СЕЙСМОСТОЙКОЕ КАРКАСНОЕ ЗДАНИЕ

Полезная модель относится к строительству, а именно, к строительству сейсмостойких каркасных зданий.
Известно каркасное здание рамной конструкции с ригелями, жестко соединенными с колоннами (см. Политехнический словарь. Под ред. И.И. Артоболевского. - М: Сов. Энциклопедия, 1976. - С. 200. Каркас). Его недостаток - низкая горизонтальная жесткость и прочность, особенно при большой этажности здания, угроза разрушения здания.
Наиболее близким по технической сути является конструкция каркасного здания с диафрагмой в виде ядра жесткости, обеспечивающего его жесткость и прочность в горизонтальном направлении (см. Политехнический словарь. Под ред. И.И. Артоболевского. - М.: Сов. Энциклопедия, 1976 - С. 142. Диафрагма). Его недостаток - сохраняющаяся угроза разрушения здания при разрушении ядра, из-за его высокой жесткости, воспринимающего действующую нагрузку, и разрушения крайних, находящихся в торцах здания, колонн каркаса, из-за его вращения в горизонтальной плоскости вокруг ядра.
Техническая задача-создание устройства, позволяющего снизить сейсмическую нагрузку на ядро жесткости и колонны в торцах здания.
Технический результат - повышение сейсмостойкости здания.
Он достигается тем, что в известную конструкцию, содержащую каркас с перекрытиями и ядро жесткости, дополнительно введены ядра жесткости, по числу подъездов, причем ближайшие к торцам здания ядра удаленны от центра здания в обе стороны на 2/3 от его полудлины, каркас с перекрытиями и ядра на всех этажах здания выполнены с зазорами, в которых расположены амортизаторы и демпферы в виде элементов сухого трения, при этом часть амортизаторов соединена перекрытиями и ядрами жесткости, а часть закреплена на ядрах и на 2/3 перекрывает зазоры.
Амортизаторы, полностью перекрывающие зазоры, фиксируют проектное положение каркаса с перекрытиями, а перекрывающие зазоры лишь частично, установлены для постоянного изменения периода колебания здания, поскольку при касании с ними каркас получает дополнительную жесткость, что приводит к изменению иго динамических характеристик и уход из резонанса. Демпферы в виде элементов сухого трения, эффективны в низконастроенных системах, какой в здании рассматриваемой конструкции является каркас, отделенный от ядер, имеющий низкую жесткость и значительную массу и, следовательно, низкую частоту колебания.
Конструкция поясняется чертежом, фиг. 1 - фрагмент каркаса с ядром и деталь зазора (увеличено). Устройство имеет ядра жесткости 1, каркас с перекрытиями 2, амортизаторы, например, в виде пружин, полностью перекрывающие зазоры между частями здания, 3, амортизаторы, частично перекрывающие зазоры 4, демпферы 5.
Устройство работает следующим образом: амортизаторы 3 закреплены на ядрах 1 и каркасе 2, амортизаторы 4 - на ядрах 1, демпферы 5 - на ядрах 1 и каркасе 2, при совершении зданием горизонтальных колебаний его ядра 1 и каркас 2, из-за отличия частот их собственных колебаний, периодически движутся друг другу навстречу, вызывая деформацию амортизаторов 3 и включение (выключение) амортизаторов 4, вызывающих изменение периода колебаний каркаса, работу демпферов 5, вызывающих гашение колебаний здания.
Таким образом, сейсмостойкость здания обеспечивается установкой амортизаторов, полностью и частично перекрывающих зазоры, демпферов, вызывающих снижение силы удара на здание и гашение его колебаний. Положительный эффект - предложенное устройство позволяет снизить сейсмическую нагрузку на ядро жесткости и колонны здания.
Источники информации к заявке «Сейсмостойкое каркасное здание»
1 Политехнический словарь. Под ред. И.И. Артоболевского. - М. Сов. Энциклопедия, 1976. - С. 200. Каркас.
2. Политехнический словарь. Под ред. И.И. Артоболевского. - М. Сов. Энциклопедия, 1976. - С. 142. Диафрагма (прототип).