SU1719604A1

SU1719604A1 - Earthquake-proof high-rise building

Info

Publication number: SU1719604A1
Application number: SU904804030A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Владимирович Носарев; Имад Бадий Алуш
Original assignee: Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Использование: строительство высотных зданий, обеспечивающее повышение их сейсмостойкости. Сущность изобретени : надфундаментна конструкци образована в виде каркасных отдельно сто щих малоэтажных и многоэтажного блоков. Последний имеет в центре дро жесткости с криволинейными каналами в стенах дл пропус- , ка тросов. Малоэтажные блоки установлены на отдельных опорах вокруг многоэтажного блока по его центральным ос м симметрии, Тросы прикреплены одним концом к стенам дра жесткости , а другим - к саморегулирующим устройствам, которые.соединены с опорами малоэтажных блоков и могут быть выполнены в виде жестких пружин или гидравлических амортизаторов, 2 з.п. ф-лы, 7 ил.Usage: the construction of high-rise buildings, providing increased seismic resistance. SUMMARY OF THE INVENTION: The supra-foundation structure is formed as a frame of separately standing low-rise and multi-storey blocks. The latter has in its center core stiffness with curvilinear channels in the walls for the passage of cables. Low-rise blocks are installed on separate supports around the multi-storey block along its central axis of symmetry. Cables are attached at one end to the walls of the core of rigidity and the other to self-regulating devices that are connected to the supports of low-rise blocks and can be made in the form of rigid springs or hydraulic shock absorbers. , 2 z. P. f-ly, 7 ill.

Description

Изобретение относитс к строительству высотных зданий в сейсмических районах. This invention relates to the construction of high-rise buildings in seismic areas.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс сейсмостойкое здание, включающее в себ надфундаментную конструкцию с вертикальными каналами, размещенными по периметру конструкции и по ее вертикальной оси симметрии, а сейсмоизолирующий элемент - с наклонными и вертикальными каналами,соединенными с каналами надфундаментной конструкции и сход щимс в точке пересечени вертикальной оси симметрии с выпуклой поверхностью сейсмоизолирую- щего элемента, при этом здание снабжено арматурными пучками, заанкерен- ными в фундаменте , пропущенными в,. каналах сейсмоизолирующего |Элеме та и .надфундаментной конструкции и прикрепленными к последней, в ее -верхней части посредством пружинных амортизаторов .Closest to the present invention is an earthquake-proof building, which includes a foundation structure with vertical channels placed along the perimeter of the structure and along its vertical axis of symmetry, and a seismic insulating element — with inclined and vertical channels connected to the channels of the base structure and converging at the intersection point vertical axis of symmetry with a convex surface of the seismic insulating element, while the building is equipped with reinforcing beams, anchored in the foundation, missed and in, channels seismic isolation | Element and .fundamentalnoy design and attached to the latter, in its upper part by means of spring shock absorbers.

Недостатками данного решени вл ютс сложность выполнени наклонных и вертикальных каналов, которые должны сходитьс в заданной точке, . пропускание арматурного пучка в каналах сейсмоизолирующего элемента и надфундаментной конструкции после чего закрепление в фундаменте; материалоемкость и трудоемкость надфундаментной и верхней части конструкции.The disadvantages of this solution are the difficulty of making inclined and vertical channels, which must converge at a given point,. the transmission of the reinforcement bundle in the channels of the seismic insulating element and the supranational structure and then the fixation in the foundation; the consumption of materials and the complexity of the basement and the upper part of the structure.

Известно сейсмостойкое здание, включающее в себ каркас из колони и ригелей, диафрагмы жесткости с панел ми заполнени , выполненные с вертикальными каналами, через которые пропущены тросы обжати .A seismic resistant building is known that includes a frame of columns and beams, stiffening diaphragms with filling panels, made with vertical channels through which crimp cables are passed.

Недостатками этого здани вл ютс неэффективность защиты зданий от сейсмических воздействий в св зи с верlR k The disadvantages of this building are the inefficiency of protecting buildings from seismic effects in connection with the top of the building.

SO ОЗSO OZ

О ABOUT

«а "but

тикалыным; расположением тросов и . незначительность возвращающей способности конструкции при действии изату- хании сейсмических воздействий.tikalym; arrangement of cables and. insignificance of the returning ability of the structure under the action of disturbing seismic effects.

Известно, что здани небольшой высоты (2-3 этажа) при сейсмическом воздействии испытывают в основном вертикальные и горизонтальные колебани . В здани х значительной этажнос-10 л етс из жесткой пружины, сооснойIt is known that buildings of small height (2–3 floors) under seismic effects experience mainly vertical and horizontal vibrations. In buildings of considerable height-10, it is made of a rigid spring, coaxially

ной проверки, а если нужно, то и регулировани предварительного напр жени .check, and if necessary, adjust the pre-voltage.

Пучки предварительно напр женных стальных элементов закреплены в саморегулирующейс установке, а последн прикреплена к массивной опоре. Саморегулирующа с установка срставл етс из жесткой пружины, сооснойBundles of prestressed steel elements are fixed in a self-regulating installation, and the latter is attached to a massive support. Self-adjusting installation consists of a rigid spring coaxially

ти при сейсмическом воздействии нар ду с указанными колебани ми возникают значительные крутильные колебани , возникающие в горизонтальной г плоскости относительно вертикальной оси здани . Это приводит к кручению центрального ствола здани , например коробчатого дра жесткости, с преждевременным его разрушением. Кроме того , указанное здание при сейсмическом воздействии, отклон сь на определенную величину, не вернетс точно в свое исходное положение вследствие недостаточной гибкости конструкции здани и несимметричного расположени временной нагрузки (снег, люди и . и т.д.), а. также вследствие местного искривлени сферической поверхности сейсмоизолирующего элемента в результате возникновени значительных контактных напр жений.In addition to these vibrations, significant torsional vibrations occur in the horizontal r plane relative to the vertical axis of the building. This leads to torsion of the central trunk of the building, for example, a box-type stiffener, with its premature destruction. In addition, the specified building under seismic impact, deviating by a certain amount, does not return exactly to its original position due to insufficient flexibility of the building structure and asymmetrical arrangement of the temporary load (snow, people, etc.), as well. also due to the local curvature of the spherical surface of the seismic insulating element as a result of the occurrence of significant contact stresses.

Цель изобретени - повышение сейсмостойкости высотных зданий.The purpose of the invention is to increase the seismic stability of high-rise buildings.

Указанна цель достигаетс тем, что дро жесткости высотного здани напр гают стальными элементами с четырех , сторон наклонно к горизонтальной плоскости под углом Q. Стальные эле-,менты закрепл ют в амортизаторах опор. Эти элементы продолжаютс непрерывно от опоры к опоре, переход дро жесткости в уровн х каждого эта- жа (при необходимости), В дре жесткости стальной элемент принимает криволинейную форму, чтобы равномерно распределить усили предварительного напр жени по диафрагме дра жесткости . Стальной элемент прикрепл ют также к дру жесткости в- точке пересе- 1чени с наружными гран ми гайкой через металлическую прокладку. Дл регулировани .предварительного напр жени в середине участка стального элемента, наход щегос в диафрагме дра жесткости, устанавливают муфту, котора находитс в открытом месте диафрагмы. Таким образом, персоналу представл етс - возможность очередThis goal is achieved by the fact that the rigidity of a high-rise building is tensed with steel elements from four sides obliquely to the horizontal plane at an angle Q. The steel elements are fixed in the shock absorbers of the supports. These elements continue continuously from the support to the support, the transition of core stiffness at the levels of each stage (if necessary). In stiffness, the steel element assumes a curvilinear shape to evenly distribute the prestressing forces across the stiffening diaphragm. The steel element is also attached to a different stiffness at the point of intersection with the outer face of the nut through a metal gasket. To adjust the pre-stress in the middle of the section of the steel element that is in the diaphragm of the stiffening core, a clutch is installed which is located in the open part of the diaphragm. Thus, the staff is given the opportunity to turn

5five

00

0 0

с гидравлическим амортизатором. Саморегулирующа с установка регулирует напр жение в стальных элементах, чтобы оно было посто нным. Также эта установка допускает свободное перемещение узлов здани при длительном воздействии нагрузок, а при ударном или кратковременном (как например при сейсмических) воздействии,: перемещени м преп тствует. Массивна опора служит фундаментом пристройки , несв занной со зд-анием с целью экономии бетона опоры и повышени ее устойчивости за счет прибавлени массы пристройки к массе опоры.with hydraulic shock absorber. A self-regulating unit adjusts the voltage in the steel elements so that it is constant. Also, this installation allows free movement of the building nodes under long-term exposure to loads, and under shock or short-term (for example, seismic) exposure, movement is impeded. The massive support serves as the foundation of the extension, which is not connected with the health in order to save the concrete support and increase its stability by adding the mass of the extension to the support mass.

На фиг..1 изображен разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг-IJ на фиг.З - муфта проверки и регулировки предварительного напр жени ; на фиг. - вид прикреплени стальных элементов к диафрагме дра жесткости; на фиг.5 - саморегулирующа с установка; на фиг.6 - статическа 5 работа стальных элементов; на фиг.7 кинематическа работа стальных элементов .In Fig.1 shows a section aa in Fig.2; Fig. 2 shows a section B-B in Fig. IJ in Fig. 3 shows a coupling for checking and adjusting the pre-stress; in fig. - type of attachment of steel elements to the stiffening diaphragm; Fig. 5 is self-adjusting; 6 shows the static operation of the steel elements; 7, the kinematic work of the steel elements.

Сейсмостойкое высотное здание, включает в себ фундамент 1, массивную опору 2, в которой заанкерена са«- морегулирующа с установка 3, составленна из жесткой пружины 4 и гидравли- ческого амортизатора 5.The seismic resistant high-rise building includes a foundation 1, a massive support 2, in which the anchor is self-regulating with installation 3, composed of a rigid spring 4 and a hydraulic shock absorber 5.

00

К саморегулирующейс установке 3 прикреплены стальные пучки 6. Над массивной опорой 2 построена пристройка , несв занна со зданием. Возведено дро 7 жесткости со специальными каналами , через которые пропущены стальные элементы 6. Последние напр гают до расчетного напр жени с помощью закручивани муфт 8, начина с нижних этажей. Затем стальные элементы 6 фиксируют гайкой 9 с целью обеспечивать совместную работу дра жесткости со стальными элементами. Стальные элементы наход тс вне сцеплени Steel bundles 6 are attached to the self-regulating unit 3. Over the massive support 2 an extension is built that is not connected with the building. A hardness core 7 was erected with special channels through which the steel elements 6 were passed. The latter are strained to the calculated stress by twisting the sleeves 8, starting from the lower floors. Then the steel elements 6 are fixed with a nut 9 in order to ensure the joint operation of the stiffener with the steel elements. Steel elements are out of engagement.

с бетоном, а их число и поперечное сечение определ ют расчетом.with concrete, and their number and cross section are determined by calculation.

Принцип работы сейсмостойкого высотного здани отражен в схемах статической 6 и кинематической 7 и заключаетс в следующем.The principle of operation of a seismic resistant high-rise building is reflected in static 6 and kinematic 7 schemes and is as follows.

На уровне каждой плиты перекрыти при сейсмических толчках возникает горизонтальное усилие Т, которо принимаетс горизонтальной составл ющей усилий в элементе P-cos9 (фиг.6)At the level of each slab, during seismic jolts, a horizontal force T arises, which is assumed to be the horizontal component of the forces in the element P-cos9 (Fig. 6)

В случае, если высотное здание испытывает крутильные колебани в горизонтальной плоскости, пучки 6 деформируютс как пружина часового механизма и в них возникают усили , возвращающие здание в первоначальное положение. На фиг.7 показан фрагмент плана сечени дра 7 жесткости со стальными элементами 6 и опорами 2. Ядро жесткости закручиваетс при действии крутильных колебаний 10 на- некоторый уголс. В соответствии с этим дро жесткости из первоначального положени А переходит в состо ние В. При этом длина стального элемента 6 увеличиваетс и в нем возникнет возвращающее усилие. Таким же : образом в других пучках 6 возникают .усили , которые создают крут щий момент 11, поглощающий сейсмическое воздействие в горизонтальной плоскости и возвращающий здание в исходное состо ние.In the event that a high-rise building experiences torsional vibrations in the horizontal plane, the beams 6 are deformed as a spring of the clock mechanism and forces arise in them that return the building to its original position. Fig. 7 shows a fragmentary plan of a cross section of a stiffening core 7 with steel elements 6 and supports 2. The stiffening core is twisted under the action of torsional vibrations 10 by a certain angle. Accordingly, the core of rigidity from the initial position A is transferred to state B. At the same time, the length of the steel element 6 increases and a restoring force will arise in it. In the same way: in other beams 6, forces arise, which create torque 11, absorbing the seismic impact in the horizontal plane and returning the building to its original state.

, ,

4-4-4-Ц-4- I i 4-4-4-C-4- I i

44--f f 44 - f f

10ten

19604б19604b

Claims

Formula inventive. 1. Earthquake-proof high-rise building, including foundations, supports, supra-basement structure and prestressed steel cables, freely passed through-in inclined channels of the supports and superfunctional structure and fixed at one end in self-regulating devices, about that that, in order to improve seismic resistance, the supra-foundation structure is made in the form of framed free-standing frameworks. floor and multi-storey blocks, the last of which is provided with cores of stiffness located in its central part with curvilinear channels in the walls to pass cables, and low-rise blocks are placed on supports installed around the multi-storey block along its central axis, with the other end rigidly attached to the walls cores of rigidity, and self-regulating devices - to the supports of low-rise blocks.

2. Building according to claim 1, that is, with the fact that self-regulating devices are made in the form of hydraulic shock absorbers and rigid springs fixed coaxially.

3. Buildings according to claims 1 and 2, which are based on the fact that the cables are provided with clutches and the walls of the core of stiffness are connected with niche channels with curvilinear channels, in which the clutches of cables are placed.

15

20

25

thirty

35

-Ј3 | E |

FIG. one

one

FIG. H

1

FIG. five

7