SU912893A1 - Стена многоэтажного сейсмостойкого здани - Google Patents

Description

Изобретение относится к сейсмостойкому крупнопанельному домостроению, преимущественно в районах с высокой повторяемостью землетрясений.

Известна конструкция стены сейсмостойкого многоэтажного здания, включающая панели с вертикальными каналами, в которых расположены предварительно напряженные стержни, соединенные в уровне перекрытий с помощью резьбовых муфт, причем каналы замоноличены инъектированным раствором для обеспечения сцепления стержня с панелью [1^.

Недостатком такой стены является большая нерегулируемая жесткость за счет сцепления бетона панели с преднапряженными стержнями, расположенными в ее каналах, что увеличивает сейсмические нагрузки на здание, повышает нагружение стеновых панелей, трешинообразование в них, а, кроме того, ограничивает диапазон использования систем активной сейсмозашиты.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является конструкция стены многоэтажного сейсмостойкого здания, включающая панели с вертикальными каналами, с размещенными в них арматурными- стержнями, отделенными от стенок каналов разделительным слоем, выпуски стержней закреплены в выемках панелей, расположенных в уровне перекрытий, и упругие прокладки в горизонтальных стыках панелей [2].

Однако вследствие упругого характера деформирования стержней и соединительных узлов не происходит адаптация жесткости стены при многократных сейсмических воздействиях с различными амплитудно-частотными характеристиками, а повышение гибкости стены связано с уменьшением интенсивности затухания ее колебаний. Кроме того, вызванный значительным растяжением стержней при изгибе стены ожидаемый поворот панели приводит 'к концентрации напряжений в ее углах, снижая тем самым надежность ее работы.

Нель изобретения - повышение сейсмостойкости стены здания при повторяющихся сейсмических воздействиях с различ- 5 ными амплитудно-частотными характеристиками.

Достигается это тем, что в стене многоэтажного сейсмостойкого здания, включающей панели с вертикальными 10 каналами с размещенными в них. арматурными стержнями, отделенными от стенок каналов разделительным слоем, выпуски стержней, закрепленные в выемках панелей, расположенных в уровне 15 •перекрытий, и упругие прокладки в горизонтальных стыках панелей, панели имеют выпуклые криволинейные нижние грани, при этом выпуски арматурных стержней одних панелей выполнены в jq виде петель, а других - в виде парных петель, охватывающих выпуски первых панелей, причем концы парных петель стянуты посредством болтов.

Между выпуклой криволинейной ниж- 25 ней гранью панелей и упругой прокладкой может быть размещен малосвязный демпфирующий материал.

Стенки выемок панелей и выпуски стрежней могут быть расположены под углом к продольной оси стены.

На фиг. 1 показана стена многоэтажного сейсмостойкого здания; на фиг. 2узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение ₃₅

Б-Б на фиг. 2 ; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2.

Стена многоэтажного сейсмостойкого здания включает панели 1, имеющие выпуклые со стрелой кривизны 20 —30 мм нижние грани, описанные по дуге окружности, связанные стержнями 2, расположенными в каналах 3, заполненных разделительным слоем в виде, например, нанесенной на стержни смазки (или трубки), причем в горизонтальных стыках между панелями 1 уложены упругие прокладки 4 в виде, например, минераловатных матов.

Стержни 2 выполнены составными и связаны между собой в выемках 5 панелей 1 в уровне перекрытий 6.

Выпуски арматурных стержней 2 одних панелей 1 выполнены в виде петель 7, •а другие — в виде парных петель 8, охватывающих петли 7 первых панелей 1. Конны парных петель 8 стянуты с расчетным усилием посредством болтов 9 и шайб 10. Причем выпуски 8 прикреплены к арматурному стержню панели 1V—образного, для образования ловителя выпуска 7 при монтаже и обеспечения расчетной величины, искривления стягиваемых при монтаже выпусков 8. Петлеобразные выпуски 7 и 8 повернуты относительно продольной оси стенки для фиксации положения панелей 1 в плане при монтаже и упрощения сборки стыка. Полость 11, образованная панелями перекрытий 6, выпуклой нижней гранью панели 1 и упругой'прокладкой 4, заполнена малосвязным демпфирующим материалом 12, например песком.

Составные стержни 2 заанкерены в фундаменте 11 и в верхней (чердачной) панели 13.

Стена многоэтажного сейсмостойкого здания работает следующим образом.

В период между землетрясениями горизонтальные (ветровые) нагрузки и неравномерные осадки фундаментов не вызывают в стержнях 2 растягивающих усилий, как и сейсмические воздействия, доминирующие частоты колебаний которых отличаются по величине от частот собственных колебаний стены, неравномерно сжатой по всему сечению.

Во время землетрясения с расчетной интенсивностью при приближении стены к состоянию резонанса в составных стержнях 2 возникают растягивающие усилия, которые вследствие упругой деформации стержней большой (на всю высоту стены) расчетной длины, защищенных от сцепления с бетоном панелей разделительным слоем, приводят к повороту панелей 1 на выпуклых нижних гранях, соответствующему снижению изгибной жесткости стены и, как следствие, к уменьшению расчетной сейсмической нагрузки.

При повороте панели 1 в ее сжатой зоне петлевой выпуск 7 свободно сме-^: щается в более широкую часть щели между петлевыми выпусками 8, а в растянутой зоне - смещению выпуска 7 между выпусками 8 препятствует расчетная сила трения, создаваемая'болтом 9.

При повторных сейсмических воздействиях и разрушающихся при первом толчке элементах системы сейсмозащиты, общих для всего здания, когда начальная жесткость стены мала и частота ее собственных колебаний близка к доминирующей более низкой частоте вынуждающих колебаний, вновь возникает опасность резонанса, и растягивающие усилия в стержнях 2 могут достигать предельной величины силы трения в местах их соединений. В этом случае колебания стены с преодолением сил трения становятся резко нелинейными, характеризующимися интенсивной диссипацией энергии, ограничением максимальных амплитуд и быстрым затуханием инерционных сил. Поворот панелей 1, демпфированный песком в полостях под выпуклыми гранями, сопровождается упрочнением стены при ее искривлении вследствие увеличения расстояния между растянутым стержнем 2 и равнодействующей сжимающих сил в горизонтальном шве. Восстанавливающий момент, возвращающий деформированную конструкцию стены в исходное положение, обеспечивается как выпуклостью нижних граней панелей 1, так и в вертикальной составляющей давления стянутых выпусков 8 на петлевой выпуск 7.

Конструкция стены многоэтажного сейсмостойкого здания позволяет регулировать динамические характеристики стены в процессе ее колебаний, а, следовательно, эффективно использовать стену в различных типах сейсмостойких зданий с адаптивными системами сейсмозащиты при повторяющихся сейсмических воздействиях. Узел соединения выпусков стержней позволяет обеспечить упруго-фрикционный характер деформаций связи одностороннего действия, что снижает сейсмические нагрузки.

Claims (2)

1. 3 ее углах, снижа  тем самым наделсност ее работы, 11ель изобретени  - повышение сейс стойкости стены здани  при повтор ющ с  сейсмических воздействи х с различ ными амплитудно-частотными характеристиками . Достигаетс  это тем, что в стене многоэтажного сейсмостойкого здани , включающей панели с вертикальными каналами с размещенными в нкх. арматурными стержн ми, отделенными от стенок каналов разделительным слоем, вьтуски стержней, закрепленные в выем ках панелей, расположенных в уровне перекрытий, и упругие прокладки в горизонтальных стыках панелей, панели имеют выпуклые криволинейные нижние грани, при этом выпуски арматурных стержней одних панелей выполнены в виде петель, а других - в виде парных петель, охватывающих выпуски первых панелей, причем концы парных петель ст нуты посредством болтов. Между вьшуклой криволинейной нижней гранью панелей и прокладкой может быть размещен малосв зный демпфирующий материал. Стенки выемок панелей и выпуски стрежней могут быть расположены под углом к продольной оси стены. На фиг. 1 показана стена многоэтаж ного сейсмостойкого здани ; на фиг. 2узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2 ; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2. Стена многоэтажного -сейсмостойког здани  включает панели 1, имеющие выпуклые со стрелой кривизны 20-30 мм нижние грани, описанные по дуге окружности , св занные стержн ми 2, расположенными в каналах 3, заполненных разделительным слоем в виде, например, - нанесенной на стержни смазки (или трубки ), причем в горизонтальных стьжах между панел ми 1 уложены прокладки 4 в ввде, например, минераловатных матов. Стержни 2 выполнены составными и св заны между собой в выемках 5 панелей 1 в уровне перекрытий 6. Выпуски арматурных стержней 2 одних панелей 1 выполнены в виде петель 7, а другие - в виде парных петель 8, охватьтающих петли 7 первых панелей 1. Концы парных петель 8 ст нуты с расчет ным усилием посредством болтов 9 и З4 шайб 10. Причем выпуски 8 прикреплены к арматурному стержню панели lV-образного , дл  образовани  ловител  выпуска 7 при монтаже и обеспечени  расчетной величины, искривлени  ст гиваемых при монтаже выпусков 8. Петлеобразные вьшуски 7 и 8 повернуты относительно продольной оси стенки дл  фиксации положени  панелей 1 в плане при монтаже и упрощени  сборки стьша. Полость 11, образованна панел ми перекрытий 6, выпуклой нижней гранью панели 1 и упругойпрокладкой 4, заполнена малосв зным демпфирующим материалом 12, например песком. Составные стержни 2 заанкерены в фундаменте 11 к в верхней (чердачной) панели 13. Стена многоэтажного сейсмостойкого здани  работает следующим образом. В период между землетр сени ми горизонтальные (ветровые) нагрузки и неравномерные осадки фундаментов не вызывают в стержн х 2 раст гивающих усилий, как и сейсми юские воздействи , доминирующие частоты колебаний которых отличаютс  по величине от частот собственных колебаний стены, неравномерно сжатой по всему сечению. Во врем  землетр сени  с расчетной интенсивностью при приближении стены к состо нию резонанса в составных стержн х 2 возникают раст гивающие усили , которые вследствие упругой деформации стержней большой (на всю высоту стены) расчетной длины, защищенных от сцеплени  с бетоном панелей разделительным слоем, привод т к повороту панелей 1 на выпуклых нижних гран х, соответствующему снижению изгибной жесткости стены и, как следствие, к уменьшению расчетной сейсмической нагрузки. При повороте панели 1 в ее сжатой зоне -петлевой вьтуск 7 свободно сме-:; щаетс  в более щирокую часть щели между петлевыми вьшусками 8, а в раст нутой зоне смещению вьшуска 7 между вьтусками 8 преп тствует расчетна  сила трени , создаваема  болтом 9. При повторных сейсмических воздействи х и разрушающихс  при первом толчке элементах системы сейсмозащиты , общих дл  всего здани , когда начальна  жесткость стены мала и частота ее собственных колебаний близка к доминирующей более низкой частоте вынуждающих колебаний, вновь возникает 5 опасность резонанса, и раст гивающие усили  в стержн х 2 могут достигать предельной величины силы трени  в местах их соединений. В этом случае колебани  стены с преодолением сил трени  станов тс  резко нелинейными, характеризующимис  интенсивной диссипацией энергии, ограничением максимал ных амплитуд и быстрым затуханием инерционных сил. Поворот панелей 1, демпфированный песком в полост х под выпуклыми гран ми, сопровождаетс  упрочнением стены при ее искривлении вследствие увеличени  рассто ни  между раст нутым стержнем 2 и равнодейству шей сжимающих сил в горизонтальном шве. Восстанавливающий момент, возвра щающий деформированную конструкцию стены в исходное положение, обеспечиваетс  как вьшуклостью нижних граней панелей 1, так и в вертикальной состав л ющей давлени  ст нутых выпусков 8 на петлевой выпуск 7. Конструкци  стены многоэтажного сейсмостойкого здани  позвол ет регу- лировать динамические характеристики стены в процессе ее колебаний, а, следовательно , эффективно использовать стену в различных типах сейсмостойких зданий с адаптивными системами сейсм защиты при повтор ющихс  сейсмических воздействи х. Узел соединени  выпусков стержней позвол ет обеспечить упруго-фрикционный характер деформаци св зи одностороннего действи , что они жает сейсмические нагрузки. Формула изобретени  1. Стена многоэтажного сейсмостойкого здани , включающа  панели с 3 тикальными каналами с размещенными в них арматурными стержн ми, отделенными от стенок каналов разделительным слоем, выпуски стержней, закреапенные в выемках панелей, расположенных в уровне перекрытий, и упругие прокладки в горизонтальных стыках панелей, о т - личающа с  тем, что, с цепью повьпиени  сейсмостойкости при повтор ющихс  сейсмических воздействи х с различными амплитудно-частотными характеристиками, панели имеют выпуклые криволинейные нижние грани, при этом выпуски арматурных, стержней одних панелей выполнены в виде петель, а других - в виде парных петель, охватывающих выпуски первых панелей, причем концы парных петель ст нуты болтами. 2,Стена по п. 1. о т л и ч а ю - щ а   с   тем, что между выпуклой кр шолинейной нижней гранью панелей и упругой прокладкой размещен малосв зный демпф ирующ|1й. материал. 3.Стена по пп. 1и2, отли чающа с  тем, что, с целью фиксации положени  панелей в плане при монтаже и упрощени  сборки, стенки - выемок панелей и выпуски стержней расположены под углом к продольной оси стены. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Конструктивна  система ИКО-Фирнкас (ХО Sss-tevne ). Отчет о поездке делегации Гостро  СССР в США. 1976.
2. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2640691/29-33, кл. Е 04 В 9/02, 07.07.78 (npOTt тип ).

   и

   I

   - /z

   ф,

   .2