Пристрій сейсмозахисту споруд із деформівними в’язями

Реферат: Пристрій сейсмозахисту споруд із деформівними в'язями містить сейсмоізолюючі опори сейсмоамортизатори, кожен з яких розташований в горизонтальній площині між верхньою будовою споруди і її фундаментною плитою симетрично відносно геометричного центру фундаментної плити. Містить верхні і нижні опорні тарелі із вгнутими робочими виїмками, кульові тіла кочення. Тарелі сейсмоамортизаторів додатково з'єднані між собою деформівними в'язями та регульованими демпфірувальними елементами, причому деформівні в'язі виконані таким чином, що при певному рівні сейсмозбурення вони руйнуються, перестаючи жорстко з'єднувати верхні і нижні опорні тарелі. UA 89185 U (12) UA 89185 U UA 89185 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області сейсмостійкого будівництва і може бути використана для ізоляції та сейсмозахисту будинків і споруд у сейсмічних районах від землетрусів. Існує пристрій сейсмозахисту будинків та споруд (А.с. № 1763582, Кл. E02D 27/34, F16F 15/00, опубл. БИ №35 за 1992 p.), який складається з декількох однакових сейсмоізолюючих опор, кожна з яких включає симетрично розташовані відносно горизонтальної площини верхній та нижній опорні тарелі із вгнутими опорними виїмками та розміщені між ними тіла кочення, причому на верхні опорні тарелі встановлюється верхня будова споруди через її нижню опорну плиту, а нижні опорні тарелі жорстко закріплюються на фундаментній плиті. Недоліком цього пристрою є те, що при проходженні через фундамент горизонтального сейсмозбурення навіть малого рівня (як по частоті, так і по амплітуді) верхня будова споруди одразу починає рухатись за рахунок перекочування робочих тіл кочення по вгнутих виїмках опорних тарелів відносно її фундаменту. З цього моменту верхня будова і фундамент споруди динамічно представляють вже два різних тіла, які рухаються одне відносно одного. Такі окремі рухи призводять до поривів всіх комунікацій споруди при сейсмозбуреннях навіть найменшого рівня. Разом з тим відносні переміщення верхньої будови споруди та її фундаменту за рахунок спеціальної конструкції пристрою необхідно реалізувати тільки у крайньому разі, коли рівень горизонтального сейсмозбудження вже перевищує деякий небезпечний поріг, після якого споруда вже не витримує такого динамічного навантаження і може втратити стійкість. Крім того, верхня будова споруди без належного демпфірування розгойдується на опорних тарелях відносно фундаменту. Така динамічна ситуація є небажаною, призводить до резонансних явищ у споруді та тягне за собою непередбачувані додаткові вертикальні навантаження з руйнівними наслідками. Найбільш близьким до запропонованого пристрою є пристрій сейсмозахисту будинків та споруд (стаття "Дом для зыбкой тверди" в журналі "Наука и жизнь" №8 за 1989 р., стор. 24-33), прийнятий нами за прототип. Пристрій складається з декількох однакових сейсмоізолюючих опор (сейсмоамортизаторів), розташованих між верхньою будовою споруди і її фундаментною плитою симетрично відносно її геометричного центра. Кожна з опор включає верхню та нижню опорні тарелі з вгнутими робочими виїмками, оберненими симетрично одна до одної відносно горизонтальної площини, та розташовані між ними кульові тіла кочення, причому верхня будова споруди встановлюється на верхні опорні тарелі через опорну плиту, а нижні опорні тарелі жорстко закріплюють на периферії фундаментної плити. До недоліків найближчого аналога також слід віднести виникнення небезпечних резонансних розгойдувань верхньої будови споруди відносно її фундаменту за рахунок перекочування кульових тіл кочення на вгнутих робочих виїмках при горизонтальному сейсмозбуренні навіть найменшого рівня. При цьому відбувається руйнування будівельних комунікацій з наступними великими відновлювальними витратами. Проте відомо, що одним із основних принципів оснащення споруд та будинків сейсмоамортизаторами або сейсмоізоляцією є такий: власна частота сейсмоамортизатора (разом із верхньою будівлею споруди) повинна бути суттєво нижчою, ніж основні частоти зовнішнього сейсмозбурення, які вносять найбільший вклад в його кінетичну енергію (див., наприклад, Рутман Ю.Л. Маятниковые сейсмоизолирующие опоры. Конструкция, расчет, эксперимент //Инженерно-строительный журнал. - 2012, №1. - С. 31-36). З іншого боку, інструментальні дослідження сейсмозбурень, що вже відбулися, показують, що їх основний частотний спектр лежить в діапазоні від 2,5 до 60 рад/с (стаття "Дом для зыбкой тверди" в журналі "Наука и жизнь" №8 за 1989 p., стор. 24-33). Іншими словами, сейсмоамортизатор повинен слугувати фільтром високих частот, а робочими для нього повинні бути низькі частоти (в діапазоні ωвласн