Комбинированная система сейсмозащиты (варианты)

(51) 02 27/34 (2006.01) 02 27/48 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ сейсмоизолирующих устройств, располагаемых снизу здания между основанием здания и фундаментом, и активных систем сейсмозащиты,располагаемых в горизонтальной плоскости между боковыми сторонами здания с нижней части и фундаментом, составленных из управляемых платформенных роботов . Для особо значимых зданий и сооружений(реакторы АЭС, объекты специального назначения и социально важные) предлагается комбинированная система защиты. Комбинированная система сейсмозащиты имеет меньшую стоимость, чем существующие за счет применения пассивных систем сейсмозащиты и обеспечивает быстродействие и эффективную защиту при землетрясении и больших горизонтальных перемещениях с высокими ускорениями. В другом варианте гибридной системы,использующей активные системы сейсмозащиты снизу и в горизонтальной плоскости,применение выключающихся связей с активным системам установленными с нижней стороны здания разгружает платформенные роботы в обычном состоянии(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 19303,15.04.2008(54) КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА СЕЙСМОЗАЩИТЫ (ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к инженерной сейсмологии, преимущественно к сейсмостойкому строительству, в частности предназначено для снижения колебаний,сообщаемых зданиям,сооружениям, возводимым в сейсмоопасном районе,при движении земной коры от землетрясений и других нештатных механических воздействиях. Ограничение возможных больших горизонтальных перемещений здания при землетрясениях и предотвращение резонансных колебаний зданий, сооружений осуществляется за счет того,что комбинированная система сейсмозащиты,состоит из пассивных Изобретение относится к инженерной сейсмологии,преимущественно к сейсмостойкому строительству, в частности предназначено для снижения колебаний,сообщаемых зданиям, сооружениям, возводимым в сейсмоопасном районе, при движении земной коры от землетрясений и других нештатных механических воздействиях. Известно техническое решение Патент 2423580, Сейсмоизолирующая опора, опубликован бюллетень 19 от 10.07.2011, МПК 02 27/34. Недостатком технического решения является то,что гибкая подвеска выполненная с поршнем установленным в камере с упругим элементом является пассивным однокоординатным сейсмоизолирующим устройством, которых не изолирует систему от возможных разнонаправленных и не может исключить появления резонансных колебаний. Наиболее близким техническим решением является Управляемая система защиты от нештатных механических воздействий зданий сооружений и технических систем Предварительный патент ,19303 Управляемая система защиты от нештатных механических воздействий основания (варианты),опубликован БИ 4 от 15.04.2008, МПК 02 27/34. В этой системе на боковые стороны здания в нижней части и снизу действуют активные сейсмоизолирующие опоры в виде платформенных роботов . Недостатком технического решения является то,что расположенные под зданием часть адаптивных опор постоянно нагружены весом здания, что со временем приводит к нарушению герметизации в гидросистеме и нарушению функционирования гидроаппаратуры в опорах. Задачей изобретения является ограничение возможных больших горизонтальных перемещений здания при землетрясениях и предотвращение резонансных колебаний зданий, сооружений. Поставленная задача решается тем,что предлагается комбинированная система сейсмозащиты,состоящая из пассивных сейсмоизолирующих устройств, располагаемых снизу здания между нижней частью здания и фундаментом, а также активных систем сейсмозащиты, располагаемых в горизонтальной плоскости между боковыми сторонами здания с нижней части и фундаментом,составленных из управляемых платформенных роботовс пневмоприводами или другими приводами. При этом верхней платформой роботаодновременно служит основание здания, а нижней платформой робота является опорная поверхность фундамента. Для особо значимых сооружений, зданий (реакторы АЭС, объекты специального назначения и социально важные) предлагается комбинированная система защиты,которая наряду с активными системами,расположенными в горизонтальной плоскости имеет активные сейсмоизолирующие устройства,расположенные между зданием с нижней стороны и фундаментом составленные из платформенных роботов и имеющие жесткие связи, выключающиеся при появлении признаков землетрясения. 2 Применение предлагаемой системы сейсмозащиты дает новый технический результат, заключающийся в своевременном снижении уровня горизонтальных смещений фундаментов зданий и сооружений при сейсмическом воздействии,и исключение резонансных колебаний строительный конструкций. Такой технический результат достигается за счет применения в горизонтальной плоскости платформенных роботов , управляемая гидравлическая система которых своевременно реагируя на горизонтальные смещения, вызываемые сейсмическим воздействием, уменьшает их величину,а гидравлические системы платформенных роботовустановленных в вертикальной плоскости поглощают амплитуду вертикальных колебаний вызываемых сейсмическим воздействием, и не допускают развития собственных колебаний зданий и сооружений. Известно, что пассивные сейсмоизолирующие устройства, эффективно действуют при малых горизонтальных перемещениях основания здания, в этой связи дополнительные активные системы сейсмозащиты расположенные в горизонтальной плоскости предотвращают большие горизонтальные перемещения. При этом комбинированная система сейсмозащиты имеет меньшую стоимость за счет применения пассивных систем сейсмозащиты,например, кинематических фундаментов. С другой стороны, применение платформенных роботов с пневмоприводами, расположенными в горизонтальной плоскости,обеспечивает быстродействие и эффективную защиту при землетрясении и больших горизонтальных перемещениях с высокими ускорениями. В другом варианте гибридной системы,использующей активные системы сейсмозащиты снизу и в горизонтальной плоскости, применение выключающихся связей совместно с активным системами установленными с нижней стороны здания,разгружает платформенные роботы в обычном состоянии (при отсутствии землетрясения). На фиг.1 приведена комбинированная система сейсмозащиты,составленная из пассивных сейсмоизолирующих систем расположенных под зданием и активных сейсмоизолирующих систем из платформ , расположенных по периметру между боковыми сторонами здания и фундаментом для предотвращения движения в горизонтальной плоскости. На фиг.2 показана комбинированная система,составленная из активных сейсмоизолирующих систем расположенных как по периметру здания, так и с нижней стороны. На фиг.3 представлена схема строения платформы. На фиг.1 и фиг.2 показаны следующие позиции здание-1,фундамент-2,грунт-3,пассивная сейсмоизолирующая система- 4, составленная из шаров платформы -5, расположенные по периметру здания платформы-6,располагаемые под зданием выключающиеся связи -7. Платформенный роботПредпатентА 17442 Параллельный манипулятор платформенного типа , опубликован 15.06.2006 г. БИ 6, 29423 МПК 25 11/00 составлен из нижней-8 и верхней-9 платформ соединенных соединительными звеньями 10-15, длины которых изменяются с помощью управляемых гидро-пневмоприводов. Применение платформосновано на том, что при любом положении соединительных звеньев и нижней платформы 8 можно с помощью управляемой системы задавать в цилиндрах приводов такое давление рабочей среды,которое уравновешивает нагрузки, действующие на верхнюю платформу. В результате при любом положении нижней платформы можно добиться, чтобы верхняя платформа 9 оставалась в неподвижном состоянии. Так, например, при применении комбинированной системы составленной из пассивной и активной сейсмоизолирующей систем (Фиг.1). Основание здания, расположенного в нашем случае на шарах будет перемещаться в том случае, если на здание в горизонтальной плоскости будут действовать внешние силы , которые превосходят силы трения , где коэффициент трения -вес здания. Исходя из этого усилия действующие со стороны платформенных роботов в совокупности не должно превосходить силы, что и обеспечивается управляемой системой роботов. При действии сил в горизонтальной области в случае землетрясения нижние платформы 8 роботов будут перемещаться вместе с фундаментом при этом роботы допускают перемещения с амплитудой до 1 метра. Кроме того, управляемая система будет исключать появления резонансных колебаний. В случае применения комбинированной системы,составленной из активных сейсмоизолирующих устройств (Фиг.2), в статическом положении здание 1 опирается на жесткие связи 7. В случае появления признаков землетрясения включаются приводы роботов, которые приподнимают здание так, чтобы жесткие опоры 7 освободились и сложились. В дальнейшем функции сейсмозащиты переходят на управляемые нижние платформенные роботы 6,количество которых выбирается исходя из веса здания. Кроме того, верхние 9 и нижние 8 платформы этих роботов жестко соединяются соответственно с нижним перекрытием здания 1 и дном фундамента 2. В данной комбинированной системе платформенные роботы 6, благодаря указанным выше своим свойствам, могут сохранять равновесие своих верхних платформ 9, т.е. здания в то время, как нижние платформы будут гасить перемещения фундамента 2. Платформенные роботы 5, расположенные по горизонтальной оси выполняют компенсацию перемещений фундамента 2 в горизонтальной плоскости. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Комбинированная система сейсмозащиты,состоит из сейсмоизолирующих устройств расположенных между нижними боковыми сторонами здания и фундаментом, а также снизу здания на фундаменте отличающаяся тем, что между основанием здания и фундаментом размещаются пассивные сейсмоизолирующие устройства, а по периметру здания в горизонтальной плоскости с нижней части между боковыми сторонами здания и фундаментом устанавливаются активные сейсмоизолирующие системы из платформенных роботов . 2. Комбинированная система сейсмозащиты по п.1,отличающаяся тем, что при этом верхней платформой роботаодновременно служит основание здания, а нижней платформой робота является опорная поверхность фундамента. 3. Комбинированная система сейсмозащиты,состоящая из активных сейсмоизолирующих устройств расположенных между нижними боковыми сторонами здания и фундаментом, а также снизу здания на фундаменте отличающаяся тем, что между основанием здания и фундаментом дополнительно к каждой опоре состоящей из платформенного роботаустанавливаются выключающиеся связи и/или дополнительно жесткие опоры, которые откидываются при появлении признаков землетрясения.