Пристрій сейсмозахисту залізобетонних будинків та споруд

Пристрій сейсмозахисту залізобетонних будинків та споруд, який складається з двох віброізолюючих опор, кожна з яких включає верхню та нижню опорні тарелі з вгнутими робочими виїмками та розташовані між ними шарові тіла кочення, причому корпус споруди встановлюється на верхні опорні тарелі через нижню опорну плиту, а нижні опорні тарелі закріплюють на фундаментній плиті, 38977 рні тарелі через нижню опорну плиту, а нижні опорні тарелі закріплюють на фундаментній плиті, згідно винаходу на кожній тарелі віброізолюючих опор криволінійні поверхні вказаних виїмок виконано зі змінним радіусом кривини, а саме - на нижніх опорних тарелях радіус кривини зменшується при переміщенні в напрямку від середини міжопорної відстані до зовнішніх країв фундаментної плити, а на верхніх опорних тарелях - збільшується при переміщенні в напрямку від середини міжопорної відстані до зовнішніх країв нижньої опорної плити, причому вказані тарелі кожної віброізолюючої опори розташовані симетрично відносно вертикальної поперечної площини, яка проходить через середину міжопорної відстані відповідно на фундаментній та нижній опорній плитах. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом полягає в наступному. На малюнку фіг. 1 показано принципову схему функціонування системи сейсмозахисту, реалізовану із застосуванням запропонованого пристрою (тут сейсмозбудження задане у вигляді кінематич&& ного навантаження P = m × x c ; пружний елемент С у r моделює пружні властивості грунта; FTR - сила тертя у підошві фундаментної плити 1 моделює дисипативні сили та розсіяння енергії при коливаннях грунту). && В процесі сейсмозбудження P = m × x c фундаментна плита 1 зміщується вздовж осі ОХ вправо. При цьому тіло кочення на лівій опорі 5 починає підніматися по кривій з радіусом кривини, що зменшується, зустрічаючи все зростаючий опір відносному руху споруди 3 та фундаментної плити 1, в той час як тіло кочення на правій опорі 4 вільно перекочується, зазнаючи тільки опір сил тертя кочення. В цьому випадку дії сейсмозбудження Р спрацьовує тільки одна віброізолююча опора, розташована на передній по ходу відносного руху споруди та фундаментної плити(в даному разі це ліва опора). Як видно з приведеного малюнка на фіг. 1, внаслідок малої кривини виїмки на правій опорі на цьому етапі відносного руху горизонтальr на складова реакції в'язі R1x @ 0 (з точністю до сил тертя кочення). При цьому вся продольна інеr рційна сила FIN в цьому випадку сприймається криволінійним виступом лівої опори. Тому в зоні АС виникає тільки стискуюча сила, а зона з розтя гуючим навантаженням практично відсутня, так як r R1x @ 0 . Таким чином, запропонований пристрій дозволяє за рахунок подвоєного збільшення горизонтального стискаючого навантаження на ліву(передню по ходу відносного руху) опору уникнути небезпечних розтягуючих з усиль в споруді в зоні між центром мас корпуса споруди 3 та нижньої опорної плити 2 та правою(по ходу відносного руху) опорою. У той же спосіб запропонований пристрій спрацьовує при дії сейсмозбудження Р в протилежному напрямку, тільки тепер сприймаючою (несучою) виступає права опора, а розвантаженою в повздовжньому напрямку стає ліва опора. Важливість відсутності розтягуючих з усиль в зоні АВ споруди полягає в тому, що залізобетонні конструкції за своєю природою добре працюють на стискання, та погано - на розтягування. Кількісно це виражається так: співвідношення максимальних допустимих розрахункових опорів розтягуючих та стискаючих навантажень приблизно дорівнює 1:10. Тому при проектуванні як залізобетонних конструкцій, так і споруд з них, слід уникати ситуацій, при яких виникають розтягуючи сили в значній частині конструктивних елементів споруди. Для порівняння на малюнку (фіг. 2) показано, як спрацьовує система сейсмозахиту, реалізована із застосуванням прототипу. Як видно з малюнку, тут одночасно спрацьовують обидві віброізолюючі опори. Це призводить до одночасного виникнення значних горизонтальних складових реакцій в'язей r r R1x , R 2 x на обох опорах при дії сейсмозбудження Р в будь-якому напрямку. І якщо в зоні АС діють тільки стискуючі сили, то в зоні АВ - такі самі по величині небезпечні розтягуючи зусилля. Як слідує з цього порівняльного аналізу силових навантажень, запропонований пристрій звільнений від головного недоліку, притаманного прототипу, який полягав у тому, що при його роботі виникали небезпечні розтягуючи сили у конструкціях споруди. Таким чином, поєднання запропонованихознак дозволяє отримати очікуваний технічний результат: забезпечити надійну та безпечну роботу несучих залізобетонних конструкцій споруди в процесі демпфування вимушених коливань грунту при проходженні сейсмохвиль у підошві фундаменту споруди. 2 38977 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3