RU2456421C2 - Method to control seismic load at buildings and structures - Google Patents

Method to control seismic load at buildings and structures Download PDF

Info

Publication number
RU2456421C2
RU2456421C2 RU2010125529/03A RU2010125529A RU2456421C2 RU 2456421 C2 RU2456421 C2 RU 2456421C2 RU 2010125529/03 A RU2010125529/03 A RU 2010125529/03A RU 2010125529 A RU2010125529 A RU 2010125529A RU 2456421 C2 RU2456421 C2 RU 2456421C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
height
seismic load
buildings
radius
building
Prior art date
Application number
RU2010125529/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010125529A (en
Inventor
Юрий Давыдович Черепинский (RU)
Юрий Давыдович Черепинский
Хасан Нажоевич Мажиев (RU)
Хасан Нажоевич Мажиев
Дена Карим-Султанович Батаев (RU)
Дена Карим-Султанович Батаев
Сарра Абрамовна Бекузарова (RU)
Сарра Абрамовна Бекузарова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Грозненский государственный нефтяной институт имени академика М.Д. Миллионщикова"
Учреждение Российской академии наук Комплексный научно-исследовательский институт РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Грозненский государственный нефтяной институт имени академика М.Д. Миллионщикова", Учреждение Российской академии наук Комплексный научно-исследовательский институт РАН filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Грозненский государственный нефтяной институт имени академика М.Д. Миллионщикова"
Priority to RU2010125529/03A priority Critical patent/RU2456421C2/en
Publication of RU2010125529A publication Critical patent/RU2010125529A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456421C2 publication Critical patent/RU2456421C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method to control seismic load at buildings and structures includes variations of cross section area with account of building height. Seismic load is controlled by supports of 3 and more kinematic foundations, every of which is represented by a solid body with height (H) having a convex ball lower surface of radius (R) with a centre of curvature on a vertical axis of symmetry and resting against a solid flat base, at the same time control is achieved by variation of the radius (R) and height (H) values with the ratio R≥H, hardness of the used material and hinged connection of the object with an oscillating base.
EFFECT: higher seismic resistance of a building and stability of a structure.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам регулирования зданий и сооружений при сейсмической нагрузке.The invention relates to the field of construction, in particular to methods for regulating buildings and structures under seismic load.

Известен способ, при котором для снижения сейсмической нагрузки учитывают частоту колебаний металлического каркаса. При этом существуют вырезы плит перекрытий, в которых фиксируются стеновые панели в углублениях (патент №2340751, опубликован 10.12.2008 г., МПК E04H 9/02).A known method in which to reduce seismic load take into account the frequency of oscillations of the metal frame. In this case, there are cutouts of floor slabs in which wall panels are fixed in the recesses (patent No. 2340751, published December 10, 2008, IPC E04H 9/02).

В известном способе стеновые панели при значительных колебаниях не обеспечивают достаточную фиксацию, что снижает надежность и эффективность способа.In the known method, wall panels with significant fluctuations do not provide sufficient fixation, which reduces the reliability and efficiency of the method.

Известен также способ, где формируют фундаментные подушки, позволяющие снизить сейсмические силы (патент 2256749, опубликован 20.07.2005 г., МПК E02D 27/34, E04H 9/02).There is also known a method where base pillows are formed, allowing to reduce seismic forces (patent 2256749, published July 20, 2005, IPC E02D 27/34, E04H 9/02).

Недостаток известного способа заключается в том, что на многоэтажных зданиях существующие стойки не обеспечивают достаточную устойчивость зданий при высокой сейсмичности территории.The disadvantage of this method is that on multi-story buildings, the existing racks do not provide sufficient stability of buildings with high seismicity of the territory.

Известен также способ, в котором сейсмичность снижается за счет кинематических стен, имеющих форму закругления и ребристость (патент №2319820, опубликован 20.03.2008 г., МПК E04H 9/02).There is also a method in which seismicity is reduced due to kinematic walls having the shape of a rounding and ribbing (patent No. 2319820, published March 20, 2008, IPC E04H 9/02).

Однако в известном способе ребристые стены двух уровней с горизонтальной плитой между ними недостаточно обеспечивают снижение сейсмичности в многоэтажных зданиях.However, in the known method, the ribbed walls of two levels with a horizontal slab between them do not sufficiently reduce seismicity in multi-storey buildings.

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором подвижный элемент связи выполнен по высоте с одним изменением площади поперечного сечения и образованием стойки, соединенной с нижней частью с определенной конфигурацией (патент №2005156, опубликован 30.12.1993 г., МПК E04H 9/02, E02D 27/34).The closest technical solution is a method in which the movable communication element is made in height with one change in the cross-sectional area and the formation of a rack connected to the lower part with a certain configuration (patent No. 2005156, published December 30, 1993, IPC E04H 9/02, E02D 27/34).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что в точках шарнирного соединения с объектом слабо регулируется нагрузка при значительных колебаниях в период землетрясения, что снижает эффективность способа. Опорная поверхность нижнего опорного элемента выполнена плоской или вогнутой с центром кривизны. Элемент подвижности опоры выполняется с одним изменением площади, что регулируется недостаточно надежно при высокой сейсмичности.The disadvantage of the prototype method is that at the points of articulation with the object, the load is poorly regulated with significant fluctuations during the earthquake, which reduces the effectiveness of the method. The supporting surface of the lower supporting element is made flat or concave with the center of curvature. The support mobility element is performed with one change in area, which is not sufficiently reliably regulated at high seismicity.

Технический результат - повышение сейсмостойкости здания, устойчивости сооружения.The technical result is an increase in the earthquake resistance of the building, the stability of the structure.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что регулирование горизонтальной сейсмической нагрузки на надземные объекты (здания и сооружения) осуществляется за счет опор 3-х и более кинематических фундаментов, каждый из которых представлен твердым телом высотой (H) с выпуклой шаровой нижней поверхностью радиуса с центром кривизны на вертикальной оси симметрии и опирающимся на твердое плоское основание, при этом регулирование достигается изменением величины радиуса (R) и высоты (Н) соотношением R≥Н, твердости используемого материала и шарнирного соединения объекта с колеблющимся основанием.The technical solution of the claimed object lies in the fact that the horizontal seismic load on aboveground objects (buildings and structures) is controlled by supports of 3 or more kinematic foundations, each of which is represented by a solid body of height (H) with a convex spherical lower surface of radius with the center of curvature on the vertical axis of symmetry and resting on a solid flat base, while regulation is achieved by changing the radius (R) and height (H) by the ratio R≥H, the hardness used material and articulation of the object with an oscillating base.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Представим здание как объект, стоящий на шаровых опорах, которые могут свободно катиться по плоскости твердого основания. В этом случае инерционная, иначе сейсмическая нагрузка на объект при горизонтальном перемещении основания, с каким угодно большим ускорением, не может превысить силы трения шаров. Величины этих сил равны S:Let us imagine the building as an object standing on ball bearings that can freely roll along the plane of a solid base. In this case, the inertial, otherwise seismic load on the object with horizontal movement of the base, with any great acceleration, cannot exceed the friction forces of the balls. The magnitudes of these forces are equal to S:

S=(m1+m2)/H, где: m1, m2 - моменты сил трения вверху и внизу шара, Н=2R диаметр шара.S = (m 1 + m 2 ) / H, where: m 1 , m 2 are the moments of friction forces at the top and bottom of the ball, N = 2R is the diameter of the ball.

Учитывая ограниченную величину смещений при землетрясении, шары могут быть заменены своей нижней половиной, но шарнирно связанной с объектом. При этом под m1 теперь следует подразумевать момент в шарнире, а Н=2. Кроме того, опоры становятся привязанными к определенным точкам объекта.Given the limited amount of displacement during an earthquake, the balls can be replaced by their lower half, but pivotally connected to the object. Moreover, by m 1 now we should mean the moment in the hinge, and H = 2. In addition, the supports become attached to certain points of the object.

Таким образом, максимально возможная сейсмическая нагрузка на здание зависит только от параметров Н, R, m1, m2, с некоторой поправкой, учитывающей твердость материала опор. Величина m1 зависит от принятого конструктивного решения технического шарнира.Thus, the maximum possible seismic load on the building depends only on the parameters H, R, m 1 , m 2 , with some correction, taking into account the hardness of the material of the supports. The value of m 1 depends on the adopted design solution of the technical hinge.

Если допускается соотношение R>H, то это приводит к некоторому предсказуемому увеличению S в зависимости от ожидаемого смещения.If a ratio of R> H is allowed, then this leads to some predictable increase in S depending on the expected bias.

Способ поясняется рисунком, где изображен фундамент 1, на котором базируется шаровая поверхность - 2, имеющая различный радиус - R в зависимости от высоты здания - Н.The method is illustrated in the figure, which shows the foundation 1, on which the spherical surface - 2 is based, having a different radius - R depending on the height of the building - N.

Опорное основаниеSupport base

1. Фундамент.1. The foundation.

2. Шаровая поверхность фундамента.2. Spherical surface of the foundation.

3. Радиус выпуклой шаровой нижней поверхностью.3. The radius of the convex ball bottom surface.

4. Сейсмическая нагрузка на объект при горизонтальном перемещении основания.4. Seismic load on the object with horizontal movement of the base.

5. Шарнирное соединение объекта с колеблющимся основанием.5. Swivel object with an oscillating base.

Способ позволяет повысить сейсмостойкость зданий и сооружений.The method allows to increase the earthquake resistance of buildings and structures.

Claims (1)

Способ регулирования сейсмической нагрузки на здания и сооружения, включающий изменения площади поперечного сечения с учетом высоты здания, отличающийся тем, что регулирование сейсмической нагрузки осуществляют за счет опор 3 и более кинематических фундаментов, каждый из которых представлен твердым телом высотой (Н) с выпуклой шаровой нижней поверхностью радиуса (R) с центром кривизны на вертикальной оси симметрии, и опирающимся на твердое плоское основание, при этом регулирование достигается изменением величины радиуса (R) и высоты (Н) соотношением R≥H, твердости используемого материала и шарнирного соединения объекта с колеблющимся основанием. A method of controlling seismic load on buildings and structures, including changes in cross-sectional area taking into account the height of the building, characterized in that the seismic load is controlled by supports of 3 or more kinematic foundations, each of which is represented by a solid body of height (N) with a convex ball lower surface of radius (R) with the center of curvature on the vertical axis of symmetry, and resting on a solid flat base, while the regulation is achieved by changing the value of the radius (R) and height (H) with the ratio of R≥H, the hardness of the material used and the articulation of the object with an oscillating base.
RU2010125529/03A 2010-06-21 2010-06-21 Method to control seismic load at buildings and structures RU2456421C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010125529/03A RU2456421C2 (en) 2010-06-21 2010-06-21 Method to control seismic load at buildings and structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010125529/03A RU2456421C2 (en) 2010-06-21 2010-06-21 Method to control seismic load at buildings and structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010125529A RU2010125529A (en) 2011-12-27
RU2456421C2 true RU2456421C2 (en) 2012-07-20

Family

ID=45782277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010125529/03A RU2456421C2 (en) 2010-06-21 2010-06-21 Method to control seismic load at buildings and structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456421C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1634364A1 (en) * 1965-02-18 1971-10-28 Bystroem Bernt Reinhardt Umber Foundation device for buildings, building parts, etc. to protect them against destruction as a result of violent movements of their base
SU429164A1 (en) * 1972-01-05 1974-05-25 Т. Ж. Жунусов , А. Т. Аубакиров FOUNDATION OF BUILDINGS, CONSTRUCTIONS
SU887736A1 (en) * 1978-07-03 1981-12-07 За витель А. М. Бирюков Antiseismic device
SU1715989A1 (en) * 1989-07-14 1992-02-28 Харьковское научно-исследовательское и проектно-конструкторское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и изыскательского института "Атомэнергопроект" Foundation of earthquake-proof building
RU2005156C1 (en) * 1992-10-05 1993-12-30 Юрий Давыдович Черепинский Earthquake-proof building, structure
RU2383704C1 (en) * 2008-08-04 2010-03-10 ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" Quakeproof building

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1634364A1 (en) * 1965-02-18 1971-10-28 Bystroem Bernt Reinhardt Umber Foundation device for buildings, building parts, etc. to protect them against destruction as a result of violent movements of their base
SU429164A1 (en) * 1972-01-05 1974-05-25 Т. Ж. Жунусов , А. Т. Аубакиров FOUNDATION OF BUILDINGS, CONSTRUCTIONS
SU887736A1 (en) * 1978-07-03 1981-12-07 За витель А. М. Бирюков Antiseismic device
SU1715989A1 (en) * 1989-07-14 1992-02-28 Харьковское научно-исследовательское и проектно-конструкторское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и изыскательского института "Атомэнергопроект" Foundation of earthquake-proof building
RU2005156C1 (en) * 1992-10-05 1993-12-30 Юрий Давыдович Черепинский Earthquake-proof building, structure
RU2383704C1 (en) * 2008-08-04 2010-03-10 ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" Quakeproof building

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010125529A (en) 2011-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9879417B2 (en) Rigidity-controllable seismic-isolation support utilizing gravitational negative rigidity
CN103628565A (en) Framework-supported swaying-span structural system
RU2456421C2 (en) Method to control seismic load at buildings and structures
US20180363288A1 (en) Structural frame for high-rise building and high-rise building
CN203603254U (en) Frame-support swing span structural system
CN102828645B (en) Structure vertical earthquake isolating, shock absorption system
RU2589244C1 (en) Earthquake-resistant industrial building
RU2661512C1 (en) Kinematic support for the seismic-building facilities
JPH11200660A (en) Vibration control structure for construction
JP2007113377A (en) Method and device for base isolation of building
CN111021567B (en) Damping structure of small-sized residence
US6202365B1 (en) Suspended deck structure
KR20090126064A (en) Wall and dome form
JPH07310459A (en) Base isolation device
RU2477353C1 (en) Guncrete aseismic pad
Nicknam et al. Seismic design and testing of propped rocking wall systems
JP5226894B1 (en) Seismic isolation device
SU896190A1 (en) Foundation of earthquake-proof building or structure
CN221073609U (en) Swinging wall structure of storey-adding frame
JP3418318B2 (en) Seismic reducer
RU2214491C1 (en) Multistory earthquake-resistant building
RU2374393C2 (en) Aseismic plate foundation
RU2693100C1 (en) Earthquake-resistant frame building
RU2780895C1 (en) Cable-stayed coverage for seismically hazardous areas
JP2004225347A (en) Seismic control structure of structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170622