сейсмостойкая конструкция здания

Формула изобретения

СЕЙСМОСТОЙКАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЗДАНИЯ, включающая свайный фундамент, полую стойку, соединенную с фундаментной обвязкой, конструкции этажей, образующие вокруг стойки шахту, верхнюю и нижнюю опорные горизонтальные конструкции, верхняя из которых соединена со стойкой, тяги, прикрепленные к верхней и нижней опорным конструкциям, и амортизаторы, размещенные в шахте между стойкой и этажными конструкциями, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя опорные конструкции выполнены в виде плит, верхняя из которых имеет отверстия для пропуска стойки с образованием сквозной шахты, при этом верхний торец стойки размещен над верхней опорной плитой с креплением к нему верхних концов тяг, а амортизаторы установлены по высоте шахты на расчетном расстоянии друг от друга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкции здания для сейсмически опасных районов, в которых вероятность возникновения землетрясений достаточно высокое, и может быть использовано для любого типа зданий преимущественно повышенной этажности (жилое, административное).

Известна конструкция здания, имеющая выступающие концы свай, каждая из которых расположена в трубе с зазором и ее нижний конец защемлен в грунте. Часть свободной длины сваи между ее защемлением и шарнирной опорой на ростверк позволяет свае изгибаться при возникновении землетрясения [1]

Недостатком данной конструкции является расположение центра тяжести выше опоры на сваи, что делает систему недостаточно устойчивой при колебании почвы.

Известна сейсмостойкая конструкция здания, которая включает свайный фундамент, полую стойкую, соединенную с фундаментом обвязкой конструкцию этажей, образующую вокруг полой стойки шахту, верхнюю и нижнюю опорные горизонтальные конструкции, верхняя из которых соединена с полой стойкой, тяги, прикрепленные к верхней и нижней опорным конструкциям, и амортизаторы, размещенные в шахте между стойкой и этажными конструкциями [2]

Недостатком такой конструкции является ее "жесткость" в силу фактического закрепления всей конструкции до ее сопряжения с полой стойкой. Схема нагружения представляет собой защемленную балку консольного типа с распределенной нагрузкой по ее длине, что не позволяет системе сохранять прочностные качества при значительных колебаниях почвы.

Цель изобретения повышение устойчивости конструкции при повышенных нагрузках любого направления и амплитуде колебания почвы.

Цель достигается тем, что верхняя и нижняя опорные конструкции выполнены в виде плит, верхняя из которых имеет отверстие для пропуска стойки с образованием сквозной шахты, размещением верхнего торца стойки над верхней опорной плитой и креплением к нему верхних концов тяг, а амортизаторы установлены по высоте шахты на расчетном расстоянии друг от друга.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез по шахте; на фиг. 2 соединение полой стойки.

Здание содержит свайный фундамент 1, включающий сваи 2. Часть свай имеет бетонную обвязку 3, которая соединена с центральной сваей 4. На свайном фундаменте 1 установлены неподвижные 5 и подвижные 6 упоры (далее домкраты 6). Здание имеет верхнюю и нижнюю горизонтальные конструкции, соответственно верхнюю 7 и нижнюю 8 опорные плиты. Между опорными плитами 7 и 8 расположена конструкция этажей. В середине здания по расчетному центру тяжести имеетcя шахта 9 в виде трубы, в которой расположена полая стойка 10, соединенная неразъемно со сваей 4. Свая и полая стойка могут быть выполнены в виде единой трубы. Полая стойка 10 опирается на стенки шахты через амортизаторы 11 в виде резиновых вставок, которые размещены в местах пучностей. Верхняя опорная плита 7 имеет отверстие, в которое проходит конец полой стойки 10 ее верхний торец тягам 12 и 13 крепится соответственно к верхней 7 и нижней 8 опорной плите.

Коммуникации жизнеобеспечения условно не показаны и должны иметь гибкие вставки для компенсации смещений при воздействии колебаний.

Соединение составных частей полой стойки показано на фиг. 2. В начальный момент после изготовления свайного фундамента 1 нижняя опорная плита устанавливается на упоры 5, полая стойка 10 наращивается по мере возведения здания, затем устанавливается верхняя опорная плита 7 и к выступающему торцу полой стойки 10 крепятся тяги 12 и 13. Домкратами 6 поднимается все сооружение до отрыва от неподвижных упоров 5, затем, действуя домкратами 6 с помощью тяг 12 и 13, компенсируют несовпадение расчетного центра тяжести с фактическим. После этого домкраты 6 убираются. Все здание фактически будет "висеть" на торце верхнего конца полой стойки 10, причем крепление будет осуществлено к верхней 7 и нижней 8 опорным плитам. При возникновении колебаний здание из-за большой массы останется неподвижным, а полая стойка 10 будет изгибаться, воспринимая колебания и гася их. Изгиб полой стойки 10 ограничен амортизаторами и упорами в виде домкратов 6, которые выставляются на максимально допустимые колебания системы, за которыми следует разрушение. Вместо домкратов 6 могут быть использованы и неподвижные упоры. Здание может иметь более одной полой стойки 10.

Может быть предложено эквивалентное техническое решение, когда полые стойки 10 располагаются по краям существующего здания, а шахты заменены кольцами, которые крепятся к зданию. Тяга 13 может быть расположена не только по краям опорной плиты 7, но и крепиться к отверстию ее, что позволит снизить толщину опорной плиты.

Изобретение позволяет достигнуть повышения сейсмостойкости колебания, так как схема "подвеса" здания повышает восприятие колебаний с повышенной амплитудой любого направления. Опора на домкраты 6 и амортизаторы не снижает качества системы.