RU2714422C1 - Опора сейсмостойкого здания, сооружения - Google Patents
Опора сейсмостойкого здания, сооружения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714422C1 RU2714422C1 RU2019122084A RU2019122084A RU2714422C1 RU 2714422 C1 RU2714422 C1 RU 2714422C1 RU 2019122084 A RU2019122084 A RU 2019122084A RU 2019122084 A RU2019122084 A RU 2019122084A RU 2714422 C1 RU2714422 C1 RU 2714422C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support
- parts
- soil
- earthquake
- buildings
- Prior art date
Links
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)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства и предназначено для зданий и сооружений, строящихся в сейсмически опасных районах, или для объектов, имеющих специальное назначение. Опора сейсмостойкого здания, сооружения содержит верхнюю и нижнюю части с плоскими опорными поверхностями, между которыми расположены на расстоянии друг от друга и в разных направлениях как минимум три шара в качестве подвижной шаровой связи, контактирующие с частями опоры, которые установлены с возможностью возвращения при их смещении от деформации грунта к начальному положению. Пространство между верхней и нижней частями опоры заполнено упругой массой, предназначенной для возвращения смещаемых частей опоры при сейсмическом воздействии грунта к начальному положению за счет касательных усилий, возникающих между контактными поверхностями на границе частей опоры и упругой массы при деформации грунта. Технический результат состоит в расширении арсенала технических средств, используемых для защиты зданий и сооружений от сейсмических воздействий, а также в снижении трудоемкости изготовления и монтажа опор сейсмостойких зданий, при сохранении их эффективности снижать сейсмические силы и ограничивать перемещения здания при землетрясениях с широким спектром частот. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства и предназначено для зданий и сооружений, строящихся в сейсмически опасных районах, или для объектов, имеющих специальное назначение.
Известны кинематические опоры многоэтажного сейсмостойкого здания, первый или цокольный этаж которого содержит кинематические стойки, имеющие закругленные верхние и нижние грани и обладающие свойством устойчиво покачиваться во время землетрясения по бороздам, выполненным в элементах верхней обвязки, являющихся частью перекрытия или цокольного этажа, и в элементах нижней обвязки, являющихся фундаментными подушками, причем кинематические стойки усилены ребрами жесткости, а их закругленные грани выполнены с переменной кривизной (Патент РФ №2256749 С2, дата приоритета 18.08.2003, дата публикации 20.07.2005, авторы: Юсупов А.К. и Юсупов Р.А., RU).
Недостатком известного аналога является высокая трудоемкость изготовления кинематических стоек из-за сложной геометрической формы.
Известны также фундаменты сейсмостойких зданий и сооружений с кинематическими опорами, содержащие верхнюю и нижнюю опорные части, в которых образованы стаканы с вогнутыми днищами, и размещенный между ними промежуточный элемент подвижной связи в виде шара (Авторское свидетельство СССР №617532, дата приоритета 03.11.1976, дата публикации 30.07.1978, автор Нейбург Э.В.; Авторское свидетельство СССР №857357, дата приоритета 08.09.1979, дата публикации 23.08.1981, автор Нискин Э.Д.; Патент РФ №2187598 С2, дата приоритета 19.10.2000, дата публикации 20.08.2002, авторы: Радомский В.М. и Ишков В.Ю., RU).
Недостатком указанных известных технических решений является то, что они не адаптированы к вертикальным усилиям, возникающим при взаимном перемещении верхней и нижней опорных частей относительно друг друга.
Известен адаптированный к действию горизонтальных и вертикальных усилий фундамент сейсмостойкого здания, сооружения, включающий нижнюю опорную часть и верхнюю опорную часть с профилированной выемкой, контактирующей с размещенным под ней элементом подвижной связи круглого сечения, с осью его вращения, между элементом подвижной связи и нижней опорной частью расположена плоская качающаяся плита в виде рычага второго рода, связанная с одной стороны кинематически с нижней опорной частью, а с другой стороны свободно опирающаяся на эту же опорную часть, по крайней мере, через один, установленный на нее промежуточный упругий элемент, причем на верхней поверхности плоской качающейся плиты выполнена профилированная выемка под элемент подвижной связи (Патент РФ №2165496 С1, дата приоритета 15.09.1999, дата публикации 20.04.2001, авторы: Алейников И.А. и Иванов С.Е., RU).
Недостатком данного аналога является сложность конструкции, обусловленная множеством взаимодействующих между собой элементов, а также ограниченные функциональные возможности по несущей способности.
Известен также адаптированный к действию горизонтальных и вертикальных усилий стабилизатор наземных колебаний, представляющий собой усиленную опору сейсмостойкого здания, содержащую верхнюю и нижнюю части с опорными поверхностями, между которыми расположены шары в количестве, соответствующем нагрузке, при этом опорная поверхность в одной части плоская, а в другой части опорные поверхности выполнены в виде чаш, в частности, сегментов сфер с радиусом, превышающим радиус шара, и со стопорами в виде буртиков по периметру, являющимися ограничителями перемещения, причем опорные поверхности образованы металлическими закладными элементами, закрепленными в фундаменте и в нижней части здания (Патент Франции №FR 2098479 А6, дата приоритета 18.04.1969, дата публикации 10.03.1972, МПК Е04В 1/36, Е04Н 9/02).
Недостатком этого аналога является высокая трудоемкость изготовления и монтажа усиленной опоры, например, в случае опирания плоской поверхности на четыре шара, в связи с необходимостью достижения точности изготовления и монтажа, а также в связи с выполнением ограничителей перемещения в виде буртиков.
В качестве прототипа принята кинематическая опора для сейсмостойкого здания, сооружения, содержащая верхнюю и нижнюю части, выполненные с плоскими горизонтальными опорными поверхностями, между которыми расположены на расстоянии друг от друга и в разных направлениях, как минимум, три шара, причем верхняя и нижняя части опоры соединены между собой предварительно напряженной тягой, установленной с возможностью возвращения смещенных при сейсмическом воздействии грунта частей опоры из отклоненного к начальному положению посредством горизонтальной составляющей усилия растяжения тяги, при этом предварительно напряженная тяга расположена между шарами в конусных отверстиях, устроенных в верхней и нижней частях опоры и направленных основаниями друг к другу, а опорные поверхности верхней и нижней частей выполнены из стальных листов, установленных в цоколе или фундаменте как закладные детали железобетонных элементов (Патент РФ №2661512 С1, дата приоритета 14.08.2017, дата публикации 17.07.2018, авторы: Хегай О.Н. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является сложность изготовления и монтажа опоры, обусловленная защемлением концов предварительно напряженной тяги в конусных отверстиях верхней и нижней частей, а также необходимостью определения параметров тяги и обеспечения возможности ее перемещения для эффективного снижения сейсмических сил. Кроме того, с течением времени в предварительно напряженном стержне и бетоне опоры происходит релаксация напряжений. При этом в случае появления сейсмических воздействий горизонтальная составляющая усилия растяжения тяги может отсутствовать и привести к невозможности возвращения смещенных при сейсмическом воздействии грунта частей опоры из отклоненного к начальному положению.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является снижение трудоемкости изготовления и монтажа опор сейсмостойких зданий, сооружений, при сохранении их эффективности снижать сейсмические силы и ограничивать перемещения здания при землетрясениях с широким спектром частот.
Для решения технической проблемы предложена опора сейсмостойкого здания, сооружения, содержащая верхнюю и нижнюю части с плоскими опорными поверхностями, между которыми расположены на расстоянии друг от друга и в разных направлениях, как минимум, три шара в качестве подвижной шаровой связи, контактирующие с частями опоры, которые установлены с возможностью возвращения при их смещении от деформации грунта к начальному положению. Новым является то, что пространство между верхней и нижней частями опоры заполнено упругой массой, предназначенной для возвращения смещаемых частей опоры при сейсмическом воздействии грунта к начальному положению за счет касательных усилий, возникающих между контактными поверхностями на границе частей опоры и упругой массы при деформации грунта.
Согласно изобретению, в качестве упругой массы использована пористая резина в монолитной форме.
Согласно изобретению, в качестве упругой массы использованы упругие прокладки в виде столбиков, набранных из полос транспортерной ленты, причем между шарами и столбиками образованы зазоры.
На фиг. 1 схематично показана опора с пористой резиной между верхней и нижней частями в состоянии устойчивого равновесия, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, при сейсмическом воздействии, продольный разрез; на фиг. 4 схематично показана опора с упругими прокладками между верхней и нижней частями в состоянии устойчивого равновесия; на фиг. 5 - то же, при сейсмическом воздействии.
Заявляемая опора содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 части с плоскими горизонтальными опорными поверхностями, между которыми расположены на расстоянии друг от друга и в разных направлениях контактирующие с ними три шара 3, образующие подвижные шаровые связи. Выполнение опоры с тремя шарами оптимально с точки зрения обеспечения контакта с опорными поверхностями и простоты изготовления и монтажа, так как известно, что положение плоскости в пространстве может быть определено тремя точками (http://mash-xxl.info/info/653755/, дата просмотра 15.05.2019). Центры шаров в состоянии покоя или устойчивого равновесия образуют, например воображаемый равносторонний треугольник. При этом нагрузка на каждый шар распределяется равномерно. Для обеспечения возврата смещающихся при сейсмическом воздействии частей опор к начальному положению пространство между верхней 1 и нижней 2 частями опоры и шарами 3 заполнено упругой массой 4 или материалом с упругими свойствами, например, пористой резиной ("https://niirp.com/articles/proizvodstvo_poristyh_izdelij_iz_elastomerov/fomovye_metody/, дата просмотра 13.05.2019, формовые методы). При этом могут быть применены известные методы формования, например прессование. Кроме того, в частности в качестве упругой массы могут быть использованы упругие прокладки 5 в виде столбиков, набранных из полос транспортерной ленты, причем между шарами 3 и столбиками 5 должны быть образованы зазоры, обеспечивающие оптимальное смещение частей опоры и возвращение их в состояние устойчивого равновесия.
При осуществлении указанных технологических приемов заполнения пространства между верхней 1 и нижней 2 частями опоры и шарами 3 возвращение смещаемых частей опоры при сейсмическом воздействии грунта к начальному положению происходит за счет касательных усилий, возникающих между контактными поверхностями на границе частей опоры и упругой массы при деформации грунта, как показано на фиг. 3 и фиг. 5.
Таким образом, при действии сейсмического усилия в любом направлении шары позволяют перемещаться частям опоры между собой с возможностью возвращения к начальному устойчивому положению, так как при деформации грунта между контактными поверхностями на границе частей опоры и упругой массы возникают касательные усилия, которые возвращают опору в первоначальное положение без передачи вертикальных усилий на здание.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в расширении арсенала технических средств, используемых для защиты зданий и сооружений от сейсмических воздействий, а также в снижении трудоемкости изготовления и монтажа опор сейсмостойких зданий, при сохранении их эффективности снижать сейсмические силы и ограничивать перемещения здания при землетрясениях с широким спектром частот.
Claims (3)
1. Опора сейсмостойкого здания, сооружения, содержащая верхнюю и нижнюю части с плоскими опорными поверхностями, между которыми расположены на расстоянии друг от друга и в разных направлениях как минимум три шара в качестве подвижной шаровой связи, контактирующие с частями опоры, которые установлены с возможностью возвращения при их смещении от деформации грунта к начальному положению, отличающаяся тем, что пространство между верхней и нижней частями опоры заполнено упругой массой, предназначенной для возвращения смещаемых частей опоры при сейсмическом воздействии грунта к начальному положению за счет касательных усилий, возникающих между контактными поверхностями на границе частей опоры и упругой массы при деформации грунта.
2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве упругой массы использована пористая резина в монолитной форме.
3. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве упругой массы использованы упругие прокладки в виде столбиков, набранных из полос транспортерной ленты, причем между шарами и столбиками образованы зазоры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122084A RU2714422C1 (ru) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | Опора сейсмостойкого здания, сооружения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122084A RU2714422C1 (ru) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | Опора сейсмостойкого здания, сооружения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2714422C1 true RU2714422C1 (ru) | 2020-02-14 |
Family
ID=69626028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122084A RU2714422C1 (ru) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | Опора сейсмостойкого здания, сооружения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714422C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2098479A6 (ru) * | 1969-04-18 | 1972-03-10 | Filipozzi Lino | |
SU896190A1 (ru) * | 1979-10-19 | 1982-01-07 | Головной Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Крымниипроект" Госстроя Усср | Фундамент сейсмостойкого здани , сооружени |
RU2024689C1 (ru) * | 1991-06-17 | 1994-12-15 | Ситков Борис Петрович | Устройство для сейсмоизоляции сооружения |
RU2165496C1 (ru) * | 1999-09-15 | 2001-04-20 | Российский государственный открытый технический университет путей сообщения | Фундамент сейсмостойкого здания, сооружения |
RU2342493C2 (ru) * | 2006-10-31 | 2008-12-27 | Игорь Степанович Годустов | Способ снижения горизонтальной инерционной нагрузки объекта на сейсмоизолирующем кинематическом фундаменте |
RU2661512C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова" (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) | Кинематическая опора для сейсмостойкого здания, сооружения |
-
2019
- 2019-07-10 RU RU2019122084A patent/RU2714422C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2098479A6 (ru) * | 1969-04-18 | 1972-03-10 | Filipozzi Lino | |
SU896190A1 (ru) * | 1979-10-19 | 1982-01-07 | Головной Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Крымниипроект" Госстроя Усср | Фундамент сейсмостойкого здани , сооружени |
RU2024689C1 (ru) * | 1991-06-17 | 1994-12-15 | Ситков Борис Петрович | Устройство для сейсмоизоляции сооружения |
RU2165496C1 (ru) * | 1999-09-15 | 2001-04-20 | Российский государственный открытый технический университет путей сообщения | Фундамент сейсмостойкого здания, сооружения |
RU2342493C2 (ru) * | 2006-10-31 | 2008-12-27 | Игорь Степанович Годустов | Способ снижения горизонтальной инерционной нагрузки объекта на сейсмоизолирующем кинематическом фундаменте |
RU2661512C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова" (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) | Кинематическая опора для сейсмостойкого здания, сооружения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2783057B1 (en) | Seismic dissipation module made up of compression-resistant spheres immersed in a variable low density material | |
JP2008101451A (ja) | 建物の減震構造及び減震方法 | |
RU2714422C1 (ru) | Опора сейсмостойкого здания, сооружения | |
RU2661512C1 (ru) | Кинематическая опора для сейсмостойкого здания, сооружения | |
Casapulla et al. | Non-linear kinematic analysis of masonry walls out-of-plane loaded. The comparative role of friction between interlocked walls | |
CA2930193C (en) | Polygonal seismic isolation systems | |
Kolosova et al. | Systematization modern devices for the protection of buildings and structures due to seismic impacts | |
RU2369693C1 (ru) | Опора сейсмостойкого сооружения | |
RU2702432C1 (ru) | Опора для сейсмостойких зданий | |
RU2535567C2 (ru) | Сейсмостойкое здание | |
RU2062833C1 (ru) | Сейсмостойкий фундамент (варианты) | |
RU2477353C1 (ru) | Трубобетонная сейсмоизолирующая опора | |
EA040050B1 (ru) | Опора для сейсмостойких зданий | |
JP6383532B2 (ja) | 既存構造物の免震化方法 | |
RU2187598C2 (ru) | Фундамент сейсмостойкого здания, сооружения | |
JP2017043988A (ja) | 制振建物 | |
RU2374393C2 (ru) | Сейсмоизолирующий тарельчатый фундамент | |
RU2545569C2 (ru) | Плоскостной подшипник качения и способ его применения в сейсмических фундаментах для защиты зданий и сооружений от горизонтальных колебаний земной коры при землетрясениях | |
RU2367744C1 (ru) | Устройство для защиты сооружения от сейсмического воздействия | |
RU2767842C1 (ru) | Сейсмостойкое купольное сооружение | |
JPH04154B2 (ru) | ||
RU2773487C1 (ru) | Кинематическая трубобетонная сейсмоизолирущая опора на монолитном железобетонном фундаменте | |
RU2066362C1 (ru) | Многоэтажное сейсмостойкое здание | |
RU2812360C1 (ru) | Трубобетонная сейсмоизолирующая опора | |
JP6405733B2 (ja) | 制振構造 |