дополнительного прижатия, обеспечивающих герметичность за счет достаточного превышения контактного давления уплотнения как в статическом состоянии, так и при скольжениях над значением внутреннего гидравлического давления, фиксирующего опорную плиту объекта и все контуры стенок над фундаментной плитой в приподнятом от нее состоянии на величину рабочего вертикального зазора, для чего замкнутый по контуру элемент горизонтально скользящего уплотнения выполнен имеющим снаружи со стороны стенок гидрообъема замкнутый контур вертикальной стенки частичной высоты, у верха которой этот контур по периметру снабжен выступающим наружу сплошным горизонтальным консольным ограничивающим выступом, имеющим горизонтальный зазор между ним и внешними стенками, который в максимально опущенном относительно этих стенок состоянии элемента горизонтально скользящего уплотнения уперт сверху в ограничитель его вертикального выдвижения вниз, выполненный в виде выступающего внутрь по всему периметру низа контура стенки гидрообъема сплошного горизонтального консольного выступа, имеющего горизонтальный зазор от контура стенки, принадлежащей элементу скользящего уплотнения. Между ограничителем выдвигания вниз в виде упомянутого выступа низа стенок гидрообъема и упертым в него сверху ограничивающим выступом верха стенок на контуре элемента горизонтально скользящего уплотнения расположен враспор между вертикальными стенками по всему периметру сплошной полужесткий уплотняющий элемент сальника, толщина которого обеспечивает герметичность и возможность выдвижения низа скользящего горизонтально уплотнения до значения, равного максимально возможному вертикальному зазору стенок над покрытием верха фундамента, а для возврата опорной плиты объекта из горизонтально отклоненного к начальному положению при сейсмическом воздействии введены внешние горизонтальные упругие элементы, каждый с одним концом, фиксированным на фундаментной плите, а с другим - на опорной плите объекта.The solution to the technical problem is achieved by the fact that the foundation made using the reference closed hydraulic volumes of the prototype contains the base plate of the object, the base plate and the seismic supports between them, which, in contrast to the prototype, provide practically unlimited amplitude of the horizontal mobility of the base plate relative to the base plate due to the presence of a separate seismic support closed hydraulic volume of a liquid, for example, water, bounded above directly by the lower surface of the base plate directly or through an additional continuous supporting element, from the bottom - a smooth coating of the flat surface of the top of the foundation plate, and from the sides - a closed perimeter of the contour of the walls of constant height, which with their top are blindly connected to the bottom of the base plate or the mentioned additional supporting element and have a solid strip in the form of a strip near the bottom to their entire inner contour, a horizontal sliding seal of the vertical gap between the walls and the flat top of the foundation plate, made using antifriction material, for example, Teflon mounted inside the wall contour and pressed against the smooth upper plane of the foundation plate in addition to the action of constant internal water pressure in the hydraulic volume by the action of additional compression springs, ensuring tightness due to a sufficient excess of the contact pressure of the seal both in a static state and when sliding over the value of the internal hydraulic pressure, fixing the base plate of the object and all the contours of the walls above the base plate in the raised from it melting by the value of the working vertical clearance, for which the horizontally sliding seal closed along the contour is made having a closed loop of a vertical wall of partial height outside the walls of the hydraulic reservoir, at the top of which this contour is provided with a continuous horizontal cantilever limiting protrusion protruding outward with a horizontal gap between him and the outer walls, which in the maximum lowered relative to these walls state of the horizontally sliding element is sealed The top is rested against the limiter for its vertical extension downward, made in the form of a continuous horizontal cantilever protrusion protruding inwardly around the bottom of the bottom of the wall contour wall, having a horizontal gap from the wall contour belonging to the sliding seal element. Between the vertical extension downward protrusion in the form of the said protrusion of the bottom of the walls of the hydraulic reservoir and the limiting protrusion of the top of the walls supported on top of it on the contour of the horizontally sliding seal element, there is opposed between the vertical walls around the entire perimeter a solid semi-rigid sealing element of the stuffing box, the thickness of which ensures tightness and the possibility of sliding the bottom of the sliding horizontally sealing to a value equal to the maximum possible vertical clearance of the walls above the top of the foundation cient, and to return the object of the baseplate horizontally deflected to the initial position under seismic impact introduced external horizontal elastic elements each having one end fixed on the base plate, and on the other - on the baseplate object.
Возведение здания на опорах данного заявляемого устройства содержит приводимую ниже последовательность действий: в состоянии монтажа и возведения опорной плиты и объекта гидравлическое давление в гидрообъемах сейсмоопор отсутствует, скользящие уплотнительные элементы вдвинуты вверх в контуры стенок гидрообъемов сейсмоопор, опорная плита оперта на стенки гидрообъемов и, при необходимости снижения контактных сил, - на добавленные внутри контуров этих стенок дополнительные опоры с высотой, равной высоте стенок всех гидрообъемов, после возведения здания гидрообъемы заполняют одновременно водой до одинакового рабочего давления и замыкают каждый от любого перетока воды после достижения поднятия стенок над фундаментом на величину рабочего зазора, значение величины которого определено по условию отсутствия контакта стенок и фундамента разностью высотных отметок деформированной опорной плиты объекта в месте опоры с максимальной величиной прогиба опорной плиты от вертикальных нагрузок относительно места опоры с наивысшим выгибом вверх опорной плиты над упомянутой опорой с максимальным прогибом и принято равным наибольшей разности упомянутых высотных отметок.The erection of the building on the supports of this inventive device contains the following sequence of actions: in the state of installation and erection of the base plate and the object, there is no hydraulic pressure in the hydraulic volume of the seismic support, sliding sealing elements are pushed up into the contours of the walls of the hydraulic volume of the seismic support, the base plate is supported on the walls of the hydraulic volume and, if necessary reduction of contact forces, - additional supports added inside the contours of these walls with a height equal to the height of the walls of all hydraulic volumes, last the building’s erection, hydraulic volumes are filled simultaneously with water to the same working pressure and each one is closed from any water flow after reaching raising the walls above the foundation by the value of the working gap, the value of which is determined by the condition of the absence of contact between the walls and the foundation by the difference in elevations of the deformed base plate of the object at the the maximum deflection of the base plate from vertical loads relative to the place of support with the highest bend up of the base plate above said Ora maximum deflection and taken to be the largest difference of said elevations.
Данное устройство сейсмоизолирующего фундамента на гидроопорах позволит достичь требуемого технического результата снижения горизонтальных инерционных нагрузок зданий от сейсмических и техногенных воздействий колебаний грунта, практически сняв ограничения по их горизонтальным амплитудам.This device of a seismic insulating foundation on hydro-supports will allow to achieve the required technical result of reducing the horizontal inertial loads of buildings from seismic and technogenic effects of soil vibrations, almost removing the restrictions on their horizontal amplitudes.
Сущность заявляемого изобретением устройства сейсмоизолирующего фундамента поясняется чертежами, где на фиг.1. дан план фундамента с сейсмоопорами и опорной плитой объекта; на фиг.2. показан поперечный разрез по А-А.The essence of the claimed invention, the device seismic isolation foundation is illustrated by drawings, where in Fig.1. a foundation plan with seismic supports and an object base plate is given; figure 2. shows a cross section along aa.
Пример конкретной реализации устройства.An example of a specific implementation of the device.
Фундамент, содержащий фундаментную плиту на грунте 1, опорную плиту 2 с сейсмоизолируемым объектом 3 и выполненные каждая в виде замкнутого герметичного заполненного водой гидрообъема сейсмоопоры 4 расположенные между ними для возможности горизонтальной подвижности опорной плиты 2 относительно фундаментной плиты 1. Для достижения решения задачи изобретения замкнутый гидрообъем каждой сейсмоопоры отделен от остальных и ограничен сверху неподвижно связанным с опорной плитой 2 опорным элементом сейсмоопоры 5, снизу ограничен гладким покрытием 6 поверхности верха фундаментной плиты 1, а с боков - замкнутым периметром стенок 7 постоянной высоты, глухо соединенных верхом с опорным элементом 5. Понизу внутри стенок расположено сплошной полосой по всему их контуру горизонтально скользящее уплотнение вертикального зазора между стенками 7 и покрытием 6, сделанное с использованием детали из листового тефлона 8 и прижимаемое к покрытию 6 пружинами дополнительного прижатия 9, обеспечивая герметичность за счет достаточного превышения контактного давления детали уплотнителя 8 над постоянным внутренним гидравлическим давлением гидрообъема, которое фиксирует опорную плиту 2 и опорный элемент 5 со стенками 7 в приподнятом состоянии над покрытием 6 на высоте, равной рабочему вертикальному зазору, принятому с учетом возможных изменений изгиба опорной плиты 2 из-за вариаций временных нагрузок. Прижимающая деталь скользящего уплотнения 10, на которой снизу фиксирована деталь из тефлона 8, имеет по наружному контуру сплошную вертикальную стенку 11 с выступом наружу 12 по всему контуру верха стенки 11, который имеет горизонтальный зазор от стенки 7. Стенка 7 для ограничения выдвигания вниз деталей 8 и 10 снабжена понизу таким же выступом 13, но направленным вовнутрь. Враспор между стенками 7 и 11 по всему периметру расположен непрерывный по контуру полужесткий уплотняющий элемент сальника 14, толщина которого обеспечивает герметичность и возможность выдвигания вниз деталей 8 и 10 до значения, равного максимально возможному зазору между стенками 7 и покрытием 6. Для горизонтального возврата опорной плиты 2 с объектом 3 к начальному положению устройство фундамента содержит внешние упругие горизонтальные элементы 15 в виде пружин сжатия-растяжения, располагаемых парами под углом 90° друг к другу в плане с шарнирными креплениями одного конца каждой на вертикальных осях 16, соединенной с опорной плитой 2, а с другого конца на осях 17, соединенных с фундаментной плитой 1.A foundation containing a foundation plate on the
Способ возведения здания на опорах заявляемого устройства состоит в выполнении следующей последовательности действий: в состоянии монтажа и возведения опорной плиты 2 и объекта 3 гидрообъемы пусты, детали 8 и 10 вдвинуты вверх внутрь контуров стенок 7, а возводимую опорную плиту 2 опирают на стенки гидрообъемов 7 и на дополнительные опоры 18. После возведения здания 3 все гидрообъемы синхронно наполняют до одинакового рабочего давления и изолируют от взаимного перетока воды и дополнительной подачи ее. При этом контроль окончания заполнения осуществляют по достижению поднятия стенок 7 над покрытием 6 на величину рабочего зазора, принятого равным максимальной разности высотных отметок от изгиба опорной плиты 2 в местах сейсмоопор 4.The method of erecting a building on the supports of the claimed device consists in the following sequence of operations: in the installation and erection state of the
При сейсмическом или техногенном горизонтальном колебании грунта колеблющаяся вместе с грунтом фундаментная плита 1 совершает горизонтальные движения, а опорная плита 2 с объектом 3 остаются почти без движения, т.к. их суммарная инерционная сила не может по условиям равновесия всех действующих сил превысить относительно малую величину суммы сил трения гидроопор и пружин возвратных элементов 15, которая в максимально отклоненном состоянии, например на 0.2÷1.0 м, может быть существенно сниженной, например, до равенства 0.5÷1.5% от значения вертикальных нагрузок.With seismic or technogenic horizontal ground vibration, the
Возможности осуществления технического результата изобретения в виде снижения горизонтальной инерционной нагрузки объекта от сейсмического воздействия способствует реальная простота минимизации суммарной силы трения скольжения сейсмоопор путем уменьшения площади полос контуров скользящих по фундаменту плоскостей уплотнительных элементов из антифрикционного материала до 3÷5% от общей площади гидрообъемов сейсмоопор. Учитывая, например, коэффициент трения при использовании тефлона по гладкой стали, равный 0.05÷0.07, можно, пренебрегая малой добавкой давления от прижимных пружин, получить соответственно силу трения, равную 0.15÷0.35% от вертикальных нагрузок.The possibility of implementing the technical result of the invention in the form of reducing the horizontal inertial load of the object from seismic effects is facilitated by the real simplicity of minimizing the total sliding friction force of the seismic supports by reducing the area of the bands of the contours of the sealing elements of antifriction material sliding along the foundation to 3 ÷ 5% of the total area of the seismic support hydraulic volumes. Considering, for example, the friction coefficient when using Teflon on smooth steel, equal to 0.05 ÷ 0.07, we can neglect the small addition of pressure from the pressure springs to obtain, respectively, the friction force equal to 0.15 ÷ 0.35% of vertical loads.
При этом для возврата с приемлемой точностью к начальному положению достаточно величины силы упругих возвращающих к начальному положению пружинных элементов, превышающей в положении максимального отклонения силу трения в 3÷4 раза, т.е. общая максимальная реакция может составлять при этом 0.45÷1.4% от вертикальных нагрузок, и соответственно которую по условиям равновесия не может превысить величина горизонтальной сейсмической нагрузки. Это практически означает снижение сейсмических нагрузок до значений обычных ветровых воздействий, при которых, кроме самой сейсмоизоляции, не требуется антисейсмических мероприятий. Этому способствуют в совокупности и допущение увеличенных предельных амплитуд, весьма малое значение силы трения сейсмоопор и малое значение реакции упругих возвратных элементов при предельной амплитуде. При таких условиях соотношения общей максимальной горизонтальной реакции к вертикальной нагрузке и малости сил трения при допущении предельных амплитуд колебаний опорной плиты, например, в области до 0.2÷1.0 м, частота собственных колебаний объекта на сейсмоопорах обычно снижается далеко за пределы наинизших частот обычных сейсмических воздействий. Например, приняв допустимой горизонтальную инерционную нагрузку здания, равной 1.4% от его веса, включающего и опорную плиту, и взяв предельную горизонтальную амплитуду колебаний опорной плиты с объектом, равную 0.5 м, решая обратную задачу, как для динамической системы с одной степенью свободы, получим частоту собственных колебаний: f=0.5·(0.014/0.5)05=0.084 герц, (период Т=12 сек). Этот период колебаний намного, в 4÷5 раз больше периодов наинизших частот обычных землетрясений, что обеспечивает с избытком степень отстройки собственной частоты объекта от частот сейсмического воздействия.Moreover, to return with acceptable accuracy to the initial position, the strength of the elastic spring elements returning to the initial position is sufficient, which exceeds the friction force by 3–4 times in the position of maximum deflection, i.e. the total maximum reaction can be in this case 0.45–1.4% of the vertical loads, and accordingly, which, under equilibrium conditions, cannot exceed the value of the horizontal seismic load. This practically means a reduction in seismic loads to the values of ordinary wind effects, in which, in addition to seismic isolation, antiseismic measures are not required. This is facilitated in the aggregate by the assumption of increased limiting amplitudes, a very small value of the friction force of the seismic supports and a small value of the reaction of the elastic return elements at the limiting amplitude. Under such conditions, the ratio of the total maximum horizontal response to the vertical load and the small friction forces, assuming maximum oscillation amplitudes of the base plate, for example, in the region of 0.2–1.0 m, the natural frequency of the object on the seismic supports usually decreases far beyond the lowest frequencies of conventional seismic effects. For example, assuming the permissible horizontal inertial load of the building equal to 1.4% of its weight, including the base plate, and taking the maximum horizontal amplitude of vibrations of the base plate with the object equal to 0.5 m, solving the inverse problem, as for a dynamic system with one degree of freedom, we obtain natural vibration frequency: f = 0.5 · (0.014 / 0.5) 05 = 0.084 hertz, (period T = 12 sec). This oscillation period is much 4–5 times longer than the periods of the lowest frequencies of ordinary earthquakes, which provides with an excess the degree of detuning of the natural frequency of the object from the frequencies of seismic effects.
Возможности осуществления поддержания постоянного давления гидрообъемов, даже в случае незначительных утечек или испарения способствует то, что, как правило, это давление может не превышать давления в водопроводе сейсмоизолируемого объекта, для этого каждый гидрообъем одновременно с другими подключается через имеющийся в нем не допускающий обратного перетока воды обратный клапан к трубопроводу общего источника давления, периодически только на короткое время, достаточное для полного восстановления релаксированного давления, с обязательным перекрытием возможности дополнительной подпитки водой этих трубопроводов, чтобы при горизонтальном сейсмическом воздействии, в случае создания наклоняющим объект моментом сил в вертикальной плоскости, от действия сил, стремящихся поднять край опорной плиты в гидрообъемы, не происходило подсоса лишней воды.The possibility of maintaining a constant pressure of hydraulic volumes, even in the case of minor leaks or evaporation, is facilitated by the fact that, as a rule, this pressure may not exceed the pressure in the water supply of the seismically insulated object; for this, each hydraulic volume is connected to the others simultaneously through the existing one which does not allow backflow of water non-return valve to the pipeline of a common pressure source, periodically only for a short time, sufficient to fully restore the relaxed pressure, from the obligation overlapping the possibility of additional water supply for these pipelines, so that in case of horizontal seismic action, in the case of creating a moment of forces in the vertical plane by the tilting object, from the action of forces tending to raise the edge of the base plate into hydraulic volumes, there will be no suction of excess water.
Использование предлагаемого сейсмоизолирующего фундамента по сравнению с прототипом позволит повысить надежность при повышенных значениях горизонтальных амплитуд сейсмических колебаний грунта, а также долговечность конструкции. Ограничениями заявляемого изобретения являются значения предельных амплитуд смещений объекта относительно фундаментной плиты, а не деформации самого объекта, не превышающие их значений от действия, например, ветра, если в решении обратной задачи проектирования заданное значение горизонтальной инерционной нагрузки взято равным ему. Однако очевидно, что экономически целесообразнее решить проблему гибкого подвода коммуникаций к сильно смещаемому, но не повреждаемому зданию из несейсмических конструкций, чем делать сейсмостойкие конструкции всего здания, в которых допускается согласно нормам проектирования возникновение при землетрясениях частичных повреждений, могущих препятствовать дальнейшей эксплуатации зданий, но без обрушений, мешающих эвакуации, и которые подлежат затем восстановлению несущих конструкций или сносу.The use of the proposed seismic insulating foundation in comparison with the prototype will improve reliability with increased values of the horizontal amplitudes of seismic vibrations of the soil, as well as the durability of the structure. The limitations of the claimed invention are the values of the limiting amplitudes of the displacements of the object relative to the foundation plate, and not the deformation of the object itself, not exceeding their values from the action of, for example, wind, if in solving the inverse design problem the set value of the horizontal inertial load is taken equal to it. However, it is obvious that it is more economically feasible to solve the problem of flexible supply of communications to a strongly displaceable, but not damaged building from non-seismic structures, than to make earthquake-resistant structures of the entire building, in which, according to the design standards, partial damage can occur during earthquakes, which could prevent further operation of buildings, but without collapses that interfere with the evacuation, and which are then subject to restoration of supporting structures or demolition.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007140020/03A RU2388869C2 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Seismic isolating foundation and method of erecting building thereon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007140020/03A RU2388869C2 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Seismic isolating foundation and method of erecting building thereon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007140020A RU2007140020A (en) | 2009-05-10 |
| RU2388869C2 true RU2388869C2 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=41019498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007140020/03A RU2388869C2 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Seismic isolating foundation and method of erecting building thereon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2388869C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106638584A (en) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 林清辉 | Wind-resisting soft soil foundation engineering pile deviation prevention structure |
| RU2793482C1 (en) * | 2022-09-29 | 2023-04-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Энергозапас" | Method of protection of high-rise structures from seismic effects |
| WO2024072254A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Энергозапас" | Method for protecting tall structures against seismic effects |
-
2007
- 2007-10-29 RU RU2007140020/03A patent/RU2388869C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106638584A (en) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 林清辉 | Wind-resisting soft soil foundation engineering pile deviation prevention structure |
| RU2793482C1 (en) * | 2022-09-29 | 2023-04-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Энергозапас" | Method of protection of high-rise structures from seismic effects |
| WO2024072254A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Энергозапас" | Method for protecting tall structures against seismic effects |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007140020A (en) | 2009-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6966154B1 (en) | Earthquake protection consisting of vibration-isolated mounting of buildings and objects using virtual pendulums with long cycles | |
| US4644714A (en) | Earthquake protective column support | |
| US8402702B1 (en) | Aseismic sliding isolation system using hydromagnetic bearings | |
| JP2691471B2 (en) | Seismic isolation support device | |
| KR101915707B1 (en) | Seismic design the water tank | |
| CN104032766A (en) | LNG liquid storage tank shock insulation layer | |
| RU2388869C2 (en) | Seismic isolating foundation and method of erecting building thereon | |
| US5103605A (en) | Earthquake resistant building support system | |
| KR101351296B1 (en) | Earthquake-proof device having single stage structure | |
| KR101898619B1 (en) | Clamping device for water tank with seismic function | |
| KR102281791B1 (en) | Seismic Device for solar module structure | |
| RU101053U1 (en) | THE FOUNDATION OF A SEISMIC-RESISTANT NEW, EXISTING OR RECONSTRUCTED BUILDING OR STRUCTURE | |
| JP2592514B2 (en) | Fluid dampers to protect buildings from earthquakes | |
| JP2014043709A (en) | Structure for preventing flooding to lower side of base isolation building | |
| KR102188355B1 (en) | An earthquake-resistant vibration absorber installed under a column | |
| RU2535567C2 (en) | Quakeproof building | |
| JP2013142440A (en) | Base isolation structure | |
| US5181356A (en) | Earthquake resistant building support system | |
| KR20080105208A (en) | Bridge structure and construction method thereof | |
| JP4277185B2 (en) | Additional damping mechanism for floating base-isolated structures | |
| KR20110128636A (en) | Seismic isolation damping apparatus of bridge | |
| CN215367373U (en) | Anti-seismic foundation | |
| RU2440463C2 (en) | Quakeproof support of building | |
| RU2063503C1 (en) | Aseismic building support | |
| JP6161979B2 (en) | Seismic isolation structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131030 |