SU1716060A1

SU1716060A1 - Multistory earthquake-proof building

Info

Publication number: SU1716060A1
Application number: SU894737078A
Authority: SU
Inventors: Елена Анатольевна Равкина; Татьяна Александровна Сандович; Анатолий Абрамович Равкин; Игорь Борисович Нудьга
Original assignee: Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.В.Н.Образцова
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к строительству и может быть использовано при возведении высотных зданий или сооружений в сейсмических районах. Цель изобретени - повышение эффективности гашени колебаний здани и увеличение его этажности. Верхн часть здани выполнена из панелей, соединенных между собой с возможностью их перемещени относительно друг друга, установлена свободно и шарнирно на ветв х гибких стоек с зазором относительно лифтовых шахт и соединена с ними поверху св з ми. Четыре ветви каждой гибкой стойки установлены осесимметрично в упорной конструкции с зазорами между собой и относительно последней. К смежных гран м ветвей прикреплены фрикционные прокладки , между которыми размещены в двух взаимно перпендикул рных направлени х эксцентрики с рычагами, свободные концы которых соединены тросами с упорными конструкци ми. Лифтовые шахты выполнены из металлических элементов, соединенных между собой болтами упруго через фрикционные прокладки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.The invention relates to construction and can be used in the construction of high-rise buildings or structures in seismic areas. The purpose of the invention is to increase the efficiency of damping building vibrations and increasing its number of floors. The upper part of the building is made of panels interconnected with the possibility of their movement relative to each other, installed freely and pivotally on the branches of flexible posts with a gap relative to the elevator shafts and connected to them over the top by ties. Four branches of each flexible rack are installed axisymmetrically in a thrust structure with gaps between themselves and relative to the latter. Friction gaskets are attached to adjacent faces of the branches, between which eccentrics with levers are placed in two mutually perpendicular directions with levers, the free ends of which are connected by cables with axial structures. Elevator shafts are made of metal elements, interconnected by bolts elastically through friction gaskets. 1 hp f-ly, 6 ill.

Description

Изобретение относитс к строительству и может быть использовано при возведении высотных зданий промышленного и гражданского назначений и сооружений в сейсмически опасных районах.The invention relates to the construction and can be used in the construction of high-rise buildings of industrial and civil purposes and facilities in seismically hazardous areas.

Целью изобретени вл етс повыше- ние эффективности гашени колебаний здани и увеличение его этажности.The aim of the invention is to increase the efficiency of damping building vibrations and increase its height.

На фиг.1 показан общий вид здани ; на фиг.2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг.З - узел, I на фиг.1; на фиг.4 -- разрез Б - Б на фиг.З; на фиг.5 - схема, по сн юща работу колонны; на фиг.6 - разрез В - В на фиг. 1.Figure 1 shows a general view of the building; FIG. 2 is a section A — A in FIG. one; on fig.Z - the node, I in figure 1; figure 4 - section B - B in fig.Z; Fig. 5 is a diagram explaining the operation of the column; 6 shows a section B-B in FIG. one.

Многоэтажное сейсмостойкое здание содержит пространственно жесткую конет- i рукцию 1 нижних этажей, инерционную массу в виде верхней части 2. здани с гибкими стойками 3, защемленными в верхнем перекрытии 4 пространственно жёсткой конструкции 1 нижних этажей, и лифтовые шахты 5, размещенные внутри здани .A multistory seismic resistant building contains a spatially rigid configuration of the lower floors, an inertial mass in the form of the upper part 2. buildings with flexible columns 3, trapped in the upper ceiling 4 of the spatially rigid structure of the lower floors, and elevator shafts 5 located inside the building.

На верхнем перекрытии 4 пространственно жесткой конструкции 1 нижних этажей жестко закреплены рамные упорные конструкции 6, размещенные вокруг каждой гибкой стойки Зс зазором 7 относительно нее и выполненные, например, из уголков.On the upper floor of 4 spatially rigid structures 1 of the lower floors there are rigidly fixed frame thrust structures 6 placed around each flexible rack Zc with a gap 7 relative to it and made, for example, from corners.

Кажда гибка стойка 3 выполнена из четырех вертикальных ветвей 8, которые размещены симметрично относительно центральных осей с зазорами 9 между собой . На смежных гран х ветвей 8 закрепле8Each flexible rack 3 is made of four vertical branches 8, which are placed symmetrically with respect to the central axes with gaps 9 between them. On adjacent edges of branches 8 is fixed

О ОOh oh

ны жестко в их верхней части фрикционные прокладки 10, а между ними установлены в двух уровн х в двух взаимно перпендикул рных направлени х металлические эксцентрики 11с жестко прикрепленными к ним одним концом парными рычагами 12, которые другим концом соединены с упорной конструкцией 6 посредством т г 13.Friction gaskets 10 are rigidly in their upper part, and between them metal eccentrics 11 are installed in two levels in two mutually perpendicular directions with pair of levers 12 rigidly attached to them by one end, which are connected to the supporting structure 6 by the other end 13 .

Ветви 8 гибких стоек 3 упруго и попарно ст нуты постредством болтов 14 с надетой на них пружиной 15.The branches 8 of the flexible struts 3 are elastic and pairwise mounted by means of bolts 14 with a spring 15 mounted on them.

Верхн часть 2 здани выполнена из панелей 16 и плит перекрытий 17, соединенных между собой с возможностью перемещени относительно друг друга по их стыкуемым поверхност м (сухие стыки, без омоноличивани ), установлена на ветви 8 гибких стоек 3 посредством шаровых опор 18, частично утопленных в выемках в торцах ветвей 8, и опорных элементов 19, которые не имеют креплени с верхней частью здани .The upper part 2 of the building is made of panels 16 and floor slabs 17 interconnected with the possibility of moving relative to each other along their abutting surfaces (dry joints, without homonolation), mounted on branch 8 of flexible struts 3 by means of ball bearings 18 partially recessed into recesses in the ends of the branches 8, and supporting elements 19, which do not have attachment to the upper part of the building.

Кажда лифтова шахта 5 образована в поперечном сечении из отдельных металлических элементов 20 стен с выступами 21 по боковым торцам, в зазорах 22 между которыми размещены фрикционные прокладки 23. Выступы 21 смежных стен упруго соединены между собой болтами 24 с надетыми на них пружинами 25.Each elevator shaft 5 is formed in cross section of individual metal elements 20 walls with protrusions 21 along lateral ends, in gaps 22 between which friction pads 23 are placed. Protrusions 21 of adjacent walls are elastically interconnected by bolts 24 with springs 25 mounted on them.

Верхн часть 2 здани может иметь один, два и более этажей, необходимое число которых определ етс в каждом конкретном случае расчетом и верхний из которых соединен наверху св з ми 26, например, в виде тросов или стержней с лифтовыми шахтами 5, которые размещены с зазором относительно верней части 2 здани .The upper part 2 of the building can have one, two or more floors, the required number of which is determined in each particular case by calculation and the upper of which is connected at the top by links 26, for example, in the form of cables or rods with elevator shafts 5 that are placed with a gap relative to the top of building 2.

Здание при сейсмическом воздействии работает следующим образом.The building under seismic action works as follows.

При динамическом воздействии произойдет перемещение пространственно жесткой конструкции 1 нижних этажей, например, влево. При этом в силу инерции поко верхн часть 2, расположенна на гибких стойках 3, останетс в первые мгновени землетр сени неподвижной, а затем начнет раскачиватьс на стойках 3 в проти- вофазе с нижней частью здани .Under dynamic impact, a spatially rigid construction of 1 lower floors will move, for example, to the left. At the same time, due to the inertia of the rest, the upper part 2, located on flexible racks 3, will remain stationary in the first moments and then begin to swing on the racks 3 in opposite phase with the lower part of the building.

В первый момент сейсмического воздействи при смещении нижней части зда- ни с упорными конструкци ми 6 произойдет перемещение панелей перекрыти верхней части 2 здани по стеновым панел м 16 своего этажа вследствие того, что они соединены св з ми 26 с упорными конструкци ми 6, которые и застав т плиту перекрыти 17 двигатьс . Перемещению плиты перекрыти 17 преп тствует сила трени , на преодоление которой начинаетAt the first moment of the seismic impact, when the lower part of the building with the supporting structures 6 is displaced, the panels of the upper part 2 of the building will move along the wall panels 16 of their floor due to the fact that they are connected by connections 26 to the supporting structures 6, which the slab is made to block the 17 move. The movement of the slab 17 is hampered by the force of friction, the overcoming of which begins

расходоватьс энерги колебательного процесса .spend the energy of the oscillatory process.

Инерционна масса в виде верхней части 2 здани начинает раскачиватьс на гибких стойках 3. Когда, например, стойки 3 отклон тс влево (фиг.5), вместе с ними отклон тс и зажатые эксцентрики 11. При этом последние стрем тс повернутьс . Поворот эксцентриков 11 происходит благода0 р тому, что их рычаги 12 соединены т гами 13с жесткой неподвижной упорной конструкцией 6.The inertial mass in the form of the upper part 2 of the building begins to swing on the flexible struts 3. When, for example, the struts 3 are deflected to the left (Fig. 5), the eccentrics 11 clamped along with them, while the latter tend to turn. The rotation of the eccentrics 11 takes place due to the fact that their levers 12 are connected by means of tangs 13c with a rigid fixed support structure 6.

При повороте эксцентриков 11 происходит раздвижка ветвей 8, ст нутых упругоWhen the eccentrics 11 are rotated, the branches of the 8 which become elastically separate

5 болтами 14 через пружины 15. Чем больше происходит раздвижка, тем с большей силой пружины 15 сжимают эксцентрики 11, преп тству их дальнейшему повороту. На преодоление все возрастающей силы тре0 ни между эксцентриками 11 и фрикционными прокладками 10 также расходуетс энерги колебаний здани .5 by bolts 14 through springs 15. The more the separation extends, the greater the force of the spring 15 is to compress the eccentrics 11, preventing them from further turning. To overcome the ever-increasing force of the thrust between the eccentrics 11 and the friction pads 10, the energy of the building oscillations is also expended.

Раскачивание инерционной массы происходит в противофазе с нижней частьюSwinging inertial mass occurs in antiphase with the lower part

5 здани , а это означает, что одновременно с началом раскачивани начинаетс перемещение плит перекрыти 17 относительно стеновых панелей 16 и возникает сила трени в сухих стыках, на преодоление которой5 building, and this means that simultaneously with the beginning of the swaying, the movement of the slabs 17 relative to the wall panels 16 begins and a frictional force in the dry joints occurs, to overcome which

0 также расходуетс энерги колебаний. Затем инерционна масса отклон етс в противоположную сторону. Эксцентрики 11, зажатые между ветв ми 8, под действием противоположной т ги 13 повернутс вдру5 гу сторону, но уже на меньший угол, так как происходит интенсивное рассеивание энергии колебательного процесса и его постепенное затухание.0, the vibration energy is also consumed. Then the inertia mass is deflected in the opposite direction. The eccentrics 11, clamped between the branches 8, under the action of the opposite pull 13, are turned to the smaller side, but already at a smaller angle, since the intensive dissipation of the energy of the oscillatory process and its gradual attenuation occurs.

Аналогично будет работать высотноеHigh-altitude will work similarly.

0 здание при сейсмическом воздействии пер- пендикул р о плоскости чертежа, В этом случае будут работать эксцентрики 11 другого направлени точно так же, как было описано. При сейсмическом воздействии0 building under seismic impact perpendicular to the plane of the drawing, in this case, eccentrics 11 of another direction will work in the same way as described. When seismic impact

5 любого другого направлени будут работать эксцентрики 11 двух направлений одновременно . Выполнение стоек 3 в поперечном сечении осесимметричными обеспечивает примерно одинаковую их гибкость во всех5 any other direction will work eccentrics 11 two directions simultaneously. The execution of the pillars 3 in the cross section of the axisymmetric provides approximately the same flexibility in all

0 направлени х. При этом одновременно с диссипацией энергии в гибких стойках 3 будет происходить диссипаци энергии в сухих стыках верхней части 2 здани , а также в металлической конструкции лифтовых0 directions At the same time, simultaneously with the dissipation of energy in the flexible racks 3, there will be dissipation of energy in the dry joints of the upper part 2 of the building, as well as in the elevator metal construction

5 шахт б/элементы 20 которой упруго ст нуты между собой болтами 24 через прокладки 23.5 mines b / elements 20 of which are elastically fastened to each other by bolts 24 through gaskets 23.

Изобретение позвол ет повысить сейсмостойкость за счет того, что инерционна масса гасител колебаний выполнена в видеThe invention allows to increase the seismic resistance due to the fact that the inertial mass of the vibration damper is made in the form

нескольких этажей, гибкие колонны выполнены составными, упруго ст нутыми между собой через прокладки и снабжены элементами автоматической настройки, верхн часть здани выполнена сборной с сухими стыками между панел ми и с принудительной диссипацией энергии, лифтовые шахты выполнены в виде составной металлической конструкции.several floors, flexible columns are made of composite, elastic between themselves through gaskets and equipped with automatic adjustment elements, the upper part of the building is made of a national team with dry joints between panels and forced dissipation of energy, the lift shafts are made in the form of a composite metal structure.

Кроме того, изобретение позвол ет по- высить этажность здани , так как инерционна масса верхней части здани всегда может быть подобрана таким образом, чтобы отношение ее массы и массы нижней части здани было бы близким к 1:10.In addition, the invention makes it possible to increase the height of the building, since the inertial mass of the upper part of the building can always be chosen so that the ratio of its mass and the mass of the lower part of the building would be close to 1:10.

Claims

Claim 1. Multi-storey seismic-resistant building, including a spatially rigid structure of the lower floors ..- inertial mass in the form of the upper part of the building with flexible racks clamped in the upper overlap of the spatially rigid construction of the lower floors, elevator shafts, characterized in that, in order to increase efficiency damping building vibrations and increasing its height, it is equipped with stop frames rigidly attached to the upper overlap of the spatially rigid construction of lower floors and installed Each flexible stand with a gap, and each flexible stand is made of four vertical branches, which are located symmetrically relative to its central axes and with honey gaps themselves, are made with friction pads attached to their adjacent faces and installed between them in two perpendicular directions x eccentrics with levers connected to the corresponding support frame by means of tg, elastically and pairwise mounted by means of bolts with springs, the upper part of the building being made of panels, connecting interconnected with the possibility of moving relative to each other along their joined surfaces, mounted freely on the branch of flexible struts by means of supporting elements and ball bearings with a gap relative to the elevator shafts and connected to them on top by means of connections, and each elevator shaft is formed in cross section of individual metal elements of the walls, elastically erected through friction gaskets.

2. The building according to claim 1, characterized in that its upper part is made of at least two floors.

0

Ltd

W

G /

/ 7

j /

No. &

0909111.

21

Fm.b