RU2397303C1 - Earthquake and explosion proof autonomous control point - Google Patents
Earthquake and explosion proof autonomous control point Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397303C1 RU2397303C1 RU2009100721/03A RU2009100721A RU2397303C1 RU 2397303 C1 RU2397303 C1 RU 2397303C1 RU 2009100721/03 A RU2009100721/03 A RU 2009100721/03A RU 2009100721 A RU2009100721 A RU 2009100721A RU 2397303 C1 RU2397303 C1 RU 2397303C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- building
- correctors
- rigidly fixed
- additional
- sections
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве стратегически важных командных пунктов, например пунктов управления и связи, а также зданий и сооружений, относящихся к категории ответственных объектов, объединенных небывало высоким уровнем последствий разрушений и потерь, их важностью для функционирования экономики страны.The invention relates to construction and can be used in the construction of strategically important command posts, for example command and communication posts, as well as buildings and structures belonging to the category of critical facilities, united by an unprecedentedly high level of damage and loss consequences, their importance for the functioning of the country's economy.
Известно, что землетрясения и взрывы относятся к числу наиболее разрушительных бедствий как стихийного, так и техногенного характера. К сожалению, в последние десятилетия интенсивность этих факторов не только усиливается, но и расширяется спектр воздействий, например, за счет террористических подрывов. По словам руководителя МЧС Шойгу С.К. наблюдается существенный рост сейсмоактивности планеты. Ущерб от разрушения, затраты на восстановление, лечение, реабилитацию, содержание соответствующих структур во всем мире исчисляется сотнями миллиардов долларов США в год. Несмотря на то что в ряде стран ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, удовлетворительного решения проблемы, особенно при землетрясениях 9,5-10 баллов и мощных подрывах, а также при землетрясениях с продольной составляющей, не имеется.It is known that earthquakes and explosions are among the most destructive disasters, both natural and man-made. Unfortunately, in recent decades, the intensity of these factors has not only increased, but also expanded the range of impacts, for example, due to terrorist bombings. According to the head of the Ministry of Emergencies Shoigu S.K. there is a significant increase in the seismic activity of the planet. The damage from destruction, the costs of restoration, treatment, rehabilitation, maintenance of relevant structures in the world are estimated at hundreds of billions of US dollars per year. Despite the fact that in a number of countries research and development work is underway, there is no satisfactory solution to the problem, especially with earthquakes of 9.5-10 points and powerful explosions, as well as earthquakes with a longitudinal component.
Известны конструкции зданий на маятниковой подвеске (см. Назин В.В. Новые сейсмостойкие конструкции и железобетонные механизмы сейсмоизоляции зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1993, стр.3-9, рис.1к,). Здание установлено на фундаментной плите, которая подвешена на стержнях. Стержни закреплены с одной стороны в выступах фундамента, неподвижно соединенного с грунтом, а с другой стороны в фундаментной плите. Стержни имеют большую жесткость на растяжение-сжатие в вертикальном направлении и малую жесткость на изгиб. Поэтому такая система сейсмоизоляции обеспечивает защиту здания только от горизонтальных составляющих сеймических воздействий.Known construction of buildings on a pendulum suspension (see Nazin V.V. New earthquake-resistant structures and reinforced concrete mechanisms for seismic isolation of buildings and structures. - M .: Stroyizdat, 1993, pp. 3-9, fig. 1k,). The building is installed on a foundation slab, which is suspended on the rods. The rods are fixed on one side in the protrusions of the foundation, motionlessly connected to the ground, and on the other hand in the foundation plate. The rods have high tensile-compression stiffness in the vertical direction and low bending stiffness. Therefore, such a seismic isolation system protects the building only from horizontal components of seismic effects.
За прототип принимаем сейсмостойкое здание, приведенное в описании к патенту РФ №2129644, кл. E04H 9/00, опубл. в БИ №12, 27.04.99, содержащее здание, фундаментную плиту, подвешенную к фундаменту на стержнях и упругий подвес, установленный между фундаментной плитой и перекрытием нижнего этажа здания и выполненный из упругих блоков квазинулевой жесткости, размещенных симметрично так, что центр масс здания расположен на вертикальной оси симметрии размещения упругих блоков, а каждый упругий блок выполнен из упругих модулей и корректора жесткости, установленного между ними, причем каждый упругий модуль выполнен из двух вертикальных стоек, а между стойками закреплены эквидистантные друг другу отрезки тросов, концы которых закреплены перпендикулярно к стойке, соединенной неподвижно с перекрытием нижнего этажа, а другие концы закреплены наклонно к другой стойке, неподвижно соединенной с фундаментной плитой, корректор жесткости выполнен из двух одинаковых отрезков тросов, середины которых соединены между собой и прикреплены к фундаментной плите с возможностью регулировочного перемещения в вертикальном направлении, концы тросов разведены и неподвижно присоединены через устройства предварительного осевого поджатия к перекрытию нижнего этажа.For the prototype, we take an earthquake-resistant building, described in the description of the patent of the Russian Federation No. 2129644, class.
Прототип имеет следующие недостатки.The prototype has the following disadvantages.
1. Система гашения сейсмического или взрывного воздействия прототипа, содержащая упругий подвес и корректоры жесткости, представляет собой маятниковую подвеску улучшенного типа, которая существенно снижает продольно-поперечную составляющую воздействия, но является эффективной в ограниченном диапазоне значений массы конкретного здания, за пределами которого эффективность защиты резко снижается.1. The damping system of the seismic or explosive impact of the prototype, containing an elastic suspension and stiffeners, is a pendulum suspension of an improved type, which significantly reduces the longitudinal-transverse component of the impact, but is effective in a limited range of mass values of a particular building, beyond which the protection efficiency is sharply declining.
2. Система гашения сейсмического или взрывного воздействия прототипа при сейсмических воздействиях больше 8 баллов, имея различный уровень защиты от горизонтальных воздействий по высоте объекта, ставит в опасное положение людей, находящихся в верхних этажах объекта, что может привести к их гибели. Особенно это актуально при направленных взрывах.2. The system for suppressing the seismic or explosive impact of a prototype with seismic effects of more than 8 points, having a different level of protection against horizontal impacts along the height of the object, puts people in the upper floors of the object at risk, which can lead to their death. This is especially true for directed explosions.
Заявляемый пункт управления является ответственным объектом, сохранность которого очень важна. Заявляемый пункт управления представляет собой укрытие с автономной системой жизнеобеспечения, в которую входят автономные источники электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения, а также продовольственные склады. Такой пункт управления предназначен функционировать в полной изоляции от внешнего мира в течение определенного времени, обеспечивая выполнение научных или стратегических задач. Заявляемый пункт управления предназначен также для укрытия людей и техники из разрушенных землетрясением или взрывом соседних зданий. В этом случае вес здания может существенно увеличиться.The inventive control center is a responsible facility, the safety of which is very important. The claimed control center is a shelter with an autonomous life support system, which includes autonomous sources of electricity, heat, water, and food warehouses. Such a control point is designed to function in complete isolation from the outside world for a certain time, ensuring the fulfillment of scientific or strategic tasks. The inventive control center is also intended to shelter people and equipment from neighboring buildings destroyed by an earthquake or explosion. In this case, the weight of the building can increase significantly.
Целью изобретения является повышение эффективности защиты автономных пунктов управления от сейсмического или взрывного воздействия за счет гашения продольно-поперечной составляющей этого воздействия в условиях изменяющегося веса защищаемого объекта, чтобы дежурный персонал командного пункта сохранял живучесть и работоспособность, мог поддерживать устойчивую связь с причастными органами, а также организовать первоначальные спасательные работы и обеспечивать прием и реализацию управленческих команд.The aim of the invention is to increase the efficiency of protection of autonomous control centers from seismic or explosive effects by damping the longitudinal-transverse component of this effect under the changing weight of the protected object, so that the duty personnel of the command post remains survivable and operational, can maintain stable communication with the involved authorities, as well as organize initial rescue operations and ensure the reception and implementation of management teams.
Для осуществления поставленной цели сейсмо-взрывозащищенный автономный пункт управления, содержащий здание, фундамент из колонн и жестко соединенных с ними верхней и нижней рамами, а также упругий подвес, состоящий из упругих модулей, выполненных из отрезков тросов, расположенных эквидистантно относительно друг друга, одним концом жестко наклонно закрепленных к колоннам, а другим перпендикулярно к стене здания, и корректоров жесткости, каждый из которых состоит из двух отрезков тросов, середины которых соединены между собой и жестко закреплены к нижней фундаментной раме, а концы разведены и жестко закреплены к основанию нижнего этажа, в составе упругого подвеса здания содержит дополнительные корректоры жесткости, выполненные из двух отрезков тросов, середины которых соединены между собой и жестко закреплены к верхней фундаментной раме, а концы разведены и жестко закреплены к перекрытию верхнего этажа здания, причем дополнительные корректоры расположены в плоскости, параллельной плоскости расположения основных корректоров, а длина отрезков тросов дополнительных корректоров больше длины отрезков тросов основных корректоров жесткости не менее, чем на 5%.To achieve this goal, an seismic-explosion-proof autonomous control center comprising a building, a base of columns and upper and lower frames rigidly connected to them, as well as an elastic suspension consisting of elastic modules made of pieces of cables located equidistant relative to each other at one end rigidly obliquely fixed to the columns, and others perpendicular to the wall of the building, and stiffeners, each of which consists of two segments of cables, the middle of which are interconnected and rigidly for are attached to the lower foundation frame, and the ends are divorced and rigidly fixed to the base of the lower floor, the elastic suspension of the building contains additional stiffeners made of two pieces of cables, the middle of which are interconnected and rigidly fixed to the upper foundation frame, and the ends are separated and rigidly fixed to the overlap of the upper floor of the building, with additional corrector located in a plane parallel to the plane of the location of the main corrector, and the length of the cable segments of additional rectors more than the length of the cable segments of the main stiffness corrector not less than 5%.
Кроме того, у заявляемого сейсмо-взрывозащищенного автономного пункта управления дополнительные корректоры жесткости могут быть расположены, кроме верхнего, и на других уровнях по высоте здания.In addition, the inventive seismic-explosion-proof autonomous control point additional stiffness corrector can be located, except for the upper, and at other levels along the height of the building.
На фиг.1 показан заявляемый пункт управления, вид спереди. На фиг.2 показан заявляемый пункт управления, вид сбоку. На фиг.3 - заявляемый пункт управления, вид сверху (или снизу) на корректоры. На фиг.4 представлены силовые характеристики упругого подвеса пункта управления.Figure 1 shows the inventive control center, front view. Figure 2 shows the inventive control center, side view. Figure 3 - the claimed control point, a top view (or bottom) of the corrector. Figure 4 presents the power characteristics of the elastic suspension of the control point.
Заявляемый пункт управления содержит здание 1, колонны 2, нижнюю фундаментную раму 3 и верхнюю раму 4, жестко связанные с колоннами 2 так, что рамы 3 и 4 и колонны 2 представляют собой единую монолитную конструкцию. Здание 1 соединено с колоннами 2 с помощью упругих модулей 5, выполненных из отрезков тросов, расположенных эквидистантно друг другу и жестко закрепленных одним концом к колоннам 2 наклонно, а другим жестко закрепленных перпендикулярно к стене здания 1. Упругий подвес командного пункта содержит также корректоры жесткости 6, выполненные из двух отрезков тросов, середины 7 которых соединены и жестко закреплены к основанию нижнего этажа здания 1, а концы 8 разведены в стороны и жестко закреплены к раме 3, причем отрезкам тросов корректоров жесткости 6 придана особая форма изогнутости с помощью поджатия. Длина, поперечное сечение и величина поджатия отрезков тросов корректоров жесткости 6 рассчитаны, исходя из веса здания со всем оборудованием и обслуживающим персоналом. В отсутствие сейсмического или взрывного воздействия и при расчетной загрузке здания 1 середины 7 и концы 8 всех корректоров 6 должны располагаться в одной плоскости. Это их исходное положение неустойчивого равновесия.The inventive control center comprises a
Заявляемый пункт управления содержит также дополнительные корректоры жесткости 9, выполненные из отрезков тросов, середины 10 которых соединены и жестко закреплены к перекрытию здания 1, а концы 11 разведены в стороны и жестко закреплены к раме 4, отрезкам тросов корректоров жесткости 9 также придана особая форма изогнутости с помощью поджатия. Длина L отрезков тросов дополнительных корректоров 9 не менее, чем на 5% больше длины 1 отрезков тросов корректоров 6. Длина, поперечное сечение дополнительных корректоров 9 рассчитаны на увеличенную нагрузку здания 1, при которой корректоры 9 находились бы в состоянии неустойчивого равновесия.The inventive control center also contains
Дополнительные корректоры 9 могут быть расположены в плоскости, параллельной плоскости расположения корректоров 6, но обязательно на расстоянии от нее, для того, чтобы усилить упругие свойства маятника в горизонтальных направлениях.
Дополнительные корректоры 9 могут быть расположены наверху здания между верхней рамой 4 и перекрытием здания 1 в плоскости, параллельной плоскости расположения корректоров 6. Дополнительные корректоры 9 могут быть расположены еще и на другом уровне по высоте здания 1, например, на уровне Ѕ высоты здания 1. В этом случае середины корректоров 9 закрепляют к стене здания 1, а концы к колоннам 2.
Упругий подвес здания 1, состоящий из упругих модулей 5 и корректоров жесткости 6, имеет силовую характеристику P1(x), с плоским участком a1, на котором перемещение здания 1 незначительно, несмотря на увеличение веса здания 1 (см. фиг.4). Но вес здания 1 может значительно увеличиться в случае, когда при угрозе сейсмического воздействия под его крышей могут собраться люди и техника со всего полигона или театра военных действий. В этом случае защита здания 1 будет осуществляться с помощью корректоров жесткости 9. Корректор жесткости 9 имеет силовую характеристику P2(x) с плоским участком a2. На фиг.4 видно, что a2 больше, чем a1.The elastic suspension of
Удлинять отрезки тросов дополнительного корректора 9 менее, чем на 5% от длины корректора 6 не имеет смысла, так как в этом случае силовая характеристика изменяется незначительно.It makes no sense to extend the cable lengths of the
Заявляемый командный пункт работает следующим образом.The inventive command post operates as follows.
При сейсмическом воздействии или при воздействии взрыва ударные колебания в эпицентре землетрясения (взрыва) передаются колоннам 2 и связанным с ними рамам 3 и 4. При этом упругие модули 5 и корректоры 6 и 9 начинают упруго деформироваться, запасая энергию колебаний, являясь их фильтром. Тем самым они препятствуют распространению и передаче ударной волны на защищаемый объект. Продольные и поперечные ударные колебания гасятся, во-первых, за счет особой системы подвешивания защищаемого объекта (так называемая система «прямого маятника») и, во-вторых, в связи с наличием расчетного свободного хода корректоров 6 и 9 в горизонтальной плоскости. При увеличении веса здания 1 корректоры 9, выходя из положения неустойчивого равновесия, в котором они находились в статическом состоянии, увеличивают зону пониженной жесткости, тем самым обеспечивают защиту объекта при изменившемся весе здания 1, вызванного притоком раненных и пострадавших от землетрясения и взрыва. Расположение корректоров 6 и 9 на разных уровнях по высоте здания способствует улучшению свойств маятниковой подвески.During seismic action or during the impact of an explosion, shock vibrations in the epicenter of an earthquake (explosion) are transmitted to
Заявляемый сейсмо-взрывозащищенный автономный пункт управления имеет следующие преимущества по сравнению с существующими:The inventive seismic-explosion-proof autonomous control center has the following advantages over existing ones:
- значительное (в сотни раз) снижение ударной (взрывной) волны;- a significant (hundreds of times) reduction in the shock (blast) wave;
- сохранность защитных свойств при многократных воздействиях;- the safety of protective properties during repeated exposure;
- предложено конструктивное решение, позволяющее обеспечить живучесть и работоспособность персонала в условиях текущего ударно-импульсного воздействия, в том числе при землетрясениях 9÷9,5 баллов и внешней взрывной волне до 120÷140 g;- a constructive solution is proposed that allows for the survivability and performance of personnel in the current shock-pulse impact, including earthquakes of 9 ÷ 9.5 points and an external blast wave up to 120 ÷ 140 g;
- эффективную пространственную защиту и средства обеспечения продольно-поперечной устойчивости, что особенно важно при низко залегающих землетрясениях (типа землетрясения в г.Спитак), имеющих преимущественно горизонтальную составляющую сейсмоудара;- effective spatial protection and means of ensuring longitudinal-transverse stability, which is especially important for low-lying earthquakes (such as the earthquake in Spitak), which have a predominantly horizontal component of the seismic impact;
- расширенный диапазон веса объекта, при котором сохраняются высокие ударозащитные свойства, что важно при сильных землетрясениях и необходимости оказать помощь и спасти раненых и пострадавших, размещая их в командном пункте.- An extended range of the object’s weight, which retains high shock-proof properties, which is important in case of strong earthquakes and the need to help and save the wounded and injured by placing them at the command post.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100721/03A RU2397303C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Earthquake and explosion proof autonomous control point |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100721/03A RU2397303C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Earthquake and explosion proof autonomous control point |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009100721A RU2009100721A (en) | 2010-07-20 |
| RU2397303C1 true RU2397303C1 (en) | 2010-08-20 |
Family
ID=42685618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009100721/03A RU2397303C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Earthquake and explosion proof autonomous control point |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2397303C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110761484A (en) * | 2019-11-26 | 2020-02-07 | 浙江华汇装饰工程股份有限公司 | Partition plate with good anti-seismic performance |
-
2009
- 2009-01-11 RU RU2009100721/03A patent/RU2397303C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НАЗИН В.В. Новые сейсмостойкие конструкции и железобетонные механизмы сейсмоизоляции зданий и сооружений. - М.: Стройиздат. 1993, с.3-9, рис.1к. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110761484A (en) * | 2019-11-26 | 2020-02-07 | 浙江华汇装饰工程股份有限公司 | Partition plate with good anti-seismic performance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009100721A (en) | 2010-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK286842B6 (en) | Method of protecting buildings and objects from dynamic forces caused by acceleration foundation plate, for instance due to earthquake and apparatus for making the same | |
| WO2014193328A1 (en) | Natural rubber or synthetic rubber elastomer-based earthquake isolator with rigid polyurethane core | |
| US20050086877A1 (en) | Anti-Seismic system | |
| RU2397303C1 (en) | Earthquake and explosion proof autonomous control point | |
| US20160017626A1 (en) | Watchtower | |
| JP6517050B2 (en) | Flight protection equipment | |
| Maison et al. | Seismic analysis of base-isolated San Bernardino County building | |
| Komur et al. | Nonlinear dynamic analysis of isolated and fixed-base reinforced concrete structures | |
| Takeuchi et al. | Recent applications of response control techniques to metal spatial structures | |
| Chancellor et al. | Evaluation of performance-based design methodology for steel self-centering braced frame | |
| Takey et al. | Seismic response of steel building with linear bracing system (A software approach) | |
| Moghadam et al. | Seismic performance of steel tall buildings with outrigger system in near fault zones | |
| Martelli et al. | State-of-the-art of development and application of anti-seismic systems in Italy | |
| Marulanda et al. | Seismic retrofitting of academic buildings using roof isolation as a tuned mass damper | |
| JP5688611B1 (en) | Seismic reinforcement device | |
| Alagawani et al. | Evaluating Overall Ductility Factor of Steel Frames with Viscoelastic Bracing System. | |
| RU2223372C2 (en) | Shelter-barrack | |
| RU130335U1 (en) | SEISMIC RESISTANT BUILDING | |
| Kobayashi | Earthquake preparedness for libraries: lessons of the great east Japan earthquake | |
| KR101431495B1 (en) | Energy dissipation device in structure of diagrid using side support damper | |
| RU115385U1 (en) | MULTIFUNCTIONAL SEISMIC RESISTANT COMPLEX | |
| Bhatti et al. | Seismic vulnerability assessment and evaluation of high rise buildings in Islamabad | |
| Ilyas et al. | Progressive Collapse of Reinforced Concrete frame structure under column damage consideration | |
| Nemchynov et al. | Design procedure of seismic structures with assigned category of plasticity taking into account the requirements of european standards (EN 1998-1) | |
| CN107155335B (en) | Lateral distribution of loads in super high-rise buildings to reduce the effects of wind, earthquakes and explosions, while increasing the area of utilization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150112 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161120 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190112 |