СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ КИРПИЧНОЙ СТЕНОВОЙ ПАНЕЛИ
METHOD TO INCREASE EARTHQUAKE RESISTANCE OF BRICK WALL PANEL

Изобретение относится к строительству в сейсмоопасных районах зданий и сооружений, в условиях воздействий вибродинамических нагрузок на заводах, в городах, а также применимо для конструкций емкостей сухих сыпучих в промышленных центрах, обладающих источниками вибраций, и может использоваться в области транспортных средств при создании конструкций кузовов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ повышения сейсмостойкости, примененный в кирпичной панели с перевязкой в полкирпича из кирпичей на растворе, имеющих отверстия по середине ширины на четверти длины от торцов кирпича, в которые пропущены стержни, зафиксированные на прижимной пластине гайками [2034966 - прототип].
Недостатком известного способа является то, что несмотря на замоноличивание, ввиду повышенной жесткости кладки и отсутствия демпфирующих элементов, имеют место волноводы механических колебаний, что не только в условиях сейсмической опасности, но и при транспортных нагрузках ведет к появлению трещин и выходу из строя панели.
Технически достижимый результат - повышение сейсмостойкости кирпичной стеновой панели.
Это достигается способом повышения сейсмостойкости кирпичной стеновой панели, заключающимся в том, что на фундамент между колоннами наносят слой строительного раствора, а на него устанавливают в виде полос плоские жесткие упоры с приваренными к ним вертикально демпфирующими стержнями, причем через каждые 8-10 рядов уложенных на растворе кирпичей приваривают жесткие упоры, а демпфирующие стержни удлиняют с применением сварки, причем в каналах средней зоны заливают раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных изношенных шин, стержни выполняют демпфирующими, а каждый из них представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, при этом плотность вибродемпфирующего слоя выполняют меньшей, чем плотность внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента, при этом в каналах у торцов панели размещают слои вибродемпфирующего материала П-образного типа, воспринимающие пространственную вибрацию.
На фиг.1 изображен кирпич (несущий элемент) в аксонометрии с двумя отверстиями;
на фиг.2 - устройство для реализации способа, в частности сейсмостойкая кирпичная стеновая панель, вид в плане;
на фиг.3 - схема демпфирующего стержня кирпичной стеновой панели.
Устройство для реализации предложенного способа представляет собой кирпичную стеновую панель повышенной сейсмостойкости (фиг.2), которая выполнена из кирпичей 1 (фиг.1) с двумя отверстиями 2 по середине ширины и на одной четверти длины от торцов кирпича. В совмещенные отверстия 2 кирпичей 1 помещены демпфирующие (арматурные) стержни 3 (фиг.3), на торцах которых жестко закреплены плоские упоры 5 по толщине, равные толщине растворного шва 4.
Каждый из демпфирующих (арматурных) стержней 3 представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены (например, посредством сварки) плоские жесткие упоры 5, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, причем плотность вибродемпфирующего слоя должна быть меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента. В случае, если плотности вибродемпфирующего слоя и внешней цилиндрической обечайки будут равны, то демпфирующий элемента 3 потеряет свойства гасить вибрации, что не допустимо.
Для повышения эффективности гашения ударных нагрузок и вибрации в каналах, предназначенных для размещения слоя строительного раствора 4, у торцов панели (и сбоку) размещают слои 7 вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненные П-образного типа, воспринимающие пространственную вибрацию и выполненные, например, из измельченных покрышек пневматиков (изношенных автопокрышек) на связке (резиновый клей, жидкое стекло, полимерное связующее). После достижения запроектированной высоты панели для усадки слоев вибродемпфирующего материала 7 по времени делают выдержку и приваривают последние жесткие упоры 5. Оставшийся промежуток (щель) заделывают обычным способом.
В качестве кирпичей (несущих элементов) могут быть применены не только керамические кирпичи, но также (кирпичи) несущие элементы из синтетических материалов, дерева с пропиткой, полые кирпичи, заполненные легкими виброизолирующими и виброгасящими материалами (не показано).
Способ повышения сейсмостойкости кирпичной стеновой панели осуществляют следующим образом.
На фундамент (не показано) между колоннами наносят слой строительного раствора 4. На строительный раствор устанавливают в виде полос плоские жесткие упоры 5 с приваренными к ним вертикально демпфирующими стержнями 3 длиной 1000 мм и диаметром, например, 16 мм, если диаметр отверстия 2 кирпича равен 20 мм, например на кирпиче размером 70×120×250 мм. Через каждые 8-10 рядов уложенных на растворе кирпичей 1 привариваются жесткие упоры 5, а демпфирующие стержни 3 удлиняются с применением сварки. В целях экономии арматуры в каналах средней зоны может заливаться раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных шин (изношенных) для образования более жестких зон.
Сейсмостойкая кирпичная стеновая панель в динамике обладает следующими особенностями.
Более короткие демпфирующие стержни 3 арматуры не являются волноводами механических колебаний, так как распространению колебаний препятствуют, во-первых, узлы сварки с жесткими упорами 5, а во-вторых, слои 6 вибродемпфирующего материала, расположенные в самих демпфирующих стержнях 3. При подходе волн механических колебаний к панели извне их встречает вибродемпфирующий материал в слоях 7, размещенных в каналах у торцов панели, и гасит, препятствуя их проникновению к средней зоне. Между слоем строительного раствора 4 и поверхностями жестких упоров 5, а также кирпичами 1, происходит бесконечно убывающее отражение волн механических колебаний.
По сравнению с конструкцией прототипа предлагаемая сейсмостойкая панель обладает следующими преимуществами: расширен диапазон гашения колебаний механических воздействий за счет комплексных конструктивных особенностей: более коротких арматурных стержней 3 и наличия в их полостях 6 вибродемпфирующего материала, а также слоев 7 вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненных П-образного типа и экономно размещенных по периметру панели.
Кроме того, возможна стыковка панелей сваркой выпусков плоских жестких упоров 5.
Монтаж балок для полов осуществляется сваркой П-образных накладок на кирпич (не показано), одновременно выполняющих функцию упоров 5, жестко соединенных с арматурным стержнем 3. Стыковка панелей осуществляется сваркой выпусков плоских жестких упоров 5 (не показано).
Монтаж балок для полов, крепление трубопроводов, кабелей производится сваркой их креплений к П-образным поперечным накладкам на кирпич, одновременно выполняющим функцию жестких упоров 5, жестко соединенных с арматурным стержнем 3.
Сейсмостойкая панель может быть применена при строительстве кузовов транспортных средств путем использования кирпичей из легких и прочных материалов, дерева с пропиткой, пластмасс, синтетических смесей, микропористых материалов.