Сейсмостійкий каркас будівлі

Реферат: Винахід належить до будівництва і може використовуватися при будівництві багатоповерхових каркасних будівель в сейсмічних районах. Каркас будівлі складається з колон і ригелів, при цьому частина колон розміщується вертикально, а друга частина - під кутом   60 до вертикальної осі, і вони утворюють в плані рівносторонні шестигранники, внутрішній простір яких заповнюється наповнювачем. Найбільший розмір шестигранника h співпадає з вертикальною віссю. Таке конструктивне виконання каркаса дозволить спростити монтаж, зменшити матеріалоємність конструкції і суттєво підвищити стійкість будівлі при дії сейсмічних сил при землетрусах та цунамі. UA 102747 C2 (12) UA 102747 C2 UA 102747 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до будівництва і може використовуватися при будівництві багатоповерхових каркасних будівель в сейсмічних районах. Відома діафрагма жорсткості (А.С. № 929799 кл. Е04Н9/02, Е04В1/18, 1982, Бюл. № 19), яка виконана у вигляді двох стінових панелей, з'єднаних між собою і з колонами каркаса. Недоліком наведеної конструкції є складність виготовлення і монтажу конструкції, велика матеріалоємність і вага та невисока надійність при дії землетрусу. Також відома сейсмостійка будівля (А.С. SU № 1502781 А.1 кл. Е04Н9/02, 1989, Бюл. № 31), що складається з фундаменту, вертикальних блоків із зазорами повздовж і впоперек будівлі, в яких встановлені амортизуючі елементи. Недоліком наведеної конструкції є складність виготовлення і монтажу конструкції будівлі, складність підбору амортизуючих елементів та невисока надійність стійкості будівлі при дії поштовхів землетрусу. Сейсмостійкий каркас малоповерхової будівлі (А.С. SU № 1551798 А.1 кл. Е04Н9/02, 1990, Бюл. № 11) взятий по більшості ознак, що співпадають, за прототип. Каркас будівлі складається з колон і ригелів, які утворюють вертикальні чарунки, в яких розміщені з'єднані з колонами і ригелями, виконані у вигляді трикутників та прямокутників, диски. Недоліками даного пристрою є: - складність виготовлення і монтажу елементів конструкції будівлі; - велика матеріалоємність і вага елементів конструкції; - низька стійкість будівлі при дії поштовхів землетрусу. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення каркаса сейсмостійкої будівлі шляхом зміни просторового розміщення колон і ригелів, що дозволить зменшити дію руйнівних сил землетрусу на будівлю. Сейсмостійкий каркас будівлі включає колони і ригелі. Згідно з винаходом частина колон розміщується вертикально, а друга частина - під кутом α = 60° до вертикальної осі, і вони утворюють в плані рівносторонні шестигранники, внутрішній простір яких заповнюється наповнювачем, а найбільший розмір шестигранника h співпадає з вертикальною віссю. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним результатом полягає в наступному. Оскільки конструкцією будівлі передбачено розміщення однієї частини колон вертикально, а інших під кутом α = 60° до вертикальної осі, то можна стверджувати, що зусилля, які сприймаються вертикальною колоною, будуть передаватися до похилих колон з урахуванням величини кута α і діями у зворотно-зустрічних напрямках, створюючи на окремих ділянках будівлі почергово напруження стискання і розтягування. Крім цього такі зусилля будуть значно менші за величиною, в результаті чого підвищиться сейсмостійкість будівлі. На фіг. 1 зображено каркас будівлі, аксонометрія. На фіг. 2 зображено каркас будівлі, вид спереду. На фіг. 3 зображено каркас будівлі, вид збоку по стрілці А. На фіг. 4 зображено вертикальну шестигранну чарунку каркаса. На фіг. 5 зображено конструкцію колони, переріз по А-А. На фіг. 6 зображено перерізи Б-Б, В-В каркаса будівлі на фіг. 1. Сейсмостійкий каркас будівлі складається з фундаменту 1, передніх 2 та бокових 3 несучих стін, колон 4 та ригелів 5. Колони виконані суцільними з бетону 6 і армовані прутками арматури 7. В окремих чарунках будівлі виконані отвори 8 у вигляді вікон, дверей тощо. Сейсмостійкий каркас будівлі працює наступним чином. Під дією сейсмічних сил F у вертикальному напрямку, вони розкладаються на дві складові N=0,5F/cos α, які направлені в різні сторони. При цьому вони направлені у зворотно-зустрічних напрямках і створюють на окремих ділянках будівлі почергово напруження стискання та розтягування. Крім цього такі зусилля будуть значно менші за величиною, ніж сили F. При дії сейсмічних сил з протилежного напрямку картина явища змінюється на протилежну. Виконання каркаса будівлі за описаною конструкцією дозволить зменшити зусилля, які діють в колонах будівлі, створити напруження стискання та розтягування в елементах будівлі, які будуть взаємно компенсуватися. Це дозволить спростити монтаж та зменшити матеріалоємність конструкції, а головне, суттєво підвищити стійкість будівлі при дії сейсмічних сил при землетрусах та цунамі. 1 UA 102747 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Сейсмостійкий каркас будівлі, що включає колони і ригелі, які утворюють вертикальні чарунки, який відрізняється тим, що частина колон розміщується вертикально, а друга частина - під 5 кутом   60 до вертикальної осі, і вони утворюють в плані рівносторонні шестигранники, внутрішній простір яких заповнюється наповнювачем, а найбільший розмір шестигранника h співпадає з вертикальною віссю. UA 102747 C2 3 UA 102747 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4