комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения

Формула изобретения

Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения, включающая сейсмостойкое здание замкнутого типа на пространственной фундаментной платформе со скользящим слоем в основании, имеющей верхнюю и нижнюю плиты, скрепленные ребрами, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит автоматически управляемую систему-предохранитель с сейсмозащитным устройством, повышающую сейсмостойкость здания и обеспечивающую его сейсмозащиту в аварийной ситуации, автоматически управляемая система-предохранитель содержит проводную или беспроводную быстродействующую связь между сейсмостанцией наблюдения, находящейся на удаленном расстоянии от здания, и размещенным в здании модулем управления, воспринимающим аварийный сигнал с сейсмостанции и передающим его актуаторам, размещенным в полостях фундаментной платформы, при этом актуаторы выполнены в виде напорных баллонов со смазывающей жидкостью и снабжены запорными элементами, взаимодействующими с модулем управления и срабатывающими по управляющему решению при получении аварийного сигнала от сейсмостанции впрыскиванием дозированной порции смазки в скользящий слой под фундаментной платформой здания, нижняя плита которой снабжена отверстиями или решетками, а скользящий слой, являющийся амортизатором сейсмического воздействия, образован из нескольких слоев полимерной пленки, верхние из которых выполнены перфорированными с отверстиями, пропускающими смазывающую жидкость внутрь между верхними слоями пленки, а нижние слои непроницаемы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства сейсмостойких сооружений.

Существующая система строительства сейсмостойких сооружений имеет инструкции при строительстве сейсмостойких зданий и сооружений, но не обеспечивает их оперативного слежения и управления от сейсмостанции при возникновении сейсмической ситуации. Сейсмостанция только выдает имеющиеся сведения (СП 14. 13330.2011. Свод правил строительства в сейсмических районах). Актуализированная редакция не связана напрямую со строительным объектом. Между сейсмостанцией и строительным объектом отсутствует какая-либо прямая связь. Это приводит к незащищенности здания от сейсмических воздействий. Имеется разрыв между геодинамическими и строительными исследованиями. Такова организация научных и инженерных работ в России (статья О Федеральном Законе «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ, авторы Н.П.Абовский, В.И.Палагушкин, И.Р.Худобердин, В.В.Москвичев, В.Г.Сибгатулин, опубликована в журнале «Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений», 2011 г. № 6, с.68-71).

Недостатками известной системы является то, что строительный объект не имеет оперативных устройств повышения сейсмостойкости, тем самым не обеспечивается сейсмозащита здания в аварийной ситуации.

Известна комплексная система сейсмоустойчивости здания или сооружения, принятая за прототип, содержащая монолитную пространственную фундаментную платформу, выполненную из двух тонких железобетонных фундаментных плит, расположенных одна над другой, тонкие плиты монолитно скреплены между собой перекрестными железобетонными балками, пространство между которыми заполняется утеплителем, между платформой и основанием установлен скользящий слой. На монолитную пространственную фундаментную платформу установлено жестко присоединенное к ней здание или сооружение каркасного или коробчатого вида, которое вместе с монолитной пространственной фундаментной платформой на скользящем слое объединено в цельную многосвязную систему замкнутого типа, которая даже при отсоединении от основания пространственной фундаментной платформы со зданием сохраняет свою геометрическую неизменяемость (патент РФ № 73350 U1, дата приоритета 09.10.2008 г., дата публикации 20.05.2008 г., БИ № 14, авторы Абовский Н.П., Максимова О.М. и др., прототип).

Недостатком прототипа является то, что строительный объект не имеет оперативной связи с сейсмостанцией для управления сейсмозащитным устройством здания и для оперативного повышения его сейсмостойкости, тем самым не обеспечивается сейсмозащита здания в аварийной ситуации.

Задачей изобретения является обеспечение оперативного управления сейсмозащитой здания или сооружения и повышение сейсмостойкости объекта в аварийной ситуации.

Для решения поставленной задачи комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения, включающая сейсмостойкое здание замкнутого типа на пространственной фундаментной платформе со скользящим слоем в основании, имеющей верхнюю и нижнюю плиты, скрепленные ребрами, согласно изобретению, дополнительно содержит автоматически управляемую систему-предохранитель с сейсмозащитным устройством, повышающую сейсмостойкость здания и обеспечивающую его сейсмозащиту в аварийной ситуации, автоматически управляемая система-предохранитель содержит проводную или беспроводную быстродействующую связь между сейсмостанцией наблюдения, находящейся на удаленном расстоянии от здания, и размещенным в здании модулем управления, воспринимающим аварийный сигнал с сейсмостанции и передающим его актуаторам, размещенным в полостях фундаментной платформы, при этом актуаторы выполнены в виде напорных баллонов со смазывающей жидкостью и снабжены запорными элементами, взаимодействующими с модулем управления и срабатывающими по управляющему решению при получении аварийного сигнала от сейсмостанции впрыскиванием дозированной порции смазки в скользящий слой под фундаментной платформой здания, нижняя плита которой снабжена отверстиями или решетками, а скользящий слой, являющийся амортизатором сейсмического воздействия, образован из нескольких слоев полимерной пленки, верхние из которых выполнены перфорированными с отверстиями, пропускающими смазывающую жидкость внутрь между верхними слоями пленки, а нижние слои непроницаемы.

Использование данного изобретения позволяет при получении аварийного сигнала от сейсмостанции снизить тангенциальное трение между основанием и фундаментной платформой путем нагнетания (впрыскивания) смазывающей жидкости в скользящий слой под фундаментной платформой так, что сейсмическая волна, преодолевая трение, проскальзывает под платформой, не оказывая силового воздействия на нее и снижает трение. Этим самым повышается сейсмостойкость здания или сооружения.

На чертеже представлена конструктивная схема комплексной системы сейсмозащиты здания или сооружения.

Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения содержит сейсмостойкое здание или сооружение 1 замкнутого типа как защищаемый объект, установленное на монолитной пространственной фундаментной платформе 2. Между фундаментной платформой 2 и основанием установлен скользящий слой 3. Для обеспечения сейсмостойкости защищаемого объекта в аварийной ситуации комплексная система содержит автоматически управляемую систему-предохранитель с сейсмозащитным устройством, взаимодействующим с помощью модуля управления 4 с сейсмостанцией наблюдения 5, находящейся на удаленном расстоянии от здания, вблизи источника сейсмической волны. При этом модуль управления 4 размещен в здании с возможностью получения аварийного сигнала по проводной или беспроводной быстродействующей связи 6 с сейсмостанции наблюдения бис возможностью передачи аварийного сигнала сейсмозащитному устройству в виде системы предохранителей. В качестве последних применены актуаторы 7, размещенные в полостях фундаментной платформы. Актуаторы 7 выполнены в виде напорных баллонов со смазывающей жидкостью и снабжены запорными элементами, например электромагнитами (условно не показано), взаимодействующими с модулем управления 4 и срабатывающими по управляющему решению при получении аварийного сигнала от сейсмостанции. Таким образом, актуаторы 7 реализуют автоматическое открывание запорных элементов и дозированное впрыскивание смазки в скользящий слой 3 под фундаментной платформой 2 здания. Для этого нижняя плита фундаментной платформы 2 снабжена отверстиями или решетками, а скользящий слой 3 образован из нескольких слоев полимерной пленки, верхние из которых выполнены перфорированными с отверстиями малой величины, пропускающими смазывающую жидкость внутрь между верхними слоями пленки, а нижние слои скользящего слоя 3 сплошные и непроницаемые (условно не показано).

Работа комплексной системы в аварийном режиме, в случае аварийной ситуации, осуществляется следующим образом.

При возникновении сейсмической опасности с сейсмостанции наблюдения 5 по проводной или беспроводной связи 6 передается аварийный сигнал (электрический или радиосигнал) на модуль управления 4, который по управляющему решению выдает сигнал на запорные элементы актуаторов 7, при срабатывании которых смазывающая жидкость из напорных баллонов впрыскивается дозированной порцией смазки в верхний перфорированный скользящий слой 3, который имеет небольшие, но многочисленные перфорированные отверстия, через которые смазывающая жидкость проникает внутрь между слоями и удерживается между ними под фундаментной платформой 2 здания, оказывая амортизирующее воздействие при прохождении сейсмической волны.

При этом, учитывая, что скорости аварийного сигнала радио- или электросвязи и сейсмической волны отличаются в десятки раз, т.е. сейсмическое воздействие запаздывает, имеется достаточное время для реализации управления по защите здания или сооружения. Таким образом, обеспечивается оперативное управление сейсмозащитой здания или сооружения и тем самым повышается его сейсмостойкость.

Действие актуаторов базируется на известном эффекте, например на снижении тангенциального трения между основанием и фундаментной платформой путем нагнетания (впрыскивания) смазывающей жидкости в скользящий слой под фундаментной платформой так, что сейсмическая волна, преодолевая трение, проскальзывает под платформой, не оказывая силового воздействия на нее, и снижает трение.

Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения имеет все реальные условия для широкого применения с целью повышения сейсмобезопасности зданий и сооружений, особенно в сложных грунтовых условиях.