RU2651564C1 - Блочная быстровозводимая сейсмостойкая конструкция - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к технике предотвращения последствий землетрясений. Технический результат - повышение эффективности сейсмостойкости за счет пространственной защиты от сейсмических волн путем введения каждого блока в единую сейсмостойкую конструкцию посредством соединительных демпфирующих элементов. Это достигается тем, что блочная быстровозводимая сейсмостойкая конструкция, содержащая соединенную в единую конструкцию систему блоков и соединительных элементов, состоит из элементов, выполненных в виде блоков, одни из которых выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда с пазами, выполненными на четырех гранях параллелепипеда, в плоскости его симметрии, при этом пазы выполнены с цилиндрическими отверстиями под внешний диаметр цилиндрического корпуса соединительного элемента, а другие блоки сопряжены с первыми и выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда с шипами, выполненными на четырех гранях параллелепипеда, при этом шипы выполнены с цилиндрическими отверстиями под внешний диаметр цилиндрического корпуса соединительного элемента, причем поверхности пазов и шипов являются эквидистантными, конгруэнтными и равновеликими и соединяются в блочную быстровозводимую конструкцию посредством соединительных элементов, соединительный элемент выполнен демпфирующим, состоящим из упругой цилиндрической обечайки, к концам которой посредством резьбы присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена набором, по крайней мере, из двух демпфирующих дисков, закрепленных на упругой оси, коаксиально расположенной с цилиндрической обечайкой, а между демпфирующими дисками расположена, по крайней мере одна, цилиндрическая винтовая пружина, при этом полость цилиндрической обечайки заполнена вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном или строительно-монтажной пеной, или соединительный элемент для блоков сейсмостойкого сооружения состоит из упругого цилиндрического корпуса с закрепленными по его торцам плоскими жесткими упорами, при этом полость цилиндрического корпуса заполнена демпфирующим материалом, а корпус выполнен из двух фланцевых, оппозитно расположенных и соосных цилиндрических резьбовых втулок с жестко прикрепленными к их торцевой части плоскими жесткими упорами, на которых выполнены элементы для резьбового соединения втулок в единый цилиндрический корпус, и выполнен из упругого материала, например из упругой пружинной стали, полость которого заполнена демпфирующим материалом, например вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17», или внутри цилиндрического корпуса соединительного элемента соосно и коаксиально ему расположен цилиндрический трубчатый демпфирующий элемент, состоящий из цилиндрической обечайки с основаниями, выполненной из жесткого упругого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», внутренняя полость которой заполнена демпфирующим материалом, например песком или вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17», при этом внутренняя полость соединительного элемента между цилиндрическим корпусом и внешней поверхностью цилиндрической обечайки цилиндрического трубчатого демпфирующего элемента заполнена менее жестким вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. 5 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к технике предотвращения последствий землетрясений.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является конструкция по патенту RU №2537421, Е04С 2/04, содержащая соединенную в единую конструкцию систему блоков и соединительных элементов.

Недостатком известной конструкции является невозможность строительства блочных конструкций с повышенной сейсмостойкостью за счет отсутствия пространственной защиты от сейсмических ударных и колебательных процессов.

Технический результат - повышение эффективности сейсмостойкости за счет пространственной защиты от сейсмических волн путем введения каждого блока в единую сейсмостойкую конструкцию посредством соединительных демпфирующих элементов.

Это достигается тем, что в блочной быстровозводимой сейсмостойкой конструкции, содержащей соединенную в единую конструкцию систему блоков и соединительных элементов, она состоит из элементов, выполненных в виде блоков, одни из которых выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда с пазами, выполненными на четырех гранях параллелепипеда, в плоскости его симметрии, при этом пазы выполнены с цилиндрическими отверстиями под внешний диаметр цилиндрического корпуса соединительного элемента, а другие блоки сопряжены с первыми и выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда с шипами, выполненными на четырех гранях параллелепипеда, при этом шипы выполнены с цилиндрическими отверстиями под внешний диаметр цилиндрического корпуса соединительного элемента, причем поверхности пазов и шипов являются эквидистантными, конгруэнтными и равновеликими и соединяются в блочную быстровозводимую конструкцию посредством соединительных элементов, соединительный элемент выполнен демпфирующим, состоящим из упругой цилиндрической обечайки, к концам которой посредством резьбы присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена набором, по крайней мере, из двух демпфирующих дисков, закрепленных на упругой оси, коаксиально расположенной с цилиндрической обечайкой, а между демпфирующими дисками расположена, по крайней мере одна, цилиндрическая винтовая пружина, при этом полость цилиндрической обечайки заполнена вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном или строительно-монтажной пеной, или соединительный элемент для блоков сейсмостойкого сооружения состоит из упругого цилиндрического корпуса с закрепленными по его торцам плоскими жесткими упорами, при этом полость цилиндрического корпуса заполнена демпфирующим материалом, а корпус выполнен из двух фланцевых, оппозитно расположенных и соосных цилиндрических резьбовых втулок с жестко прикрепленными к их торцевой части плоскими жесткими упорами, на которых выполнены элементы для резьбового соединения втулок в единый цилиндрический корпус, и выполнен из упругого материала, например из упругой пружинной стали, полость которого заполнена демпфирующим материалом, например вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17», или внутри цилиндрического корпуса соединительного элемента соосно и коаксиально ему расположен цилиндрический трубчатый демпфирующий элемент, состоящий из цилиндрической обечайки с основаниями, выполненной из жесткого упругого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», внутренняя полость которой заполнена демпфирующим материалом, например песком или вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17», при этом внутренняя полость соединительного элемента между цилиндрическим корпусом и внешней поверхностью цилиндрической обечайки цилиндрического трубчатого демпфирующего элемента, заполнена менее жестким вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

На фиг. 1 представлена общая схема блочной быстровозводимой замкнутой конструкции, на фиг. 2 - общий вид соединительного элемента для блочной замкнутой конструкции, на фиг. 3 и 4 - аксонометрические проекции блоков с пазами и шипами для быстровозводимой сейсмостойкой блочной замкнутой конструкции, на фиг. 5 - вариант соединительного элемента.

Блочная быстровозводимая сейсмостойкая конструкция (фиг. 1) состоит из элементов, выполненных в виде блоков, одни из которых выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда 12 с пазами 13, выполненными в плоскости симметрии на четырех гранях параллелепипеда 12 (на фиг. 3 показан один паз, выполненный на одном из оснований параллелепипеда 12). При этом пазы 13 выполнены с цилиндрическими отверстиями 14 под внешний диаметр цилиндрического корпуса 3 соединительного элемента (фиг. 2).

Другие блоки 15 (фиг. 4) блочной быстровозводимой конструкции, которые сопряжены с первыми, выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда с шипами 16, выполненными в плоскости симметрии на четырех гранях параллелепипеда 15 (на фиг. 4 показан один шип, выполненный на одном из оснований параллелепипеда 15). При этом шипы 16 выполнены с цилиндрическими отверстиями 17 под внешний диаметр цилиндрического корпуса 3 соединительного элемента (фиг. 2). Поверхности пазов 13 и шипов 16 являются эквидистантными, конгруэнтными и равновеликими и соединяются в блочную быстровозводимую сейсмостойкую конструкцию посредством соединительных элементов.

Каждый соединительный элемент (фиг. 2) для блоков сейсмостойкого сооружения (фиг. 1) устанавливается в подготовленные отверстия, выполненные в блоках, причем блоки в ряду чередуются: один блок выполнен с шипами по торцам, а другой с пазами, при этом соединение блоков осуществляется посредством соединительных элементов, в заранее подготовленные и соосно расположенные отверстия.

Соединительный элемент (фиг. 2) состоит из двух фланцевых, оппозитно расположенных и соосных цилиндрических резьбовых втулок 5 и 6 с жестко прикрепленными к их торцевой части установочными дисками 1 и 2, на которых выполнены элементы для резьбового соединения 4 втулок в единый цилиндрический корпус 3, например лыски под ключ (на чертеже не показано).

Соединительный элемент выполнен демпфирующим, состоящим из упругого цилиндрического корпуса 3 (фиг. 2), выполненного из упругого материала, например из упругой пружинной стали, полость которого заполнена демпфирующим материалом, например вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17».

Возможен вариант выполнения (фиг. 2 и 4) соединительного элемента с соосным и коаксиально расположенным внутри корпуса 3 цилиндрическим трубчатым демпфирующим элементом 7, состоящим из цилиндрической оболочки с основаниями 8 и 9, выполненной из жесткого упругого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», внутренняя полость 12 которой заполнена демпфирующим материалом, например песком или вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17». Внутренняя полость 11 соединительного элемента между цилиндрическим корпусом 3 и внешней поверхностью цилиндрической оболочки цилиндрического трубчатого демпфирующего элемента 7 заполнена менее жестким вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Возможен вариант выполнения соединительного элемента для блоков сейсмостойкого сооружения, когда жестко прикрепленные к фланцевым, оппозитно расположенным цилиндрическим резьбовым втулкам 5 и 6, установочные диски 1 и 2, выполнены комбинированными, состоящими из, по крайней мере трех, слоев: внешние выполнены жесткими, а третий слой, расположенный между ними, выполнен демпфирующим (на чертеже не показано).

Возможен вариант выполнения соединительного элемента (фиг. 5), когда он выполнен демпфирующим, состоящим из упругой цилиндрической обечайки 3, к концам которой посредством резьбы присоединены плоские жесткие упоры 1 и 2, а внутренняя полость заполнена набором, по крайней мере, из двух демпфирующих дисков 18 и 19, закрепленных на упругой оси 21, коаксиально расположенной с цилиндрической обечайкой 3, а между демпфирующими дисками расположена, по крайней мере одна, цилиндрическая винтовая пружина 19. Полость цилиндрической обечайки 3 заполнена вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном или строительно-монтажной пеной.

Соединительный элемент для блоков сейсмостойкого сооружения работает следующим образом. При сейсмических колебаниях происходит смещение блоков, соединенных между собой соединительными элементами, что приводит к упругой деформации их упругого цилиндрического корпуса 3, выполненного из упругого материала, полость которого заполнена демпфирующим материалом, что приводит к уменьшению колебаний блоков даже на резонансных режимах сейсмического или вибрационного воздействия. При этом блоки за счет гашения колебаний соединительными элементами сохраняют целостность конструкции.

Возможен вариант (на чертеже не показано) выполнения блоков сейсмостойкого сооружения с облицовкой их внешних боковых, обращенных наружу сооружения, граней противорадиационными экранами, каждый из которых содержит защитную оболочку, матрицу с наполнителем, армирующую сетку. По периметру защитной оболочки установлены два прямоугольных листа с отверстиями, прикрепленные к защитному полимерному материалу и обеспечивающие возможность крепления и компоновки защитных экранов на блоках блочной быстровозводимой замкнутой конструкции. Радиационно-защитная часть (РЗЧ), внутри которой заключен поглощающий радиацию материал, состоит из 92 масс. % вольфрамового порошка в качестве наполнителя и 8 масс. % силикона в качестве матрицы, РЗЧ помещена в полимерную защитную оболочку и в нее включена армирующая сетка. Кроме того, защитная оболочка представляет собой прошитые по краям два прямоугольных листа защитного полимерного материала с отверстиями, а в качестве армирующей сетки использована тканая металлическая сетка.

Установка переносного противорадиационного экрана предусматривает проведение контрольных измерений для определения радиоактивного загрязнения на защитной оболочке после выполнения радиационно-опасной работы для определения количества слоев радиационно-защитной части (РЗЧ) экрана. При обнаружении на защитной оболочке после выполнения радиационно-опасной работы радиоактивного загрязнения защитная оболочка подлежит дезактивации, а в случае невозможности обеспечить снижение величины радиоактивного загрязнения защитной оболочки до допустимого уровня с помощью дезактивации защитная оболочка подлежит утилизации.

При испытании материала РЗЧ получено оптимальное соотношение вольфрамового порошка и силикона. Высокие значения кратности ослабления гамма-излучения достигаются за счет использования в РЗЧ 92 масс. % вольфрамового порошка и 8 масс. % силикона.

Применение экрана с указанной РЗЧ, плотность которой составляет 7 г/см³, обеспечивает высокие значения кратности ослабления К_осл, представленные в таблице. В таблице показаны значения кратности ослабления К_осл. гамма-излучения с энергией 661,6 кэВ в зависимости от толщины защиты L.

Таблица
L, мм	4,0	8,0	12,0	16,0
Косл, отн. ед.	1,48	1,99	2,51	3,33

При использовании экрана обеспечивается высокая однородность ослабления гамма-излучения по площади РЗЧ изделия - среднее значение неоднородности кратности ослабления составляет 3,5%.

В экране защитная оболочка РЗЧ - многоразового пользования. Ее можно снимать, дезактивировать и менять. Армирующая сетка РЗЧ способствует увеличению прочности предлагаемого ПРЗЭ при изгибе. Переносные радиационно-защитные экраны на основе металлического вольфрамового порошка и силикона не являются канцерогенными веществами, не представляют токсикологической опасности, и работа с ними не лимитируется санитарно-гигиеническими нормами и правилами.

Возможен вариант (на чертеже не показано) выполнения блоков сейсмостойкого сооружения с облицовкой их внешних и внутренних боковых, обращенных наружу и внутрь сооружения, граней противорадиационными экранами.

Claims (1)

1. Блочная быстровозводимая сейсмостойкая конструкция, содержащая соединенную в единую конструкцию систему блоков и соединительных элементов, состоящая из элементов, выполненных в виде блоков, одни из которых выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда с пазами, выполненными на четырех гранях параллелепипеда, в плоскости его симметрии, при этом пазы выполнены с цилиндрическими отверстиями под внешний диаметр цилиндрического корпуса соединительного элемента, а другие блоки сопряжены с первыми и выполнены в виде прямоугольного параллелепипеда с шипами, выполненными на четырех гранях параллелепипеда, при этом шипы выполнены с цилиндрическими отверстиями под внешний диаметр цилиндрического корпуса соединительного элемента, причем поверхности пазов и шипов являются эквидистантными, конгруэнтными и равновеликими и соединяются в блочную быстровозводимую конструкцию посредством соединительных элементов, при этом соединительный элемент выполнен демпфирующим, состоящим из упругой цилиндрической обечайки, к концам которой посредством резьбы присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена набором, по крайней мере, из двух демпфирующих дисков, закрепленных на упругой оси, коаксиально расположенной с цилиндрической обечайкой, а между демпфирующими дисками расположена, по крайней мере одна, цилиндрическая винтовая пружина, при этом полость цилиндрической обечайки заполнена вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном или строительно-монтажной пеной, или соединительный элемент для блоков сейсмостойкого сооружения состоит из упругого цилиндрического корпуса с закрепленными по его торцам плоскими жесткими упорами, при этом полость цилиндрического корпуса заполнена демпфирующим материалом, а корпус выполнен из двух фланцевых, оппозитно расположенных и соосных цилиндрических резьбовых втулок с жестко прикрепленными к их торцевой части плоскими жесткими упорами, на которых выполнены элементы для резьбового соединения втулок в единый цилиндрический корпус, и выполнен из упругого материала, например из упругой пружинной стали, полость которого заполнена демпфирующим материалом, например вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17», или внутри цилиндрического корпуса соединительного элемента соосно и коаксиально ему расположен цилиндрический трубчатый демпфирующий элемент, состоящий из цилиндрической обечайки с основаниями, выполненной из жесткого упругого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», внутренняя полость которой заполнена демпфирующим материалом, например песком или вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17», при этом внутренняя полость соединительного элемента между цилиндрическим корпусом и внешней поверхностью цилиндрической обечайки цилиндрического трубчатого демпфирующего элемента заполнена менее жестким вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, отличающаяся тем, что блоки выполнены с облицовкой их внешних боковых, обращенных наружу сооружения, граней противорадиационными экранами, каждый из которых содержит защитную оболочку, матрицу с наполнителем, армирующую сетку, при этом по периметру защитной оболочки установлены два прямоугольных листа с отверстиями, прикрепленные к защитному полимерному материалу и обеспечивающие возможность крепления и компоновки защитных экранов на блоках блочной быстровозводимой замкнутой конструкции, причем радиационно-защитная часть, внутри которой заключен поглощающий радиацию материал, состоит из 92 масс. % вольфрамового порошка в качестве наполнителя и 8 масс. % силикона в качестве матрицы, при этом радиационно-защитная часть помещена в полимерную защитную оболочку, в которую включена армирующая сетка, защитная оболочка представляет собой прошитые по краям прямоугольные листы защитного полимерного материала с отверстиям, а в качестве армирующей сетки использована тканая металлическая сетка.

Images