SU1167289A1

SU1167289A1 - Wall of multistorey earthquake-proof building

Info

Publication number: SU1167289A1
Application number: SU833630552A
Authority: SU
Inventors: Лев Исаакович Неймарк; Владимир Моисеевич Иоффе
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1985-07-15

Abstract

1. СТЕНА МНОГОЭТАЖНОГО СЕЙСМОСТОЙКОГО ЗДАНИЯ, включаю (Риг.1 i ща панели, выполненные с вертикальными каналами, арматурные стержни, размещенные в каналах, отделенные от стен последних разделительным слоем и соединенв1ые между собой выпусками, расположенными в анкерных устройствах в уровне перекрытий, и упругие прокладки, расположенные в горизонтальных стыках панелей стен и перекрытий , отличающа с тем, что, с целью повышени сейсмостойкости и упрощени монтажа , каждый арматурный стержень закреплен дополнительным анкером, расположенным в верхней части панелей стен, а анкерные устройства в уровне перекрытий выполнены в виде выключающихс св зей. 2. Стена по п. I, отличающа с тем, что выключающиес св зи выполнены в виде растворной щпонки, замоноличивающей выпуски арматурных стержнем1. A WALL of a MULTILEVEL SEISMIC RESISTANT BUILDING, including (Рig.1 and schA panels made with vertical channels, reinforcing bars placed in channels, separated from the walls of the latter by a separating layer and connected to each other in the level of floors, and resilient gaskets located in horizontal joints of panels of walls and floors, characterized in that, in order to increase seismic resistance and simplify installation, each reinforcing bar is fixed with an additional anchor, nnym the top of the wall panels, and anchoring devices in the level of overlap are formed as vyklyuchayuschihs bonds. 2. Wall according to claim. I, characterized in that the communication vyklyuchayuschies formed as schponki mortar, reinforcing rod releases zamonolichivayuschey

Description

Изобретение относитс к сейсмостойкому строительству, а .именно к конструкци м крупнопанельных многоэтажных зданий с активной системой сейсмозащиты.The invention relates to earthquake resistant construction, and specifically to the construction of large-panel multi-storey buildings with an active seismic protection system.

Известна конструкци стены сейсмостойкого многоэтажного здани , включающа панели с вертикальными каналами, в которых расположены предварительно напр женные стержни, соединенные в уровне перекрытий с помощью резьбовых муфт, причем каналы замоноличены инъектированным раство ром (1).The wall structure of a seismic resistant multi-storey building is known, including panels with vertical channels in which prestressed rods are located, connected in the level of floors with threaded couplings, the channels being monolithically injected with solution (1).

Недостатком известной стены вл етс больша нерегулируема жесткость, обусловленна сцеплением панели с предварительно напр женными стержн ми, расположен 1Ь ми в ее каналах, что увеличивает сейсмические нагрузки на здание, повышает нагружение стеновых панелей, а также ограничивает диапазон использовани систем активной сейсмозащиты. Все это снижает сейсмостойкость здани .A disadvantage of the known wall is a large unregulated stiffness due to the adhesion of the panel with prestressed rods, located in its channels, which increases the seismic loads on the building, increases the loading of the wall panels, and limits the range of use of active seismic protection systems. All this reduces the seismic resistance of the building.

Наиболее близк-ой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату вл етс конструкци стены многоэтажного сейсмостойкого здани , включающей панели, выполненные с вертикальными каналами, арматурные стержни,, размещенные в каналах, отделенные от стен последних разделительным слоем и соединенные между собой выпусками, распрложенными в анкерных устройствах в уровне перекрытий, и упругие прокладки, расположеиные в горизонтальных стыках панелей стен и перекрытий 2.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the construction of a multi-storey earthquake-resistant building wall, including panels made with vertical channels, reinforcing bars, placed in channels separated from the walls of the latter by a separating layer and interconnected by the outlets arranged in anchor devices in the level of floors, and elastic gaskets, located in the horizontal joints of the panels of walls and floors 2.

Недостатком данной конструкции, вл етс , то, что выполнение анкеровки каждого вертикального арматурного стержн один раз по высоте стеновой панели обусловливает фиксированную податливость стены сейсмостойкого здани , что ограничивает возможность адаптации конструкции к сейсмическим воздействи м с различными амплитудно-частотными характеристиками.The disadvantage of this design is that performing anchoring of each vertical reinforcing bar once along the height of the wall panel results in a fixed compliance of the wall of the earthquake-resistant building, which limits the ability of the structure to adapt to seismic effects with different amplitude-frequency characteristics.

Кроме того, расположение соединительных коробок в уровне перекрытий приводит к ослаблению опорной зоны стеновых панелей , к повыщенной концентрации напр жений в бетоне этой зоны, вызванных передачей сосредоточенной силы от арматурного стержн на контур панели, что также снижает ее сейсмостойкость, а закрепление стержней в соединительной коробке требует повышенной точности изготовлени и монтажа , что ухудшает технологические параметры стены.In addition, the location of junction boxes in the level of floors leads to a weakening of the support zone of wall panels, to an increased concentration of stresses in the concrete of this zone, caused by the transfer of a concentrated force from the rebar to the panel circuit, which also reduces its seismic resistance, and the fixing of rods in the junction box requires an increased accuracy of fabrication and installation, which degrades the technological parameters of the wall.

Цель изобретени - повышение сейсмостойкости и упрощение .монтажа.The purpose of the invention is to increase the seismic resistance and simplify the assembly.

Указанна цель достигаетс тем, что в стене многоэтажного сейсмостойкого здани , включающей панели, выполненные с вертикальными каналами, арматурные стержни, размещенные в каналах, отделенные от стен последних разделительным слоем и соединенные между собой выпусками, расположенными в анкерных устройствах в уровне перекрытий, и упругие прокладки, расположенные в горизонгальных стыках панелей 5 стен и перекрытий, каждый арматурный стержень закреплен дополнительным анкером , расположенным в верхней, части панелей стен, а анкерные устройства в уровне перекрытий выполнены в виде выключающих с св зей.This goal is achieved by the fact that in the wall of a multistory seismic resistant building, including panels made with vertical channels, reinforcing bars placed in channels separated from the walls of the latter by a separating layer and interconnected by releases located in anchor devices at the level of floors, and elastic gaskets located in horizontal joints of panels 5 walls and floors, each reinforcing bar is fixed with an additional anchor located in the upper part of the panels of walls, and anchor devices -keeping in a level of overlap are formed as a tripping bonds.

Кроме того, выключающиес св зи могут быть выполнены в виде растворной шпон-, ки, замоноличивающей выпуски арматурных стержней. In addition, the off-links can be made in the form of mortar veneer, embedding the reinforcement bars.

На фиг. 1 схематически изображен фрагмент стены многоэтажного сейсмостойкого здани ; на фиг. 2 - узел Г на фиг. 1; на фиг. 3 - узел И на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4.FIG. 1 schematically shows a fragment of the wall of a multistory seismic resistant building; in fig. 2 — node G in FIG. one; in fig. 3 - And node in FIG. one; in fig. 4 is a section A-A in FIG. 3; in fig. 5 is a section BB in FIG. four.

Q Стена многоэтажного сейсмостойкого здани включает панели 1 с вертикальными каналами 2, в которых размещены арматурные стержни 3, св занные между собой по высоте выпусками 4, отделенные от стенок каналов разделительным слоем 5 в виде,Q The wall of a multistory seismic resistant building includes panels 1 with vertical channels 2 in which reinforcing bars 3 are placed, interconnected in height with outlets 4, separated from the walls of the channels by separating layer 5 in the form,

5 например, пластиковой трубки, или смазки, причем в горизонтальных стыках между панел ми 1 и плитами перекрытий 6 уложены упругие прокладки 7 в виде, например, матов из отходов синтетических волокон.5, for example, a plastic tube, or lubricant; moreover, in horizontal joints between the panels 1 and the floor slabs 6, elastic gaskets 7 are laid in the form of, for example, mats of waste synthetic fibers.

Выдуски 4 закреплены э анкерных уст . ройствах 8, расположенных в уровн х перекрытий 6 внизу стеновых панелей 1, при этом выпуск 4 каждого арматурного стержн 3 нижесто щей панели 1 пропущен через отверстие соединительной накладки 9, приc варенной к закладным детал м 10 плит перекрытий 6.Vyduski 4 fixed e anchor mouth. Equipment 8, located in the levels of floors 6 at the bottom of the wall panels 1, while the release 4 of each reinforcing bar 3 of the downstream panel 1 is passed through the opening of the connecting plate 9 attached to the embedded parts of the 10 floor slabs 6.

Каждый арматурный стержень 3 дополнительно закреплен анкерным устройством 11, расположенным в верхней части панели I, выполненным, например, в виде анкерной шайбы 12 на стержне 3. Анкерное устройство 8 выполнено в виде выключающейс св зи,-котора состоит из шпонки 13, размещенной в полости-нище 14 внизу стеновой панели 1, в которой заключены св занные , например, с помощью сварки выпуски 4 арматурных стержней 3. Шпонка 13 выполнена, например из раствора или бе-тона замоноличиваии полости-ниши 14.Each reinforcing bar 3 is additionally secured by an anchor device 11 located in the upper part of panel I, made for example in the form of an anchor washer 12 on the rod 3. Anchor device 8 is made in the form of a shutdown connection, which consists of a key 13 placed in the cavity -bottom 14 at the bottom of the wall panel 1, in which there are 4 reinforcement bars 3 connected by welding, for example, by welding. A key 13 is made, for example, from solution or monolithic concrete of the cavity-niche 14.

Монтаж предлагаемой конструкции стены многоэтажного сейсмостойкого здани Installation of the proposed wall design of a multistory seismic building

осуществл ют следующим образом.carried out as follows.

На установленные нижние стековые панели I с уложенными на торцах упругими прокладками 7 монтируют плиты перекрыти 6, размеща верхние выпуски 4 арматурных стержней 3 в швах между ними.On the installed bottom stack panels I with elastic gaskets 7 laid on the ends, they are used to mount overlap plates 6, placing the top outlets 4 of the reinforcing rods 3 in the joints between them.

Соединительные накладки 9 надевают на выпуски 4 и привариают к закладным детад м 10 перекрытий 6. Затем устанавливают стеновые панели 1 следующего верхнегоThe connecting plates 9 are put on the outlets 4 and are welded to the mortgages with the details of 10 overlaps 6. Then install the wall panels 1 of the following upper

этажа, размеща выпуски 4, пропущенные через соединительные накладки 9, в полост х-нишах 14 этих панелей 1. Выпуски 4 верхнего и нижнего этажей соедин ют в нише 14 с помощью сварки и полость замоноличивают бетоном или раствором. Таким образом монтируют конструкции и вышележащих этажей.floor, placing the issues 4, passed through the connecting plates 9, in the cavity x-niches 14 of these panels 1. Issues 4 of the upper and lower floors are connected in a niche 14 by welding and the cavity is monolithic with concrete or mortar. Thus, structures and overlying floors are mounted.

Предлагаема конструкци стены многоэтажного сейсмостойкого здани работает следующим образом.The proposed wall construction of a multistory seismic resistant building operates as follows.

В период между сейсмическими воздействи ми анкеровка каждого арматурного стержн 3 вверх и внизу, стеновой панели 1 обеспечивает жесткую работу стены здани в целом и, следовательно, высокие частоты ее собственных колебаний, при этом прочность анкерного устройства 8, расположен-. ного в уровне перекрытий 6, достаточна дл воспри ти усилий, вызванных основным сочетанием воздействий, и обеспечиваетс работой шпонки 13 на срез и силой сцеплени сварного соединени выпусков 4 с бетоном шпонки 13. Эта прочность назначаетс расчетом.In the period between seismic effects, the anchoring of each reinforcing bar 3 up and down the wall panel 1 ensures the rigid operation of the wall of the building as a whole and, consequently, the high frequencies of its natural oscillations, while the strength of the anchor device 8 is located-. level in overlap 6 is sufficient for sensing the forces caused by the main combination of actions, and is ensured by the operation of the key 13 on the shear and the adhesion force of the welded joint of the outlets 4 with the concrete of the key 13. This strength is calculated.

При сейсмических воздействи х с преобладающими длиннопериодными составл ющими колебаний в стене сейсмостойкого зда ни не возникает резонансных колебаний. Усили в анкерных устройствах 8 не превыЩают их прочности.Under seismic effects with predominant long-period oscillation components, no resonance oscillations occur in the wall of the seismic resistant one. The forces in the anchor devices 8 do not exceed their strengths.

При интенсивных сейсмических воздействи х , характеризующихс преобладанием высокочастотных составл ющих, происходит рост усилии в конструкци х здани до разрушени (выключени ) шпонки 13, свободна длина стержней 3 при этом увеличиваетс и становитс равной рассто нию между анкерными устройствами 11. Деформативность стены, определ ема удлинением стержней 3 на их свободной длине, увеличиваетс , периоды собственных колебаний стены возрастают, конструкци выходит из области резонансных колебаний. При этом с учетом нелинейного характера колебаний полученной системы, который определ етс возможностью раскрыти горизонтальных стыков с упругими прокладками и сухим трением стержней 3 в каналах 2, происходит быстрое затухание колебаний всего здани .With intensive seismic effects, characterized by the predominance of high-frequency components, there is an increase in force in the building structures before the key 13 is broken (turned off), the free length of the rods 3 increases and becomes equal to the distance between the anchor devices 11. The deformability of the wall is determined by the elongation rods 3 at their free length increases, the natural periods of the wall increase, the structure leaves the region of resonant oscillations. In this case, taking into account the nonlinear nature of the oscillations of the resulting system, which is determined by the possibility of opening horizontal joints with elastic gaskets and dry friction of the rods 3 in the channels 2, the oscillations of the entire building rapidly decay.

Така система сейсмозащиты в конструкции стены обеспечивает каскадный характер адаптации конструкции здани как к различным сейсмическим воздействи м, так и в процессе нестационарного сейсмического воздействи за счет неодновременного выключени анкерных устройств 8 (по высоте и в плане здани ), определ емого характером конкретного землетр сени и допусками строительного производства.Such a seismic protection system in the wall structure provides a cascade nature of building structure adaptation to both different seismic effects and non-stationary seismic effects due to non-simultaneous switching off of anchor devices 8 (in height and in terms of the building), determined by the nature of a particular earthquake and tolerances construction production.

Выполнение анкерных устройств в уров-. не перекрытий в виде выключающихс св зей позвол ет получить пространственную адаптивную систему многоэтажного здани Perform anchor devices in level-. no overlap in the form of off-links allows to obtain a spatial adaptive system of a multi-storey building

с выключающимис элементами (например, шпонками), распределенными практически по всему объему здани . При весьма широком диапазоне сейсмических воздействий, с привод щих к разнообразным распределени м усилий и деформаций в конструктивных элементах здани , это дает возможность выключени св зей в различных узлах здани , т.е. универсальной его адаптации, а выполнение дополнительно анкеровки стержн в верхней части каждой панели принципиально измен ет схему работы стены здани . В предлагаемом решении стержень закреплен в каждой панели в двух (а пе в одном ) местах (вверху и внизу), и толькоwith switchable elements (e.g., dowels) distributed over substantially the entire volume of the building. With a very wide range of seismic effects, with leading to a variety of distributions of forces and deformations in the structural elements of the building, this makes it possible to turn off the links in the various nodes of the building, i.e. its universal adaptation, and additionally performing anchoring of the rod in the upper part of each panel fundamentally changes the pattern of operation of the building wall. In the proposed solution, the rod is fixed in each panel in two (and ne in one) places (top and bottom), and only

5 после разрушени выключающейс св зи его закрепление становитс аналогичным прототипу.5, after the breakdown of the breaking link, its fixation becomes analogous to the prototype.

Наличие в предлагаемом решении двух по высоте панели анкерующих устройств позвол ет выполнить их неравнопрочпыми, т.е.The presence in the proposed solution of two of the height of the anchorage panel allows them to be made unequal, i.e.

0 одно из них - в виде выключающейс св зи , расположенной в уровне перекрыти , что упрощает стыковку (сварку) стержней и восстановление выключающейс св зи при послесейсмическом ремонте, т.е. снижает сейсмический yuiep6. При этом анкеровка стержней в двух местах по высоте каждой панели позвол ет повысить начальную (до выключени св зей) жесткость стены без дополнительного расхода стали и затрат на предварительное нат жение стержней.0 one of them is in the form of a shutdown link, located in the overlap level, which simplifies the docking (welding) of the rods and the restoration of the shutdown link during postseismic repair, i.e. reduces seismic yuiep6. In this case, anchoring of the rods in two places along the height of each panel allows to increase the initial wall stiffness (before switching off the connections) without additional steel consumption and the cost of preloading the rods.

0 Наличие или отсутствие разделительного сло выше анкерной шайбы 12 вл ютс рас етными инженерными решени ми, при которых анкерное устройство в верхней части панел.и может включать или не включать участок стержн , сцепленного с бетоном0 The presence or absence of a separating layer above the anchor washer 12 is a combination of engineering solutions in which the anchoring device is at the top of the panel and may or may not include a section of the rod bonded to concrete

панели.panels.

Таким образом, в предлагаемой конструкции обеспечиваетс снижение усилий в элементах стены при сейсмических воздействи х и повышаетс сейсмостойкость здани при использовании- простых, нетрудоемких Thus, in the proposed design, the forces in the wall elements are reduced under seismic effects and the seismic resistance of the building is increased when using simple, non-labor-intensive

0 средств сейсмозащиты. Кроме того, такое конструктивное решение позвол ет уменьшить расход металла, а также значительно снизить трудозатраты на сейсмозашиту здани за счет упрощени монтажа соединений0 means of seismic protection. In addition, such a constructive solution allows reducing the metal consumption, as well as significantly reducing the labor costs for building seismic protection by simplifying the installation of connections.

5 панелей стен и перекрытий.5 panels of walls and ceilings.

Использование изобретени позвол ет снизить приведенную (с учетом эксплуатационных затрат) стоимость 1 кв. м общей площади на 2-5 руб. в зависимости от 0 . этажности зданий и расчетной сейсмичности строительной площадки. Этот эффект определ етс уменьшением расходов на сейсмическое усиление конструкции за счет фактического снижени расчетных сейсмических нагрузок, а также предотвращенным гейсмическим ущербом за счет повыщени -)адежности сейсмозащиты и уменьшени ,)бъема после сейсмических ремонтов.The use of the invention allows to reduce the reduced (taking into account operating costs) cost of 1 square meter. m total area of 2-5 rubles. depending on 0. number of floors of buildings and the estimated seismicity of the construction site. This effect is determined by the reduction of the cost of seismic reinforcement of the structure due to the actual reduction of design seismic loads, as well as the prevented geysmic damage due to increased seismic protection and reduction after seismic repairs.

А-АAa

IfIf

Claims

1. WALL OF A MULTI-STOREY SEISMIC-RESISTANT BUILDING, including panels made with vertical channels, reinforcing bars placed in channels, separated from the walls of the latter by a separation layer and interconnected by outlets located in anchor devices at the level of ceilings, and elastic gaskets located in horizontal joints of wall and floor panels, characterized in that, in order to increase seismic resistance and simplify installation, each reinforcing bar is fixed with an additional anchor located in the upper second part of the panel walls and anchors in the level floors are designed as turn off the bonds.

2. The wall but π. 1, characterized in that the disconnected connection is made in the form of a mortise key, monolithic releases of reinforcing bars

Figure 1 /

One m short circuit QO with