Гаситель вибраций для сборных складов и аналогичных сооружений
VIBRATION DAMPER DEVICE FOR PREFABRICATED WAREHOUSES AND SIMILAR BUILDINGS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к гасителю вибраций для сборных складов и других подобных сооружений.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к гасителю вибраций для сборных железобетонных складов, на которые в настоящем описании дается прямая ссылка, однако без потери общности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Как известно, склады представляют собой особенно большие и просторные сооружения из сборных конструкций, которые, как правило, предназначены для размещения оборудования промышленного или ремесленного производства, или используются для временного хранения материалов, товаров или транспортных средств различного типа, и которые, по существу, состоят из большой плоской крыши, которая в горизонтальном положении опирается на ряд вертикальных колонн, выполненных, как правило, из железобетона.
В случае сборных железобетонных складов горизонтальная крыша образована рядом длинных горизонтальных железобетонных перемычек, как правило, с Г-образным или перевернутым Т-образным поперечным сечением, которые расположены параллельно и рядом друг с другом, с упором в верхние концы колонн, и рядом горизонтальных железобетонных перекрывающих балок, которые расположены на расстоянии друг от друга, непосредственно поверх двух соседних перемычек, с опорой на перемычки обоими своими концами.
Благодаря такой конкретной модульной конструкции с перемычками и перекрывающими балками, просто опирающимися одни на другие, горизонтальная крыша может быть собрана с использованием сборных железобетонных перемычек и перекрывающих балок.
Несмотря на то, что такая конструкция позволяет существенно ограничить затраты на строительство склада, описанная выше модульная конструкция не обеспечивает большую устойчивость к сейсмическим явлениям волнового типа. При наступлении сейсмических явлений такого типа перекрывающие балки крыши действительно имеют тенденцию к перемещению вперед и назад и/или к горизонтальному повороту на перемычках, пока один из концов одной из балок не пересечет/не пройдет через край перемычки и не упадет на землю со всеми связанными с этим рисками для людей, которые могут находиться внутри склада.
Для устранения этого недостатка некоторые производители сборных железобетонных складов решили жестким образом закрепить концы перекрывающих балок с различными перемычками с помощью металлических скоб, конструкция которых предполагает предотвращение любых связанных перемещений между двумя элементами.
Очевидно, что жесткое крепление между перекрывающими балками и перемычками делает верхнюю часть склада гораздо более жесткой и более тяжелой, значительно изменяя, тем самым, динамическое поведение конструкции в ответ на наступление сейсмических явлений со всеми связанными с этим проблемами. В действительности, в случае наступления сейсмических явлений, более жесткие и более тяжелые крыши могут привести к гораздо большим механическим напряжениям железобетонных колонн, чем те, на которые они рассчитывались, в результате этого также с рисками обрушения сооружения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в предотвращении падения перекрывающих балок крыши сборных железобетонных складов при наступлении сейсмических явлений волнового типа, однако без придания чрезмерной жесткости конструкции склада в целом.
В соответствии с приведенными выше целями в соответствии с настоящим изобретением предложен гаситель вибраций для сборных складов и подобных сооружений, определенный в п. 1 формулы изобретения, и предпочтительно, хотя и не обязательно, в любом из зависимых от него пунктов формулы изобретения.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается также сооружение, определенное в п. 11 формулы изобретения, и предпочтительно, хотя и не обязательно, в любом зависимом от него пункте формулы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение ниже описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют не ограничивающий вариант выполнения и на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в аксонометрии, с частичным разрезом и с удаленными для ясности частями, части крыши сборного железобетонного склада, имеющего ряд гасителей вибраций, выполненных в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг. 2 представляет собой в увеличенном масштабе и с частичным разрезом и с удаленными для ясности частями фрагмент изображенного на Фиг. 1 склада;
Фиг. 3 представляет собой вид в аксонометрии в увеличенном масштабе гасителя вибраций, выполненного в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг. 4, представляет собой вид в аксонометрии, с частичным разрезом и удаленными для ясности частями, части лицевой поверхности сборного железобетонного склада, имеющего другой вариант выполнения гасителей вибраций, показанных на Фиг. 1.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на Фиг. 1, 2 и 3, номер 1 позиции в целом обозначает гаситель вибраций, специально выполненный с возможностью установки на осевые концы перекрывающих балок сборного железобетонного склада 100 или сооружения аналогичной конструкции.
Более подробно, сборный склад 100 в целом состоит из ряда несущих колонн 101 (на Фиг. 1 показаны две колонны), который поднимаются вверх от земли по существу в вертикальном направлении и предпочтительно, но не обязательно, выполнены из армированного бетона, и большую, по существу плоскую крышу 102, которая расположена по существу в горизонтальном положении на заданной высоте от земли, с упором в верхнюю часть различных колонн 101.
Горизонтальная крыша 102, в свою очередь, состоит из ряда длинных прямолинейных перемычек 103, которые расположены с промежутками одна от другой по существу в горизонтальном положении так, что они попарно локально по существу параллельны и выровнены друг с другом, и которые расположены с упором в верхние концы несущих колонн 101 таким образом, что они проходят поверх двух или большего количества соседних колонн 101 на заданной высоте от земли, и из ряда прямолинейных перекрывающих балок 104, которые расположены с промежутками одна от другой по существу в горизонтальном положении так, что они попарно локально по существу параллельны и выровнены друг с другом и по существу перпендикулярны перемычкам 103, и которые размещены так, что они расположены с двух сторон непосредственно примыкающих перемычек 103 так, что каждый из двух осевых концов 104а балки расположен с упором в соответствующую перемычку 103.
Как показано на Фиг. 1 и 2, в изображенном примере, в частности, перемычки 103 предпочтительно состоят из сборных железобетонных прямолинейных в поперечном сечении балок с предпочтительно, хотя и не обязательно, поперечным сечением Г-образной и/или перевернутой Т-образной формы, которые имеют выступающие боковые полки или выступы 103а, которые имеют конструкцию, выполненную с возможностью опоры/поддержки осевых концов 104а перекрывающих балок 104.
Аналогично, перекрывающие балки 104 предпочтительно состоят из сборных железобетонных прямолинейных в поперечном сечении балок с предпочтительно, хотя и не обязательно, двутавровым или двойным Т-образным поперечным сечением, которые имеют конструкцию, выполненную с возможностью опоры своими двумя осевыми концами 104а непосредственно на боковые секции или выступы 103а двух разных перемычек 103.
Как показано на Фиг. 1, 2 и 3, гаситель 1 вибраций, между тем, содержит жесткий кронштейн 2, предпочтительно изготовленный из металла, который имеет по существу плоский боковой фланец 2а, на котором выполнена по существу прямолинейная и предпочтительно также сквозная продольная канавка или паз 3, и который выполнен с возможностью жесткого закрепления на перемычке 103 или, точнее, на выступающей секции 103а перемычки 103 таким образом, чтобы расположить указанный боковой фланец 2а кронштейна непосредственно перед боковой стороной перекрывающей балки 104 и слегка касаясь ее, причем главная ось R продольной канавки или паза 3 локально по существу параллельна продольной оси L перекрывающей балки 104; подвижный ползун 4, который с возможностью скольжения взаимодействует с продольной канавкой или пазом 3 кронштейна 2 и имеет такую конструкцию, чтобы иметь возможность жесткого закрепления с перекрывающей балкой 104.
Более подробно, кронштейн 2 имеет по существу Г-образную форму, с верхней частью 2а и нижней частью 2b, которые по существу ортогональны друг другу. Нижняя часть 2b имеет такую конструкцию, что она расположена впритык перемычке 103 или, точнее, выступающей секции 103а перемычки 103, и жестким образом закреплена на перемычке 103, предпочтительно посредством соответствующего количества проходящих насквозь анкерных болтов 5 или болтов для железобетонных фундаментов другого типа. Верхняя часть 2а, между тем, имеет такую конструкцию, что она расположена перед боковой стороной балки 104 и слегка касается ее и имеет по существу прямолинейную, а предпочтительно сквозную продольную канавку или паз 3, которая проходит в кронштейне 2 параллельно главной оси R, локально, по существу параллельно плоскости опорной поверхности нижней части 2b.
Верхняя часть 2а Г-образного кронштейна 2, таким образом, образует боковой фланец 2а кронштейна.
Кронштейн 2 выполнен с возможностью жесткого закрепления на боковой секции 103а перемычки 103, рядом с осевым концом 104а перекрывающей балки 104, причем его нижняя часть 2b упирается в перемычку 103 вблизи боковой стороны перекрывающей балки 104; а его верхняя часть 2а слегка касается боковой стороны перекрывающей балки 104, так что продольная канавка или паз 3 расположена горизонтально, по существу параллельно продольной оси L перекрывающей балки 104.
Подвижный ползун 4, между тем, выполнен с возможностью жесткого закрепления непосредственно на боковой стороне перекрывающей балки 104, так чтобы образовать с покрывающей балкой 104 единое целое.
Кроме того, гаситель 1 вибраций также содержит деформируемый соединительный элемент 6 с упругопластическими характеристиками, который имеет такую конструкцию, чтобы жестко соединять подвижный ползун 4 с кронштейном 2, и упругопластически деформироваться в результате любого перемещения подвижного ползуна 4 вдоль продольной канавки или паза 3 кронштейна 2.
Очевидно, что упругопластическая деформация деформируемого соединительного элемента 6 рассеивает кинетическую энергию перекрывающей балки 104, которая перемещается на перемычке 103 параллельно продольной канавке или пазу 3 кронштейна 2.
Как показано на Фиг. 1, 2 и 3, в представленном примере, в частности, кронштейн 2 предпочтительно выполнен по существу из прямоугольной металлической пластины 7 соответствующей толщины, которая согнута в Г-образную форму таким образом, что две плоские части локально по существу ортогональны одна другой.
Первая плоская часть металлической пластины 7 специально имеет такую конструкцию, чтобы быть расположенной с упором в перемычку 103 или, точнее, в выступающую секцию 103а перемычки 103, и предпочтительно имеет ряд сквозных отверстий 8, которые имеют такие размеры, чтобы через них насквозь проходили анкерные болты 5. Вторая плоская часть металлической пластины 7 имеет длинное прямолинейное сквозное отверстие 9 в виде паза, которое проходит в металлической пластине 2, оставаясь локально параллельным плоскости первой плоской части металлической пластины 2.
Первая плоская часть пластины 7 образует нижнюю часть 2b кронштейна 2; а вторая плоская часть пластины 7 образует боковой фланец 2а кронштейна 2, причем прямолинейное сквозное отверстие 9 в виде паза представляет собой продольную канавку или паз 3 бокового фланца 2а.
Подвижный ползун 4, между тем, предпочтительно представляет собой головку анкерного штифта 10, который выполнен с возможностью посадки и/или жесткого крепления к боковой стороне балки 104, так чтобы представлять собой единое целое, прочно соединенное с перекрывающей балкой 104.
Как показано на Фиг. 3, деформируемый соединительный элемент 6 с упругопластическими характеристиками, между тем, содержит по меньшей мере один U-образный металлический соединительный элемент 11, имеющий первый конец, составляющий единое целое с подвижным ползуном 4, и второй конец, составляющий единое целое с кронштейном 2, так чтобы иметь возможность упругопластической деформации в результате любого перемещения ползуна 4 вдоль продольной канавки или паза 3 кронштейна 2.
В изображенном примере, в частности, деформируемый соединительный элемент 6 с упругопластическими характеристиками предпочтительно содержит по меньшей мере два U-образных металлических соединительных элемента 11, расположенных на противоположных сторонах ползуна 4, предпочтительно совмещенных друг с другом вдоль главной оси R продольной канавки или паза 3, и имеющих первый конец, соединенный жестким образом с ползуном 4, и второй конец, соединенный жестким образом с кронштейном 2, с тем, чтобы иметь возможность растягиваться или упругопластически деформироваться, соответственно и в качестве альтернативы, в результате любого перемещения ползуна 4 вдоль продольной канавки или паза 3 кронштейна 2.
Предпочтительно каждый U-образный соединительный элемент 11 также представляет собой по существу изогнутый металлический стержень 11 С-образной или U-образной формы, который имеет первый конец, соединенный жестким образом с подвижным ползуном 4, и второй конец, соединенный жестким образом с кронштейном 2 так, чтобы иметь возможность растягиваться или упругопластически деформироваться в результате любого перемещения подвижного ползуна 4 вдоль продольной канавки или паза 3 кронштейна 2.
Как показано на Фиг. 2 и 3, в изображенном примере, в частности, деформируемый соединительный элемент 6 предпочтительно содержит: центральную втулку 12, которая имеет конструкцию, выполненную с возможностью установки непосредственно на подвижный ползун 4, то есть на головку анкерного штифта 10; две боковые анкерные пластины 13, которые закреплены жестким образом на верхней плоской части 2а металлической пластины 2, на противоположных сторонах прямолинейного сквозного отверстия 9 в виде паза вдоль главной оси R продольного отверстия, и предпочтительно рядом с двумя концами прямолинейного сквозного отверстия 9 в виде паза; и по меньшей мере два металлических соединительных элемента 11 U-образной формы, которые расположены на противоположных сторонах центральной втулки 12 и имеют конструкцию, выполненную с возможностью соединения жестким образом каждую центральную втулку 12 с соответствующей боковой анкерной пластиной 13.
Более подробно, в изображенном примере деформируемый соединительный элемент 6 содержит две пары U-образных металлических соединительных элементов 11, которые расположены на противоположных сторонах центральной втулки 12, причем каждая пара указанных элементов имеет конструкцию, выполненную с возможностью соединения жестким образом центральной втулки 12 с соответствующей боковой анкерной пластиной 13.
Другими словами, оба U-образных элемента 11 каждой пары U-образных элементов имеют первый конец, выполненный в виде единого целого с центральной втулкой 12, и второй конец, выполненный в виде единого целого с непосредственно обращенной к нему боковой анкерной пластиной 13, так что указанные два U-образных элемента 11 каждой пары U-образных соединительных элементов 11 выполнены с возможностью растягивания или деформирования в результате любого перемещения подвижного ползуна 4 вдоль продольной канавки или паза 3 кронштейна 2.
Предпочтительно, хотя и не обязательно, U-образные элементы 11 могут также иметь различные формы и/или сечения или могут быть выполнены из различных металлов, так чтобы иметь возможность регулировать способность к рассеиванию энергии гасителя 1 вибраций.
Установка гасителей 1 вибраций на сборные склады 100 включает размещение двух гасителей 1 на противоположных сторонах каждого из двух осевых концов 104а всех, или только части, перекрывающих балок 104, которые формируют горизонтальную крышу 102 сборного склада 100, таким образом, чтобы поддерживать балки 104 всегда по существу перпендикулярными соответствующим перемычкам 103, обеспечивая, при этом, в любом случае, возможность свободного перемещения каждой перекрывающей балки 104 вперед и назад, параллельно своей собственной продольной оси L.
При возникновении сейсмического явления волнового типа каждый гаситель 1 обеспечивает возможность перемещения перекрывающей балки 104, с которой он соединен, вперед и назад параллельно ее продольной оси L. Перемещение балки 104 требует, однако, гораздо большее количество энергии, по сравнению с той, которая требуется в случае отсутствия гасителя 1 вибраций.
В результате крыша 102 склада 100 способна поглощать/рассеивать очень большое количество сейсмической энергии, при этом, однако, поддерживая динамическое поведение, достаточно похожее на то, что наблюдается с крышей традиционного сборного склада.
Компьютерное моделирование в действительности подтвердило, что установка гасителей 1 на крыше стандартного сборного железобетонного склада позволяет значительно снизить риски, связанные с обрушением крыши, однако, при этом, не ставит под угрозу конструктивную целостность опор, которые поддерживают крышу.
Способность сборного железобетонного склада 100, оснащенного соответствующим количеством гасителей 1, противостоять сейсмическим напряжениям значительно выше, чем у традиционного сборного железобетонного склада.
Преимущества, связанные с использованием гасителя 1 вибраций, являются значительными.
Установка соответствующего количества гасителей 1 вибраций на крыше стандартного сборного железобетонного склада позволяет значительно снизить риски, связанные с обрушением крыши, одновременно увеличивая способность сооружения противостоять сейсмическому явлению волнового типа.
Кроме того, гаситель 1 вибраций имеет особенно низкие издержки производства, что позволяет увеличить сейсмостойкость сборных железобетонных складов, не увеличивая расходов.
Очевидно, что гаситель 1 вибраций может быть подвержен изменениям и вариантам, однако без отхода от объема настоящего изобретения.
Например, как показано на Фиг. 4, сборный склад 100 может также содержать ряд вставных панелей 105, которые расположены в вертикальном положении, одна рядом с другой, и с упором в боковую сторону вертикальных колонн 101, чтобы сформировать проходящую по периметру стену или стены сборного склада 100; при этом гаситель 1 вибраций может иметь конструкцию, выполненную с возможностью соединения вставных панелей 105 с соответствующими колоннами 101 и с возможностью уменьшения амплитуды горизонтальных перемещений вставных панелей 105 при наступлении сейсмических явлений волнового типа.
Более подробно, жесткий кронштейн 2 может иметь конструкцию, выполненную с возможностью жесткого закрепления на колонне 101 так, чтобы расположить боковой фланец 2а кронштейна непосредственно обращенным к поверхности вставной панели 105 и слегка касающимся ее, причем главная ось R продольной канавки или паза 3 расположена горизонтально и локально по существу параллельно горизонтальной продольной оси F вставной панели 105.
Подвижный ползун 4, между тем, выполнен с возможностью жесткого закрепления непосредственно на поверхности вставной панели 105, которая опирается на колонну 101 и закрывает ее так, чтобы образовать со вставной панелью 105 единое целое.
Более подробно, в этом варианте выполнения нижняя часть 2b кронштейна 2 выполнена с возможностью расположения с упором в боковую сторону колонны 101 и с возможностью жесткого закрепления на колонне 101, предпочтительно посредством соответствующего количества сквозных анкерных болтов 5 или болтов для железобетонных фундаментов другого типа.
Верхняя часть 2а кронштейна 2, то есть боковой фланец 2а, между тем, имеет конструкцию, выполненную с возможностью расположения обращенной к поверхности вставной панели 105 и слегка касающейся ее, и имеет по существу прямолинейную и предпочтительно также сквозную продольную канавку или паз 3, которая проходит в кронштейне 2 параллельно главной оси R, локально по существу перпендикулярно плоскости опорной поверхности нижней части 2b.
Другими словами, в этом варианте выполнения кронштейн 2 предпочтительно состоит из металлической пластины 7 соответствующей толщины, которая согнута в Г-образную форму, образуя две плоские части, локально по существу ортогональные друг другу. Первая плоская часть металлической пластины 7 специально выполнена с возможностью упора в колонну 101 и предпочтительно имеет ряд сквозных отверстий (не показаны), размеры которых выполнены с возможностью пропускания насквозь как можно большего количества сквозных анкерных болтов 5 или болтов для железобетонных фундаментов другого типа. Вторая плоская часть металлической пластины 7, между тем, имеет длинное прямолинейное сквозное отверстие 9 в форме паза, которое проходит в металлической пластине 2, оставаясь, тем самым, локально по существу перпендикулярным плоскости первой плоской части металлической пластины 7.