ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ СЕЙСМОИЗОЛИРУЮЩАЯ ОПОРА
PRELIMINARY STRESSED SEISMIC-ISOLATION BEARING

Область техники.
Изобретение относится к строительству, в частности к области обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений. Цель изобретения -обеспечение необходимого уровня сейсмостойкости зданий и снижение стоимости их строительства в сейсмических районах.
Уровень техники.
Наиболее близкие к изобретению следующие сейсмоизолирующие устройства:
- резинометаллические опоры;
- кинематические опоры;
- тарельчатый фундамент.
Общий принцип сейсмоизолирующих устройств состоит в том, что они включают в себя три части, две из которых - связаны с фундаментом, разделенные на нижнюю часть, которая опирается на основание, и верхнюю часть жестко связанную со зданием. Третья часть - сейсмоизолирующая, обеспечивает силовую связь между верхней и нижней частью фундамента, обеспечивая необходимую податливость. В мире запатентовано многочисленное разнообразие сейсмоизолирующих устройств. В России наибольшее распространение получили резинометаллические опоры и кинематические опоры по методу Ю.Д. Черепинского.
При всех их преимуществах сейсмоизолирующий тарельчатый фундамент не обеспечивает регулирование демпфирующих свойств.
Известна предварительно напряженная сейсмоизолирующая опора для зданий и сооружений, состоящая из нижней и верхней частей, образующих замкнутую камеру, в которой размещена промежуточная подушка из шариков и смазки (RU 2374393 С2, Е02D 27/00, 27.11.2009) выбранная в качестве наиболее близкого аналога.
Новизна изобретения заключается в том, что промежуточная подушка опоры выполнена с предварительным напряжением, что обеспечивает возможность регулирования параметров демпфирования опоры. Раскрытие изобретения, краткое описание чертежей и принципа работы.
Цель изобретения - повышение сейсмостойкости зданий и эффективности капитальных вложений в сейсмических районах.
Предварительно напряженная сейсмоизолирующая опора для зданий и сооружений, состоящая из нижней и верхней частей, образующих замкнутую камеру, в которой размещена промежуточная подушка из шариков и смазки, при этом согласно изобретению нижняя часть опоры имеет втулку с резьбой, предназначенную для заполнения полости шариками и смазкой, снижающей трение и обеспечивающей защиту внутренней поверхности от коррозии, а также содержит болт для создания предварительного напряжения в промежуточной подушке, а верхняя часть состоит из опорной плиты, направляющей обоймы и конического сердечника, который служит для снижения удельного давления на внутреннюю поверхность опоры, замкнутая камера прикреплена ребрами жесткости к опорным плитам, жесткость верхней части обеспечивается ребрами и полостью, заполненной бетоном, а для крепления опоры в ее опорных плитах предусмотрены отверстия для анкерных болтов.
Конструкция поясняется чертежами где на фиг.1 - вид сверху опоры, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - вид снизу опоры.
Предварительно напряженная сейсмоизолирующая опора см. фиг.1, 2, 3 состоит из нижней части 3 и верней части 1, образующих замкнутую камеру, в которой размещена промежуточная подушка 2 с предварительным напряжением. Промежуточная подушка выполнена из шариков и смазки (вязкой масляной среды) с предварительным напряжением. Предварительно напряженная промежуточная подушка позволяет регулировать параметры демпфирования и энергопоглощения опоры. При землетрясении нижняя часть 3 опоры с основанием хаотически колеблются, а в верхней части 1 опоры и жестко с ней связанном здании значительно снижаются инерционные сейсмические нагрузки, что обеспечивает повышение сейсмостойкости зданий и сооружений.
Предварительно напряженная сейсмоизолирующая опора см. фиг.1, 2 и 3 состоит:
- из нижней части 3 и верхней части 1, образующих замкнутую камеру, в которой размещена промежуточная подушка 2 из шариков и смазки, которая снижает трение и обеспечивает защиту внутренней поверхности от коррозии. Замкнутая камера ребрами жесткости 4 крепится к опорной плите 12. Нижняя часть 3 опоры имеет втулку 5 с резьбой, через нее полость камеры заполняется шариками и смазкой, а также болт 6, натяжением которого создается предварительное напряжение в промежуточной подушке 2.
- из верхней части 1, состоящей из опорной плиты 8, направляющей обоймы 9 и конического сердечника 11, который служит для снижения удельного давления на внутреннюю поверхность опоры.
Жесткость верхней части обеспечивается ребрами 4* и полостью 10 заполненной бетоном, которая образована коническим сердечником 11 и опорной плитой 8. Для крепления опоры к конструкциям в опорных плитах предусмотрены отверстия 7 для анкерных болтов.
Сейсмоизолирующая опора с предварительно напряженной промежуточной подушкой работает следующим образом.
Статические нагрузки от здания через опорную плиту 8 опоры передаются на верхнюю часть 1 опоры и через промежуточную подушку 2 равномерно на нижнюю часть 3 опоры и через опорную плиту 12 на фундамент и основание.
От горизонтальных составляющих сейсмических толчков нижняя опорная плита 12 и связанная с ней нижняя часть 3 опоры перемещаются горизонтально в направляющей обойме 9, при этом верхняя часть 1 опоры остается в покое.
Промежуточная подушка 2 при горизонтальных перемещениях не меняется в объеме, меняется по форме камера, шарики в вязкой среде перемещаются из одной области в другую и обратно, при этом степенью предварительного напряжения промежуточной подушки регулируют демпфирующие свойства опоры.
Опора сконструирована, так что нижняя часть 3 опоры с фундаментом и основанием при землетрясении может перемещаться по горизонтали относительно верхней части 1 опоры и связанного с ней здания, что обеспечивает защиту зданий и сооружений от сейсмических толчков.