RU2693100C1 - Earthquake-resistant frame building - Google Patents
Earthquake-resistant frame building Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693100C1 RU2693100C1 RU2018135659A RU2018135659A RU2693100C1 RU 2693100 C1 RU2693100 C1 RU 2693100C1 RU 2018135659 A RU2018135659 A RU 2018135659A RU 2018135659 A RU2018135659 A RU 2018135659A RU 2693100 C1 RU2693100 C1 RU 2693100C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foundation
- barriers
- building
- side plates
- soles
- Prior art date
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/34—Foundations for sinking or earthquake territories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, и может быть использовано при возведении зданий и сооружений в регионах с повышенной сейсмической активностью и слабыми грунтами оснований.The invention relates to the construction, and can be used in the construction of buildings and structures in regions with high seismic activity and weak soils grounds.
Известен фундамент под колонну, включающий размещенные в котловане горизонтальную фундаментную плиту с уступами, вертикальную опору, установленную на ней, боковые плиты, опирающиеся на уступы и соединенные с вертикальной опорой посредством шарниров и наклонных распорок (см. патент РФ №2228404, МПК-2000.01 E02D 27/42, опубликованный 10.05.2004 г., бюл. №13). В данном фундаменте наклонные распорки выполнены в виде секций, соединенных между собой шарнирно или телескопически. Боковые плиты фундамента установлены наклонно под углом, соответствующим углу естественного откоса стенок котлована.The foundation for the column is known, including horizontal base slab with ledges placed in the trench, vertical support mounted on it, side plates resting on the ledges and connected to the vertical support by means of hinges and inclined struts (see RF Patent No. 2228404, MPK-2000.01 E02D 27/42, published 10.05.2004, bulletin No. 13). In this foundation, the inclined struts are made in the form of sections interconnected hingedly or telescopically. The side plates of the foundation are installed obliquely at an angle corresponding to the angle of repose of the walls of the pit.
Недостатком такого фундамента является недостаточная прочность особенно в условиях значительных горизонтальных сейсмических колебаний. Это связано с тем, что в ходе эксплуатации боковые плиты и телескопические распорки без стабилизирующей массы под нагрузкой могут выйти из состояния равновесия и деформироваться, что снизит предполагаемый эффект работы конструкции.The disadvantage of such a foundation is insufficient strength, especially in conditions of significant horizontal seismic vibrations. This is due to the fact that during operation, the side plates and telescopic struts without a stabilizing mass under load can get out of equilibrium and deform, which will reduce the intended effect of the structure.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является сейсмостойкое промышленное здание, включающее каркас со связями жесткости, фундамент из двух элементов, установленных относительно друг друга с зазором, опорные металлические шары, расположенные между элементами фундамента в соосных чашеобразных углублениях, выполненных в элементах фундамента, барьеры, закрепленные по периметру верхнего элемента фундамента с образованием полости и надфундаментные плиты со швами скольжения, выполненными по периметру нижней поверхности плиты (см. патент РФ №2589244, МПК-2006.01 E02D 27/34, опубликованный 10.07.2016 г., бюл. №19). В данном сейсмостойком промышленном здании элементы фундамента представляют собой отдельные опоры, опирающиеся на ленту, выполненную по всему периметру здания и по продольным осям колонн каркаса.Closest to the claimed technical solution is an earthquake-resistant industrial building, including a frame with connections stiffness, the foundation of two elements installed relative to each other with a gap, supporting metal balls located between the foundation elements in coaxial cup-shaped recesses made in the foundation elements, barriers fixed along the perimeter of the upper basement element with the formation of a cavity and over-foundation plates with sliding seams made along the perimeter of the lower surface of the pl Ity (see RF patent №2589244, IPC-2006.01 E02D 27/34, published 10.07.2016, bull. No. 19). In this earthquake-resistant industrial building, the elements of the foundation are separate supports resting on a tape made along the entire perimeter of the building and along the longitudinal axes of the framework columns.
Недостатками прототипа являются, во-первых, ограниченная сейсмостойкость, низкая несущая способность, повышенная материалоемкость и трудоемкость при строительстве здания, и, как следствие, повышенные материальные затраты. Повышенные материальные и трудовые затраты связаны с необходимостью прокладки ленточной части фундамента по всему периметру здания. Причем лента фундамента не обладает повышенной несущей способностью в локальных местах, а именно в местах передачи нагрузок от колонны каркаса на фундамент. При значительных сейсмических нагрузках фундаментная лента является слабым узлом, который может привести к разрушению всей системы каркаса. Во-вторых, в соответствии с особенностями конструкции, барьеры защищающие фундамент от осыпания грунта, должны быть равны высоте фундамента. При этом, высота фундамента в зависимости от действующих нагрузок и глубины залегания несущего слоя грунта может быть довольно значительной и, соответственно, должна быть значительной и высота защитного барьера. Это приводит к появлению дополнительных затрат.The disadvantages of the prototype are, firstly, limited seismic resistance, low carrying capacity, increased consumption of materials and labor-intensiveness during the construction of a building, and, as a result, increased material costs. Increased material and labor costs associated with the need for laying the tape part of the foundation around the perimeter of the building. Moreover, the foundation tape does not have an increased bearing capacity in local places, namely, in places where loads are transferred from the framework column to the foundation. With significant seismic loads, the foundation tape is a weak node, which can lead to the destruction of the entire frame system. Secondly, in accordance with the design features, the barriers protecting the foundation from crumbling should be equal to the height of the foundation. At the same time, the height of the foundation, depending on the actual loads and the depth of the base layer of soil, can be quite significant and, accordingly, the height of the protective barrier should be significant. This leads to additional costs.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение несущей способности, надежности и сейсмостойкости каркасного здания при значительных горизонтальных сейсмических воздействиях, а также снижение материалоемкости и трудоемкости его возведения.The technical result of the proposed device is to increase the carrying capacity, reliability and seismic resistance of a frame building with significant horizontal seismic effects, as well as reducing material consumption and the complexity of its construction.
Технический результат достигается тем, что известное сейсмостойкое каркасное здание, включающее каркас со связями жесткости, фундамент из двух элементов, установленных относительно друг друга с зазором, опорные металлические шары, расположенные между элементами фундамента в соосных чашеобразных углублениях, выполненных в элементах фундамента, барьеры, закрепленные по периметру верхнего элемента фундамента с образованием полости, надфундаментные плиты со швами скольжения, выполненными по периметру нижней поверхности плиты, согласно изобретению, нижний элемент фундамента состоит из ступенчатого столба и боковых плит-подошв, опирающихся на ступеньки и, соединенных со столбом посредством шарниров и наклонных телескопических распорок, причем боковые плиты-подошвы установлены под углом, соответствующим углу естественного бокового откоса траншеи с ненарушенной структурой грунта, а пространство между боковыми плитами-подошвами и барьерами заполнено стабилизирующей массой малосжимаемого грунта, при этом барьеры оперты на ступеньки столба.The technical result is achieved by the fact that the well-known seismic-resistant frame building, which includes a frame with connections of rigidity, a foundation of two elements installed relative to each other with a gap, supporting metal balls located between the foundation elements in coaxial cup-shaped recesses made in the foundation elements, barriers fixed along the perimeter of the upper basement element with the formation of a cavity, the supra-foundation plates with sliding seams, made along the perimeter of the lower surface of the plate, according to the invention, the lower foundation element consists of a stepped pillar and side plates-soles resting on the steps and connected to the column by means of hinges and inclined telescopic struts, with the side plates-soles set at an angle corresponding to the angle of the natural side slope of the trench with undisturbed soil structure, and the space between the side plates-soles and barriers is filled with a stabilizing mass of low-compressible soil, while the barriers are supported on the steps of the column.
Сейсмостойкое каркасное здание имеет не менее трех, опорных металлических шаров, как в поперечном, так и в продольном направлениях относительно здания.Earthquake-proof frame building has at least three supporting metal balls, both in the transverse and in the longitudinal directions relative to the building.
Между фундаментами выполнены каналы, внутри которых установлены балки-распорки с зазором относительно стенок канала, большим величины перемещения при нормативной сейсмичности.Between the foundations are made channels, inside which are installed beam-struts with a gap relative to the walls of the channel, a large amount of movement with a standard seismicity.
Данное устройство позволит повысить несущую способность, надежность и сейсмостойкость каркасного здания при значительных горизонтальных сейсмических воздействиях, а также снизить материалоемкость и трудоемкость его возведения.This device will increase the carrying capacity, reliability and seismic resistance of a frame building with significant horizontal seismic effects, as well as reduce the consumption of materials and the complexity of its construction.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен фрагмент поперечного разреза здания, на фиг. 2 - фундаментный узел А фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a fragment of a cross section of a building; FIG. 2 — Foundation A of FIG. one.
Сейсмостойкое каркасное здание включает каркас 1 со связями жесткости, фундамент 2 из двух элементов, опорные металлические шары 3, барьеры 4, надфундаментные плиты 5 со швами скольжения и балки-распорки 6. Элементы фундамента 2 установлены относительно друг друга с зазором с помощью опорных шаров 3, которые расположены в соосных металлических чашеобразных углублениях 7, выполненных в элементах фундамента 2. Верхний элемент фундамента 2 является подколонником 8, а нижний элемент состоит из ступенчатого столба 9 и боковых плит-подошв 10. Боковые плиты-подошвы 10 и столб 9 соединены между собой посредством шарниров 11 и наклонных телескопических фиксируемых распорок 12. Боковые плиты-подошвы 10 установлены на ступеньках столба 9 под углом, соответствующим углу естественного бокового откоса траншеи с ненарушенной структурой грунта. Барьеры 4 закреплены по периметру верхнего элемента фундамента 2 с образованием полости 13. Пространство между боковыми плитами-подошвами 10 и барьерами 4 заполнено стабилизирующей массой мало-сжимаемого грунта 14. Барьеры 4 закреплены по периметру верхнего элемента фундамента с образованием полости 13. Сейсмостойкое каркасное здание имеет не менее трех, опорных металлических шаров 3, как в поперечном, так и в продольном направлениях относительно здания. Между фундаментами 2 выполнены каналы 15, внутри которых установлены балки-распорки 6 с зазором относительно стенок канала 15, большим величины перемещения при нормативной сейсмичности. Фундамент 2 установлен в траншее 16.Earthquake-proof frame building includes
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
При сейсмических колебаниях вместе с грунтом перемещается ступенчатый столб 9 и боковые плиты 10. При этом шары 3 начинают свободно прокатываться в углублениях 7 в поперечном и продольном горизонтальном направлении. Зазор изолирует подколонник 8 от столба 9, что способствует сохранению инерции покоя подколонника 8 вместе с каркасом здания. Также от грунта изолированы и балки-распорки 6 за счет зазора между стенками канала 15, что то же способствует сохранению каркасом здания инерции покоя. При этом барьеры 4 препятствуют просыпанию стабилизирующей массой малосжимаемого грунта 14 в полость 13. Высота барьеров 4 ограничена высотой подколонника 8, что снижает затраты на строительство здания и повышает его надежность.When seismic vibrations together with the ground moves the
Здание имеет со столбом 9 и, следовательно, с грунтом только точечные подвижные контакты в местах расположения шаров 3 и его каркас не подвергается воздействию горизонтальных сейсмических колебаний. Для удобства эксплуатации здания полость 13 между барьерами 4 перекрывают надфундаментной плитой 5, которая за счет наличия швов скольжения при колебаниях грунта остается в неподвижном состоянии относительно пола. Швы скольжения могут быть заполнены любым материалом с низким коэффициентом трения, например, графитовой засыпкой. За счет балок-распорок 6 подколонники 8 объединены в единую конструкцию и колонны каркаса 1 не смещаются относительно друг друга.The building has a column of 9 and, therefore, with the ground only point moving contacts in the locations of the
Размеры углублений 7, от которых зависит свобода перемещений подколонника 8 относительно столба 9, выбирают больше величины перемещения грунта при нормативном сейсмическом воздействии в зависимости от сейсмичности региона.The dimensions of the
Кроме того, боковая плита 10, закрепленная к ступенчатому столбу 9 шарниром 11 и телескопической распоркой 12, опирается на ненарушенную структуру грунта бокового откоса траншеи, а откосный барьер 4 в пределах высоты подколонника 8 фиксирует боковой откос стабилизирующей массы обратной засыпки из малосжимаемого грунта 14. Это увеличивает несущую способность фундамента здания, так как в работу фундамента 2 вовлекается весь грунт, контактирующий с ним. За счет стабилизирующей массы обратной засыпки из малосжимаемого грунта 14, заполняющей пространство между боковыми плитами 10 и барьерами 4 отсутствует деформация телескопических распорок 12 и боковых плит 10, что обеспечивает безотказность работы боковых плит 10 при сейсмичности 7 баллов и более. В итоге расширена область использования свойства повышенной несущей способности фундамента с гарантированной безотказностью в работе. К тому же, при данной конструкции фундамента присутствует положительное уплотнение определенных видов грунтов под всеми подошвами фундамента вследствие сейсмических колебаний.In addition, the
Данное здание может быть использовано в районах повышенной сейсмичности со значительными горизонтальными колебаниями, наиболее разрушительными при сейсмике. За счет того, что при сейсмических нагрузках каркас здания сохраняет инерцию покоя, нет необходимости использовать дополнительные сейсмостойкие крепления стропильных конструкций, стеновых панелей, придавать повышенную прочность и равнопрочность несущим элементам. Это существенно снижает материалоемкость здания и трудоемкость его возведения и, как следствие повышает экономичность. Вместе с тем данное сейсмостойкое здание не требует ограничений в объемно-планировочных решениях, связанных с технологическим процессом, что упрощает и удешевляет процесс его строительства и эксплуатации. Кроме того, заявляемое здание имеет достаточную эксплуатационную надежность при, практически любых горизонтальных сейсмических колебаниях.This building can be used in areas of high seismicity with significant horizontal vibrations, the most destructive during seismic. Due to the fact that during seismic loads, the building frame preserves the inertia of rest, there is no need to use additional seismic resistant fastenings of truss structures, wall panels, to impart increased strength and uniform strength to the supporting elements. This significantly reduces the building materials and laboriousness of its construction and, consequently, increases the efficiency. However, this earthquake-resistant building does not require restrictions in the space-planning decisions associated with the process, which simplifies and cheapens the process of its construction and operation. In addition, the claimed building has sufficient operational reliability with virtually any horizontal seismic vibrations.
Данное устройство позволит по сравнению с прототипом повысить несущую способность, надежность и сейсмостойкость каркасного здания при значительных горизонтальных сейсмических воздействиях, а также снизить материалоемкость и трудоемкость его возведения.This device will allow compared with the prototype to increase the carrying capacity, reliability and seismic resistance of a frame building with significant horizontal seismic effects, as well as reduce the consumption of materials and the complexity of its construction.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135659A RU2693100C1 (en) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Earthquake-resistant frame building |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135659A RU2693100C1 (en) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Earthquake-resistant frame building |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693100C1 true RU2693100C1 (en) | 2019-07-01 |
Family
ID=67251998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135659A RU2693100C1 (en) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Earthquake-resistant frame building |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693100C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU390234A1 (en) * | 1970-11-27 | 1973-07-11 | И. Н. Скрыль Полтавский инженерно строительный институт | FOUNDATION \ ENT SEISLUSABLE BUILDING |
SU1673722A1 (en) * | 1989-12-18 | 1991-08-30 | Новосибирский Государственный Проектный Институт | Earthquake-proof structure |
SU1778243A1 (en) * | 1990-02-26 | 1992-11-30 | Ruslan P Kulov | Foundation |
RU2228404C1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-05-10 | Северо-Кавказский государственный технологический университет | Foundation for column |
RU2589244C1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)" (СКГМИ (ГТУ) | Earthquake-resistant industrial building |
RU179030U1 (en) * | 2018-01-31 | 2018-04-25 | Загид Гаджиевич Хучбаров | SEISMIC RESISTANCE FOUNDATION |
-
2018
- 2018-10-08 RU RU2018135659A patent/RU2693100C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU390234A1 (en) * | 1970-11-27 | 1973-07-11 | И. Н. Скрыль Полтавский инженерно строительный институт | FOUNDATION \ ENT SEISLUSABLE BUILDING |
SU1673722A1 (en) * | 1989-12-18 | 1991-08-30 | Новосибирский Государственный Проектный Институт | Earthquake-proof structure |
SU1778243A1 (en) * | 1990-02-26 | 1992-11-30 | Ruslan P Kulov | Foundation |
RU2228404C1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-05-10 | Северо-Кавказский государственный технологический университет | Foundation for column |
RU2589244C1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)" (СКГМИ (ГТУ) | Earthquake-resistant industrial building |
RU179030U1 (en) * | 2018-01-31 | 2018-04-25 | Загид Гаджиевич Хучбаров | SEISMIC RESISTANCE FOUNDATION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Calayır et al. | Performance of structures in the rural area during the March 8, 2010 Elazığ-Kovancılar earthquake | |
JPH0699975B2 (en) | How to form a concrete floor to support a building | |
JP2645899B2 (en) | High horizontal strength foundation method using solidification method | |
RU2693100C1 (en) | Earthquake-resistant frame building | |
RU2589244C1 (en) | Earthquake-resistant industrial building | |
JP6368551B2 (en) | Seismic isolation method for existing buildings | |
CN217710837U (en) | Anti-floating underground building | |
JPH11152928A (en) | Base isolation building and method of base isolating construction of existing building | |
RU2376428C1 (en) | Multi-storied building and method of erection on slopes or cliffs | |
RU2307212C2 (en) | Pile foundation for seismic territories | |
JP3698339B2 (en) | Seismic foundations for buildings | |
RU64650U1 (en) | SPATIAL FUNDAMENTAL PLATFORM FOR BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS FOR CONSTRUCTION ON WEAK, LOWING, EMBEDDED SOILS AND IN SEISMIC ZONES | |
SU1645383A1 (en) | Earthquake-proof foundation of building | |
GB2062079A (en) | Precast Wall Unit for Silage Pit or Tank | |
SU1044733A1 (en) | Foundation | |
JPH0261225A (en) | Low-rise construction of weak ground | |
JP7239459B2 (en) | Pull-out/overturn prevention structure for seismically isolated buildings | |
RU2767842C1 (en) | Seismic-resistant dome structure | |
RU2320818C1 (en) | Shallow foundation for buildings to be overbuilt | |
SU981512A1 (en) | Earthquake-proof foundation for building, structure or plant | |
JP7194626B2 (en) | Station platform reinforcement structure | |
RU2374394C1 (en) | Spatial foundation platform on sliding layer | |
JPH06173284A (en) | Construction method for self-standing continuous wall | |
SU1756510A1 (en) | Marthquake-resistant high-rise building | |
SU949078A1 (en) | Foundation for building and installations |