RU2812360C1 - Pipe-concrete seismic isolating support - Google Patents
Pipe-concrete seismic isolating support Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812360C1 RU2812360C1 RU2023117373A RU2023117373A RU2812360C1 RU 2812360 C1 RU2812360 C1 RU 2812360C1 RU 2023117373 A RU2023117373 A RU 2023117373A RU 2023117373 A RU2023117373 A RU 2023117373A RU 2812360 C1 RU2812360 C1 RU 2812360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- elements
- concrete
- pyramids
- column
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, в частности к сейсмоизолирующим устройствам зданий и сооружений.The invention relates to the field of construction, in particular to seismic isolating devices for buildings and structures.
Известна трубобетонная сейсмоизолирующая опора (см. патент РФ №2477353), которая состоит из колонны с шарнирными узлами. Колонна выполнена в трубобетонном варианте, а шарнирные узлы, составляющие с гасителями колебаний единое целое, выполнены из стальных листов и прокатной стали и размещаются в верхней и нижней части колонны, где гасители одновременно являются поглотителями энергии и ограничителями горизонтальных и вертикальных перемещений. A pipe-concrete seismic isolating support is known (see RF patent No. 2477353), which consists of a column with hinged units. The column is made of a pipe-concrete version, and the hinge units, which form an integral whole with the vibration dampers, are made of steel sheets and rolled steel and are located in the upper and lower parts of the column, where the dampers are both energy absorbers and limiters of horizontal and vertical movements.
Недостатками являются:The disadvantages are:
- невозможность конструкции опоры всегда обеспечить возврат качающейся колонны в исходное положение;- the impossibility of the support design to always ensure the return of the swinging column to its original position;
- возможность отказа металлических планок при повторных сейсмических воздействиях; - the possibility of failure of metal strips under repeated seismic impacts;
- невозможность полностью компенсировать горизонтальные и вертикальные динамические воздействия на здание во время землетрясений.- the inability to fully compensate for horizontal and vertical dynamic impacts on the building during earthquakes.
Наиболее близким аналогом является трубобетонная сейсмоизолирующая опора (см. патент РФ №2788545), состоящая из трубобетонной колонны с шарнирными узлами сопряжения с фундаментом и перекрытием, двух закладных деталей в виде стальных пластин и жестко соединенных с ними стальных цилиндров, а также гасителей колебаний, размещающихся в верхней и нижней частях колонны в пространстве между стальной пластиной, боковой поверхностью стального цилиндра и внутренней поверхностью трубы трубобетонной колонны, выполненных не менее чем из двух слоев самозаклинивающихся элементов в форме частично усеченных тетраэдров, полученных разрезанием кубов плоскостями, проходящими через середины их ребер на две равные части так, что основания элементов образуют правильные шестиугольники, причем основания каждого слоя элементов расположены горизонтально и плотно соприкасаются своими ребрами с соседними элементами слоя, а вершины элементов каждого слоя касаются плоскости оснований соседнего слоя.The closest analogue is a pipe-concrete seismic-isolating support (see RF patent No. 2788545), consisting of a pipe-concrete column with hinged joints with the foundation and ceiling, two embedded parts in the form of steel plates and steel cylinders rigidly connected to them, as well as vibration dampers located in the upper and lower parts of the column in the space between the steel plate, the side surface of the steel cylinder and the inner surface of the tube concrete column pipe, made of at least two layers of self-wedging elements in the form of partially truncated tetrahedrons, obtained by cutting cubes with planes passing through the middles of their edges into two equal parts so that the bases of the elements form regular hexagons, and the bases of each layer of elements are located horizontally and are in close contact with adjacent elements of the layer with their edges, and the tops of the elements of each layer touch the plane of the bases of the adjacent layer.
Недостатком является:The disadvantage is:
- малое сопротивление горизонтальной составляющей сейсмического удара, поскольку основания каждого слоя самозаклинивающихся элементов образуют горизонтальные плоскости, сопротивление горизонтальным силам по которым обусловлено только силами трения между элементами соседних слоев. - low resistance to the horizontal component of a seismic shock, since the bases of each layer of self-jamming elements form horizontal planes, the resistance to horizontal forces along which is due only to the friction forces between the elements of adjacent layers.
Технической проблемой изобретения является повышение устойчивости здания за счет возможности более эффективной компенсации горизонтальных и вертикальных динамических воздействий на него во время землетрясений.The technical problem of the invention is to increase the stability of the building due to the possibility of more effectively compensating for horizontal and vertical dynamic impacts on it during earthquakes.
Техническим результатом заявляемого изобретения является использование в качестве гасителей колебаний самозаклинивающихся элементов, при установке которых снижается количество пустот между ними, вследствие чего наблюдается повышение эффективности компенсации горизонтальных и вертикальных динамических воздействий на здание во время землетрясений. Кроме того, предложенные самозаклинивающиеся элементы имеют упрощенную геометрическую форму по сравнению с прототипом.The technical result of the claimed invention is the use of self-jamming elements as vibration dampers, the installation of which reduces the number of voids between them, as a result of which there is an increase in the efficiency of compensation for horizontal and vertical dynamic effects on the building during earthquakes. In addition, the proposed self-jamming elements have a simplified geometric shape compared to the prototype.
Сущность изобретения состоит в том, что в трубобетонной сейсмоизолирующей опоре, состоящей из трубобетонной колонны с шарнирными узлами сопряжения с фундаментом и перекрытием, двух закладных деталей в виде стальных пластин и жестко соединенных с ними стальных цилиндров, входящих в тело трубобетонной колонны и имеющих диаметр от 0,05 до 0,25 диаметра ее поперечного сечения, а также гасителей колебаний, размещенных в верхней и нижней частях колонны в пространстве между стальной пластиной, боковой поверхностью стального цилиндра и внутренней поверхностью трубы трубобетонной колонны, состоящие как минимум из одного слоя элементов гасителей колебаний, изготовленных из материала с прочностью R>1,5×Rb , где Rb – прочность бетона трубобетонной колонны, при этом свободное пространство между внутренней поверхностью трубы и слоями элементов заполнено эластичным материалом, согласно изменению гасители колебаний выполнены из элементов в форме правильных пирамид с квадратными основаниями и элементов в форме тетраэдров, при чем основания каждого ряда пирамид расположены горизонтально и плотно соприкасаются своими ребрами с соседними элементами ряда, а вершины пирамид каждого ряда касаются точек сопряжения оснований четырех соседних пирамид другого ряда, при этом тетраэдры полностью заполняют часть пустого пространства, образующигося между боковыми поверхностями правильных пирамид верхнего и нижнего рядов, причем сторона основания каждой пирамиды имеет размер а<0,25(d b – d c ), The essence of the invention is that in a pipe-concrete seismic-isolating support, consisting of a pipe-concrete column with hinged joints with the foundation and the ceiling, two embedded parts in the form of steel plates and steel cylinders rigidly connected to them, included in the body of the pipe-concrete column and having a diameter of 0 .05 to 0.25 of the diameter of its cross section, as well as vibration dampers located in the upper and lower parts of the column in the space between the steel plate, the side surface of the steel cylinder and the inner surface of the pipe of the pipe concrete column, consisting of at least one layer of vibration damper elements, made of material with strength R>1.5×Rb, where Rb is the concrete strength of the pipe-concrete column, while the free space between the inner surface of the pipe and the layers of elements is filled with elastic material, according to the change, the vibration dampers are made of elements in the form of regular pyramids with square bases and elements in the form of tetrahedrons, wherein the bases of each row of pyramids are located horizontally and are in close contact with their edges with neighboring elements of the row, and the tops of the pyramids of each row touch the junction points of the bases of four adjacent pyramids of another row, while the tetrahedrons completely fill part of the empty space formed between the lateral surfaces of the regular pyramids of the upper and lower rows, and the side of the base of each pyramid has a size of a<0.25(d b – d c ),
где d b - бетонного ядра трубобетонной колонны, мм;where d b - concrete core of a pipe-concrete column, mm;
d c – диаметр стального цилиндра, мм; d c – diameter of the steel cylinder, mm;
а высота всех слоев гасителей колебаний при этом составляет:and the height of all layers of vibration dampers is:
h < 0,5(d b – d c ). h < 0.5(d b – d c ) .
Сущность изобретения поясняется чертежами. The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображен общий вид трубобетонной сейсмоизолирующей опоры, где 1 - стальная труба, 2 - монолитный бетон, 3 - закладная деталь фундамента (основания), 4 - монолитный железобетонный фундамент (основание), 5 - закладная деталь сейсмоизолируемой части здания (сооружения), 6 - сейсмоизолируемая часть здания (сооружения), 7 – самозаклинивающиеся элементы нижнего гасителя колебаний, 8 – эластичный материал, 9 – самозаклинивающиеся элементы верхнего гасителя колебаний, 10 – верхний стальной цилиндр, 11 - нижний стальной цилиндр.In fig. 1 shows a general view of a pipe-concrete seismic isolating support, where 1 - steel pipe, 2 - monolithic concrete, 3 - embedded part of the foundation (base), 4 - monolithic reinforced concrete foundation (base), 5 - embedded part of the seismically insulated part of the building (structure), 6 - seismically insulated part of the building (structure), 7 – self-jamming elements of the lower vibration damper, 8 – elastic material, 9 – self-jamming elements of the upper vibration damper, 10 – upper steel cylinder, 11 – lower steel cylinder.
На фиг. 2 изображен вид в плане гасителей колебаний в разрезе I-I.In fig. 2 shows a plan view of the vibration dampers in section I-I.
На фиг. 3 изображен вид в плане основной части опоры в разрезе II-II, где 12 - продольная арматура.In fig. 3 shows a plan view of the main part of the support in section II-II, where 12 is the longitudinal reinforcement.
На фиг. 4 представлена укладка трех слоев самозаклинивающихся элементов, где а – пирамида, b - нижний ряд из установленных пирамид, In fig. Figure 4 shows the laying of three layers of self-jamming elements, where a is a pyramid, b is the bottom row of installed pyramids,
с – тетраэдры, d – вид установенных нижнего и промежуточного рядов, после укладки тетраэдров, е – схема образования одного слоя элементов гасителей колебаний, f – вид собранного слоя гасителей колебаний.c – tetrahedrons, d – view of the installed lower and intermediate rows, after laying the tetrahedrons, e – diagram of the formation of one layer of vibration damper elements, f – view of the assembled layer of vibration dampers.
Трубобетонная сейсмоизолирующая опора представляет из себя круглую колонну из стальной трубы 1 (фиг.1-3) диаметром от 270 мм до 1420 мм (по ГОСТ 10704) и высотой от 1500 мм до 10000 мм, заполненную монолитным бетоном 2 (фиг.1, 2) класса В25 и более с арматурным каркасом 12 (фиг.2, 3). В нижней части колонны стальной цилиндр 11 диаметром от 0,25 до 0,5 от диаметра поперечного сечения колонны и высотой от 40 мм до 300 мм (фиг.1) приварен к закладной детали фундамента 3, имеющей толщину 10-40 мм и жестко закрепленную с монолитным железобетонным фундаментом (основанием) 4. На верхнюю часть колонны через стальную закладную деталь 5 (фиг.1) толщиной 10-40 мм опирается плита перекрытия 6 (фиг.1) сейсмоизолируемой части здания (сооружения). В верхней части колонны стальной цилиндр 10 диаметром от 0,25 до 0,5 от диаметра поперечного сечения колонны и высотой от 40 мм до 300 мм приварен к стальной пластине 5 (фиг.1) толщиной 10-40 мм, которая жестко закреплена с сейсмоизолируемой частью здания 6 (фиг.1).The pipe-concrete seismic isolating support is a round column made of steel pipe 1 (Figs. 1-3) with a diameter from 270 mm to 1420 mm (according to GOST 10704) and a height from 1500 mm to 10,000 mm, filled with monolithic concrete 2 (Figs. 1, 2 ) class B25 or more with reinforcement cage 12 (Fig. 2, 3). At the bottom of the column, a steel cylinder 11 with a diameter of 0.25 to 0.5 of the cross-sectional diameter of the column and a height of 40 mm to 300 mm (Fig. 1) is welded to the foundation embedded part 3, having a thickness of 10-40 mm and rigidly fixed with a monolithic reinforced concrete foundation (base) 4. The floor slab 6 (Fig. 1) of the seismically insulated part of the building (structure) rests on the upper part of the column through a steel embedded part 5 (Fig. 1) with a thickness of 10-40 mm. At the top of the column, a steel cylinder 10 with a diameter of 0.25 to 0.5 of the diameter of the cross section of the column and a height of 40 mm to 300 mm is welded to a steel plate 5 (Fig. 1) with a thickness of 10-40 mm, which is rigidly fixed with a seismic insulation part of building 6 (Fig. 1).
В пространстве между закладными деталями 3, 5, (фиг.1) боковыми поверхностями соответствующих стальных цилиндров 10, 11, монолитным бетоном 2 и внутренней поверхностью трубы трубобетонной колонны 1 размещены соответственно нижние и верхние гасители колебаний 7 и 9, выполненные из тетраэдров и правильных пирамид, и установленные в слое следующем порядке: In the space between the embedded parts 3, 5, (Fig. 1) the side surfaces of the corresponding steel cylinders 10, 11, monolithic concrete 2 and the inner surface of the pipe concrete column 1, respectively, the lower and upper vibration dampers 7 and 9, made of tetrahedrons and regular pyramids, are located , and installed in the layer in the following order:
- нижний ряд представляет собой пирамиды, размещенные их основаниями на закладные детали 3, 5 (фиг. 1, 4);- the bottom row represents pyramids placed with their bases on embedded parts 3, 5 (Fig. 1, 4);
- промежуточный ряд – тетраэдры, установленные сверху пирамид нижнего ряда таким образом, чтобы они заполняли собой часть образовавшегося свободного пространства после установки пирамид нижнего ряда (фиг. 4);- intermediate row - tetrahedrons installed on top of the pyramids of the lower row in such a way that they fill part of the free space formed after installing the pyramids of the lower row (Fig. 4);
- верхний ряд – перевернутые пирамиды, установленные в оставшееся свободное пространство после установки нижнего и промежуточного рядов, замыкающие слой гасителей колебаний (фиг. 4). - top row - inverted pyramids installed in the remaining free space after installing the lower and intermediate rows, closing the layer of vibration dampers (Fig. 4).
При этом сторона основания каждой пирамиды имеет размер:In this case, the side of the base of each pyramid has the size:
а < 0,25(da < 0.25(d bb – d –d cc ),),
где d b - бетонного ядра трубобетонной колонны,where d b - concrete core of a pipe-concrete column,
d c – диаметр стального цилиндра, d c – diameter of the steel cylinder,
высота всех слоев гасителей колебаний при этом составляет:the height of all layers of vibration dampers is:
h < 0,5(d b – d c ),h < 0.5(d b – d c ) ,
а боковые грани самозаклинивающихся элементов всех трех рядов плотно соприкасаются между собой. Свободное пространство между внутренней поверхностью трубы, монолитным бетоном 2 и слоями элементов гасителей колебаний заполняется эластичным материалом 9 (фиг. 1, 2), например, битумом, при этом самозаклинивающиеся элементы гасителей колебаний изготовлены из материала с прочностью R > 1,2×Rb, например, из стали марки Ст3пс. Нижний и верхний гасители колебаний 7, 9 (фиг.1, 2) выполняют роль поглотителей энергии колебаний, одновременно являясь ограничителями горизонтальных и вертикальных смещений.and the side edges of the self-jamming elements of all three rows are in close contact with each other. The free space between the inner surface of the pipe, monolithic concrete 2 and layers of vibration damper elements is filled with elastic material 9 (Fig. 1, 2), for example, bitumen, while the self-jamming vibration damper elements are made of material with a strength R> 1.2×Rb , for example, from steel grade St3ps. The lower and upper vibration dampers 7, 9 (Figs. 1, 2) act as vibration energy absorbers, while at the same time limiting horizontal and vertical displacements.
Если стальной цилиндр имеет диаметр менее 0,25 от диаметра поперечного сечения колонны, то через гасители колебаний 7, 9 (фиг.1, 2), будет передаваться только небольшая часть горизонтальных сил, ограниченная конкретным размером диаметра цилиндра. If the steel cylinder has a diameter less than 0.25 of the cross-sectional diameter of the column, then only a small part of the horizontal forces, limited by the specific size of the cylinder diameter, will be transmitted through vibration dampers 7, 9 (Figs. 1, 2).
Если стальной цилиндр имеет диаметр более 0,5 от диаметра поперечного сечения колонны, то через гасители колебаний 7, 9 (фиг.1, 2), имеющие меньшую жесткость при сжатии по сравнению со стальным цилиндром, будет передаваться только небольшая часть вертикальных сил, ограниченная конкретным размером диаметра цилиндра. If the steel cylinder has a diameter of more than 0.5 of the diameter of the cross section of the column, then only a small part of the vertical forces will be transmitted, limited specific cylinder diameter size.
Если элементы гасителей колебаний изготовлены из материала с прочностью менее 1,2×Rb, то вследствие концентрации напряжений они могут разрушиться.If vibration damper elements are made of a material with a strength of less than 1.2×Rb, then due to stress concentration they may fail.
Если высота слоев гасителей колебаний составляет h > 0,5(d b – d c ), то возникает возможность снижения прочности трубобетонной колонны из-за отсутствия совместной работы бетонного ядра и наружной трубы на протяженном участке, сопоставимом с радиусом ядра.If the height of the layers of vibration dampers is h > 0.5(d b – d c ), then there is a possibility of reducing the strength of the pipe concrete column due to the lack of joint work between the concrete core and the outer pipe over an extended section comparable to the radius of the core.
Установку гасителей колебаний 7, 9 в пространстве между закладными деталями сейсмоизолируемой части здания (сооружения) 3, 5, боковыми поверхностями цилиндров 10, 11 и эластичного материала 8 осуществляют на стройплощадке. К закладной детали фундамента 3 приваривают нижний стальной цилиндр 11. Затем укладывают слои элементов нижнего гасителя колебаний 7, устанавливают стальную трубу 1, и заполняют эластичным материалом 8, например, битумом зазоры между элементами гасителя 7, трубой 1 и стальным цилиндром 11, а также формируют горизонтальную прослойку из эластичного материала 8 по верхнему слою самозаклинивающихся элементов. Затем заполняют трубу монолитным бетоном 2, по верхнему торцу которого формируют горизонтальную прослойку из эластичного материала 8. На прослойку устанавливают заранее собранный элемент, включающий закладную деталь сейсмоизолирующей части здания (сооружения) 5 с приваренным к ней верхним цилиндром 10 и закрепленными слоями самозаклинивающихся элементов верхнего гасителя колебаний 9, а также заполненными эластичным материалом 8 зазорами между самозаклинивающимися элементами гасителя колебаний 7, трубой 1 и стальным цилиндром 10 .The installation of vibration dampers 7, 9 in the space between the embedded parts of the seismically insulated part of the building (structure) 3, 5, the side surfaces of the cylinders 10, 11 and the elastic material 8 is carried out on the construction site. The lower steel cylinder 11 is welded to the embedded part of the foundation 3. Then layers of elements of the lower vibration damper 7 are laid, a steel pipe 1 is installed, and the gaps between the damper elements 7, pipe 1 and steel cylinder 11 are filled with elastic material 8, for example, bitumen, and also formed a horizontal layer of elastic material 8 over the top layer of self-wedging elements. Then the pipe is filled with monolithic concrete 2, along the upper end of which a horizontal layer of elastic material 8 is formed. A pre-assembled element is installed on the layer, including an embedded part of the seismic isolating part of the building (structure) 5 with an upper cylinder 10 welded to it and fixed layers of self-jamming elements of the upper damper vibrations 9, as well as gaps filled with elastic material 8 between the self-jamming elements of the vibration damper 7, the pipe 1 and the steel cylinder 10.
После чего колонну соединяют с сейсмоизолированной частью здания 6.After which the column is connected to the seismically isolated part of the building 6.
В положении покоя (фиг.1) нагрузка от сейсмоизолированной части здания (сооружения) 6 (фиг.1) равномерно передается через закладную деталь 5 (фиг.1) на колонну. Далее эту нагрузку воспринимает фундамент 4 (фиг.1) через закладную деталь 3 (фиг.1) в нижней части трубобетонной сейсмоизолирующей опоры. При этом сила реакции фундамента 4 (фиг.1) через закладную деталь 3 равномерно распределяется по всей ее площади.In the rest position (Fig. 1), the load from the seismically isolated part of the building (structure) 6 (Fig. 1) is uniformly transmitted through the embedded part 5 (Fig. 1) to the column. Next, this load is taken by the foundation 4 (Fig. 1) through the embedded part 3 (Fig. 1) in the lower part of the pipe-concrete seismic isolating support. In this case, the reaction force of the foundation 4 (Fig. 1) through the embedded part 3 is evenly distributed over its entire area.
При сейсмическом ударе горизонтальной силой, например, передающейся на фундамент 4 слева направо (фиг.1), первоначально включаются в работу в горизонтальном направлении самозаклинивающиеся элементы гасителя колебаний 7 и эластичный материал 8, расположенные в нижней части колонны правее стального цилиндра 11. В верхней части колонны включаются в работу в горизонтальном направлении самозаклинивающиеся элементы гасителя колебаний 9 и эластичный материал 8 левее стального цилиндра 10. Пара вертикальных сжимающих сил от возникающего изгибающего момента в верхней части колонны передается через самозаклинивающиеся элементы гасителя колебаний 9 и эластичный материал 8, расположенные правее стального цилиндра 10, а в нижней части колонны - через самозаклинивающиеся элементы гасителя колебаний 7 и эластичный материал 8, расположенные левее стального цилиндра 11. During a seismic shock with a horizontal force, for example, transmitted to the foundation 4 from left to right (Fig. 1), the self-jamming elements of the vibration damper 7 and the elastic material 8, located in the lower part of the column to the right of the steel cylinder 11, are initially put into operation in the horizontal direction. In the upper part the columns are put into operation in the horizontal direction by the self-wedging elements of the vibration damper 9 and the elastic material 8 to the left of the steel cylinder 10. A pair of vertical compressive forces from the resulting bending moment in the upper part of the column is transmitted through the self-wedging elements of the vibration damper 9 and the elastic material 8, located to the right of the steel cylinder 10 , and in the lower part of the column - through the self-jamming elements of the vibration damper 7 and the elastic material 8, located to the left of the steel cylinder 11.
В последующий момент времени слои самозаклинивающихся элементов верхнего 9 и нижнего 7 гасителей колебаний, начинают воспринимать эти горизонтальные и вертикальные силы. Вначале происходит упругая деформация эластичного материала 8, которая затем передается слоям гасителей колебаний 7 и 9. Происходит самозаклинивание по боковых граням всех слоев элементов обоих гасителей колебаний. При этом в отличие от прототипа происходит более тесное контактирование соседних элементов между собой по всем соприкасающимся граням за счет устранения пустот, которые присутствовали между самозаклинивающимися элементами прототипа. At a subsequent moment in time, the layers of self-jamming elements of the upper 9 and lower 7 vibration dampers begin to perceive these horizontal and vertical forces. First, elastic deformation of the elastic material 8 occurs, which is then transferred to the layers of vibration dampers 7 and 9. Self-jamming occurs along the side faces of all layers of elements of both vibration dampers. In this case, unlike the prototype, there is closer contact between adjacent elements along all contacting faces due to the elimination of voids that were present between the self-jamming elements of the prototype.
При этом перераспределенная нагрузка преобразуется так, что в местах контакта элементов гасителей колебаний 7 возникают значительные силы, вызывающие местное сжатие соседних элементов по всем сторонам гасителей колебаний. In this case, the redistributed load is transformed so that at the points of contact of the elements of the vibration dampers 7, significant forces arise, causing local compression of neighboring elements on all sides of the vibration dampers.
В свою очередь, наличие сжимающих сил приводит к увеличению сил сцепления между элементами, а следовательно, и к резкому увеличению предельных значений межэлементной жесткости и прочности. Благодаря форме и расположению элементов гасителей колебаний происходит их самозаклинивание, что обеспечивает значительное повышение жесткости сейсмоизолирующей опоры и снижает вероятность ее разрушения. Разрушению препятствует также дискретное строение слоев гасителей колебаний, так как даже в случае появления трещины она будет распространяться только в объеме одного элемента, не переходя в магистральную трещину по слою. При этом работоспособность трубобетонной сейсмоизолирующей опоры сохраняется. In turn, the presence of compressive forces leads to an increase in the adhesion forces between elements, and, consequently, to a sharp increase in the limiting values of interelement rigidity and strength. Due to the shape and location of the vibration damper elements, they self-jam, which provides a significant increase in the rigidity of the seismic isolating support and reduces the likelihood of its destruction. Destruction is also prevented by the discrete structure of the layers of vibration dampers, since even if a crack appears, it will propagate only within the volume of one element, without turning into a main crack along the layer. At the same time, the operability of the pipe-concrete seismic isolating support is maintained.
Таким образом, в результате использования самозаклинивающихся элементов в конструкции опоры во время сейсмического удара происходит их упругая деформация и частичная пластическая деформация, блокирующие ее колебательные движения за счет поглощения энергии деформации.Thus, as a result of the use of self-jamming elements in the structure of a support during a seismic shock, their elastic deformation and partial plastic deformation occur, blocking its oscillatory movements due to the absorption of deformation energy.
Предлагаемая конструкция трубобетонной сейсмоизолирующей опоры позволит снизить интенсивность горизонтальных и вертикальных динамических воздействий на здание, повысив при этом его устойчивость во время землетрясений. Кроме того, будет обеспечено увеличение прочности и надежности трубобетонной сейсмоизолирующей опоры.The proposed design of a pipe-concrete seismic isolating support will reduce the intensity of horizontal and vertical dynamic impacts on the building, while increasing its stability during earthquakes. In addition, an increase in the strength and reliability of the pipe-concrete seismic isolating support will be ensured.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812360C1 true RU2812360C1 (en) | 2024-01-30 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1733572A1 (en) * | 1990-02-16 | 1992-05-15 | Могилевский Машиностроительный Институт | Earthquakeproof support |
| RU2477353C1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-03-10 | Адольф Михайлович Курзанов | Guncrete aseismic pad |
| RU210507U1 (en) * | 2021-11-01 | 2022-04-18 | Юрий Витальевич Азиков | PIPE CONCRETE COLUMN |
| RU2773487C1 (en) * | 2021-10-07 | 2022-06-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Kinematic pipe-concrete seismic isolation support on a monolithic reinforced concrete foundation |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1733572A1 (en) * | 1990-02-16 | 1992-05-15 | Могилевский Машиностроительный Институт | Earthquakeproof support |
| RU2477353C1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-03-10 | Адольф Михайлович Курзанов | Guncrete aseismic pad |
| RU2773487C1 (en) * | 2021-10-07 | 2022-06-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Kinematic pipe-concrete seismic isolation support on a monolithic reinforced concrete foundation |
| RU210507U1 (en) * | 2021-11-01 | 2022-04-18 | Юрий Витальевич Азиков | PIPE CONCRETE COLUMN |
| RU2788545C1 (en) * | 2022-08-05 | 2023-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Tube-concrete seismic isolation support |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103388357A (en) | Shock-proof prefabricated steel tube shear wall mixed structural building | |
| WO2017090052A1 (en) | A method of constructing earthquake resistant structure with reinforced foundation and wall structure | |
| Braconi et al. | Seismic performance of a 3D full‐scale high‐ductility steel–concrete composite moment‐resisting structure—Part I: Design and testing procedure | |
| Alali et al. | Double deck bridge behavior and failure mechanism under seismic motions using nonlinear analyzes | |
| RU2812360C1 (en) | Pipe-concrete seismic isolating support | |
| JP3229629U (en) | Integrated foundation bearing platform for rapid construction | |
| KR101781544B1 (en) | Rahmem bridge of seismic performanceusing prestressed using crossbeam | |
| US5660007A (en) | Stiffness decoupler for base isolation of structures | |
| US20040068125A1 (en) | Foundation building system with antiseismic plates | |
| RU2606884C1 (en) | Aseismic building | |
| RU2615183C1 (en) | Kochetov's seismic-resistant construction | |
| RU2663979C1 (en) | Seismic-resistant structure | |
| RU2788545C1 (en) | Tube-concrete seismic isolation support | |
| RU101725U1 (en) | SEISMICALLY RECONSTRUCTED, RESTORED OR CONSTRUCTED BUILDING OR CONSTRUCTION | |
| RU2658940C2 (en) | Earthquake-resistant low noise building | |
| KR101259140B1 (en) | Bridge with concrete beams having means for dispersing horizontal force | |
| RU2477353C1 (en) | Guncrete aseismic pad | |
| RU2780461C1 (en) | Butt joint of reinforced concrete floor with a column | |
| Aman et al. | Analysis And Design of A Multi Storey Building with Flat Slab (C+ G+ 9) Using ETABS | |
| RU2624842C2 (en) | Seismic-resistant building with brick wall panel | |
| CN113802911B (en) | TMD-like structure system based on C-shaped shell shock insulation layer | |
| JP3713646B2 (en) | Seismic isolation structure | |
| JP2020070661A (en) | Vibration control structure to building having column and beam | |
| RU2767842C1 (en) | Seismic-resistant dome structure | |
| JP2019100040A (en) | Base-isolated building and construction method for base-isolated structure |