Виброзащитная тонкостенная строительная конструкция

Полезная модель относятся к строительству конструкций, защищенных от действия вибраций, в том числе сейсмических.
Широко известны методы проектирования конструкций, испытывающих динамические нагрузки и обладающих виброзащитой самой конструкции или ее отдельных элементов с сохранением заданной несущей способности. При атом существуют пассивные методы гашения колебаний, предусматривающие использование в конструкциях диссипативных и демпфирующих элементов / см. Вибрации в технике. М.: Машиностроение, 1995, т. 6-461 с.[I] /.
Известны строительные конструкции, находящиеся в процессе их изготовления в вязком состоянии/например ,из бетона, кирпича, изготавливаемые литьем, прессованием из пластиков и т.п./ в которых использованы фибродобавки в виде волокон из магнитной стали. При этом вышеуказанные фибродобавки могут быть либо ориентированы самым хаотичным образом по всему объему материала, /см., например, патент РФ на изобретение №2038144, 1992 [2]/, либо ориентированы в заданном направлении с помощью управляющего электромагнитного поля и вибрационного воздействия/см,, например, патент РФ на изобретение №2072467, 1997 [3]; патент JP 60141506A, 1985 [4]; патент SЕ №2224645 /. Достоинствами известных конструкций является улучшение эксплуатационных свойств, возможность восприятия больших напряжений при растяжении в заданном направлении, экономичный расход материала за счет ориентации дисперсно-армирующих элементов.
Недостатками известных конструкций, особо проявляющихся в тонкостенных гибких строительных панелях, стенах, крышах, перегородках, коробчатых сооружениях, рекламных щитах и т.п. из листовых тонких пластиков, пористого эластичного бетона, металлокерамики и т.п. является низкая виброустойчивость и вибропрочность при внешних паразитных, в том числе сейсмических вибрациях, звуковых и ветровых колебаниях вследствие практического отсутствия в самой конструкции демпфирующих колебания и осуществляющих диссипацию в материале энергию колебаний элементов.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является строительная конструкция, содержащая внедренные в ее основной, вязкий в стадии изготовления материал, металлические дисперсно-армируюшие протяженные элементы, ориентированные во всем объеме материала заданным образом /см.патент РФ на изобретение №2451647, 2010 г. [6] /,и принятая за прототип.
Недостатком устройства-прототипа является его низкая виброустойчивость и вибропрочность при внешних воамунаюшх воздействиях.
Сущность полезной модели эакяючается в покрытии тонкостенной строительной конструкции как минимум с одной стороны слоем эластичного постоянного магнита и в выполнении металлических дисперсно-армирующих протяженных элементов,внедренных в материал конструкции,в виде замкнутых контуров.
Технический результат-повышение виброустойчивости и вибропрочности и вибропрочности тонкостенной строительной конструкции за счет введения в ее состав диссипативных и демпфирующих элементов.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели заключается в том, что в известной тонкостенной строительной конструкции, содержащей внедренные в ее основной, вязкий в стадии изготовления материал металлические дисперсно-армирующие протяженные элементы, ориентированные во всем объеме материала заданным образом, особенность заключается в том, что строительная конструкция как минимум с одной стороны покрыта слоем эластичного постоянного магнита, составленным из двухполюсно намагниченных полос магнитотвердой резины, а дисперсно-армирующие протяженные элементы выполнены в виде замкнутых контуров.
Предлагаемая полезная модель схематично иллюстрирована чертежом, где показана тонкостенная, в частности - листовая строительная конструкция. Поверхность листа I с верхней его стороны покрыта путем приклеивания слоем эластичного постоянного магнита, составленного из двухполюсно намагниченных полос 2 магнитотвердой резины /см, А.Г. Алексеева, А.Е. Корнеев. Эластичные магнитные материалы. М.,"Химия", 1976, стр. 158-164, рис. 6.6 и 6.7 [7]. Внедренные в основной, вязкий в стадии изготовления материал листа I металлические дисперсно-армирующие протяженные элементы 3 выполнены в виде замкнутых контуров, в частности, прямоугольных контуров. Последние могут быть изготовлены, например, вырубкой из тонкой металлической ленты в Форме прямоугольников, эллипсов и т.п., либо путем последовательного разрезания с закорачиванием концов отрезков параллельно уложенных стальных проводов с помощью штампа.
Работа предлагаемой конструкции осуществляется следующим обазом.
При воздействии внешних вибраций любой вышеуказанной природы происходят сложные изгибные деформации токой поверхности листа I вместе с эластичными магнитами Z,Эти деформации сопровождаются взаимными относительными перемещениями со значительными скоростями замкнутых металлических элементов 3 относительно магнитов 2. В результате этого по закону электромагнитной индукции в контурах 3 будут наводиться электродвижущие силы /э.д.с/ и потекут электрические токи,взаимодействующие с магнитами 2, причем, силы этого взаимодействия будут противодействовать возникающим колебаниям,то есть осуществлять магнитоиндукционное демпфирование и диссипацию энергии колебаний за счет дополнительных активных смешений контуров 3 относительно магнитов, и, соответственно, материала конструкции I.
Таким образом, предлагаемая конструкция, сохраняя все достоинства устройста-прототипа, то есть увеличивая свою прочность и жесткость в заданном направлении дополнительно значительно повышает свою виброустойчивость и вибропрочность за счет демпфирования колебаний и диссипации их энергии вследствие дополнительного трения в материале.