способ сейсмостойкого строительства

изобретение относится к области строительных материалов, а именно к способам кладки несущих стен.

известен строительный блок, включающий корпус и соединяющийся с другими строительными блоками посредством связующего вещества - цемента (1).

недостатком кладки данного строительного блока является необходимость использования связующего вещества и низкая сейсмостойкость, связанная с разрушением цементной связи между блоками при прохождении через кладку из данных блоков сейсмической волны от сильного землетрясения.

известен строительный блок, включающий корпус, содержащий соосно расположенные с противоположных сторон выступы и пазы (2). кладка из данных строительных блоков производится путем вставки выступов одних блоков в пазы других, при этом соединительные стыки смазываются предварительно связующим веществом (цементом или клеем), что создает более плотную и монолитную связь между этими блоками.

недостатком этих блоков является необходимость применения связующего вещества и низкая сейсмостойкость, так как при прохождении через кладку из данных блоков сейсмической волны от сильного землетрясения, связь между блоками нарушается из-за разрушения цементной связи (связующего вещества) в зонах стыка блоков.

кроме того, в случае механического разрушения фундамента здания, происходит разрушение всего здания.

известен безрастворный способ кладки стен, обеспечивающий жесткую фиксацию блоков и сейсмическую устойчивость, которая достигается за счет использования строительного блока, где по центру ложковых граней проходит сквозное резьбовое отверстие, сопряженное со шпилькой, длина

которой соответствует высоте блока. (3)

недостатком известного способа является то, что стержни, проходящие в ложковых гранях, не имеют демпфирующие средства, тем самым не обеспечивают механическую прочность в соединениях с блоком при прохождении сейсмической волны в момент землетрясения.

кроме того, в случае механического разрушения фундамента здания, здесь так же происходит разрушение всего здания.

наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ кладки строительных блоков с вертикальными сквозными отверстиями, расположенными симметрично относительно срединной вертикальной плоскости, соединенные установленными в отверстиях вкладышами, наполовину выступающими из плоскости блока, где для обеспечения сейсмостойкости конструкций каналы могут содержать усиливающие стержни, а поверхности вкладыша и конуса покрывают вязким материалом- битумом, клеящей мастикой. (4)

недостатком известного способа кладки стен является то, что данным способом невозможно строительство высотных сейсмостойких зданий, т.к. стержни, проходящие по каналам, хотя и имеют демпфирующие средства, но не обепечивают механическую прочность в соединениях с блоком, т.к. каналы проходят с торцевой части блока.

в этом случае тоже механические разрушения фундамента приводят к разрушению здания в целом.

задачей предлагаемого способа является упрощение технологии кладки и повышение прочностной и сейсмичной устойчивости кладки зданий из сейсмостойких строительных блоков.

поставленная задача решается тем, что способ сейсмостойкого строительства, включающий укладку несущих стен из строительных блоков с вертикальными отверстиями, где блоки устанавливают на свободную часть стальных штырей расположенных по всему периметру фундамента, несущих и внутренних стен здания, блоки

несущих и внутренних стен при этом соединяют с междуэтажными перекрытиями таким образом, что стальной штырь, в средней части вмонтированный в перекрытие, снизу устанавливают в вертикальные отверстия блоков нижнего этажа, а сверху в вертикальные отверстия блоков верхнего этaжa;нa свободную часть штыря устанавливают не менее трех рядов кладки, причем стальные штыри жестко устанавливают на металлическом каркасе по всему периметру фундамента, несущих и внутренних стен здания, при этом металлический каркас свободно установлен на прочных опорах, установленных на поверхности фундамента здания; в междуэтажных перекрытиях стальные штыри устанавливают в расположенные по всему периметру вертикальные цилиндрические полости, при этом на стальных штырях, на высоте V ₂ толщины перекрытия от середины штырей, жестко закрепляют опорный элемент; на поверхность штырей, находящуюся в контакте с вертикальными отверстиями блоков наносят демпфирующее вещество; поверхность штырей, находящуюся в контакте с вертикальными отверстиями блоков покрывают демпфирующими прокладками; поверхность стыков между блоками наносят демпфирующее вещество; поверхность стыков между блоками покрывают демпфирующими прокладками.

сущность предлагаемого способа заключается в том, что стальные штыри, обладающие повышенной упругостью, при прохождении сейсмической волны изгибаются в определенных пределах, не разрушая сейсмоблоки, а наличие демпфирующих элементов позволяет снизить ударные нагрузки при высоком ускорении смещения поверхности земли при землетрясении.

прохождение стальных штырей менее трех рядов сейсмоблоков приводит к снижению механической прочности кладки несущих стен.

наибольшая эффективность данного способа была достигнута с использованием сейсмостойкого строительного блока по заявке WO 2005/106134 (PCT/AZ2004/000004).

предлагаемый способ конструктивно представлен на фиг. 1 , 2 и 3 .на

фиг.1. показано соединение сейсмостойких строительных блоков с фундаментом здания.

на фиг.2. показан способ соединения сейсмостойких строительных блоков несущих стен с междуэтажными перекрытиями.

на фиг.з. показан общий вид здания установленного на фундаменте.

способ реализуется следующим образом:

по всему периметру фундамента здания изготавливают металлический каркас 1 , например, из. стального швеллера. на поверхности каркаса жестко закрепляют металлические штыри 2, высота которых соответствует, как минимум, высоте трех рядов кладки из сейсмостойких строительных блоков. сейсмостойкие строительные' блоки устанавливают на свободную часть стальных штырей 2, при этом на поверхность металлических штырей наносят демпфирующее вещество или устанавливают демпфирующие прокладки. металлический каркас 1 свободно устанавливают на прочных опорах 3, закрепленных на неподвижном бетонном фундаменте здания 4. в качестве опор могут быть использованы стальные рельсы или иные прочные конструкции с гладкой верхней поверхностью.

на бетонном или ином междуэтажном перекрытии 1 , по всему периметру несущих и внутренних стен, вертикально устанавливают стальные штыри 2, которые крепятся в средней части на междуэтажном перекрытии с помощью опорного элемента 3, при этом штыри снизу устанавливают в вертикальные отверстия блоков нижнего этажа 4, а сверху в вертикальные отверстия блоков верхнего этажа 5, фиг.2 а. при этом штыри устанавливают на длину, как минимум, равную трем кладкам строительных блоков, а на поверхность штырей наносят демпфирующее вещество или устанавливают демпфирующие прокладки.

самое верхнее перекрытие, составляющее крышу здания (фиг.2 в.), таким же образом, с помощью стальных штырей 2 крепится с несущими и внутренними стенами. при этом, верхняя часть штырей может иметь любую длину, в зависимости от конструкции крыши здания 7.

по всему периметру несущих и внутренних стен междуэтажных перекрытий 1 устанавливают цилиндрические полости б, а на стальных штырях 2 на высоте Vг толщины перекрытия от середины штырей жестко закрепляют опорный элемент 3, фиг.2 с.

поверхность стыков между сейсмостойкими строительными блоками покрывают демпфирующим веществом или демпфирующими прокладками.

при возникновении сильного землетрясения благодаря гибкому соединению несущих и внутренних стен с междуэтажными перекрытиями с помощью штырей покрытых демпфирующим веществом или прокладками, стальные штыри дают возможность зданию упруго деформироваться в зоне соединения перекрытий со стенами в определенных пределах, а демпфирующее вещество между строительными блоками и на поверхности штырей смягчает ударные нагрузки на строительные блоки и частично поглощает энергию сейсмической волны. благодаря этому, здание построенное из сейсмостойких строительных блоков по данному способу может деформироваться в момент землетрясения с последующим восстановлением первоначальной формы, но при этом не разрушается.

кроме того, благодаря отсутствию жесткой связи между металлическим каркасом нижней части здания и фундаментом здания, во время землетрясения, здание вместе с металлическим каркасом скользит по поверхности прочных опор, жестко установленных на фундаменте здания, в противофазе сейсмическим колебаниям. благодаря этому скольжению, резко уменьшаются ускорения, которым подвергается здание в момент землетрясения. это снижает механические нагрузки на здание и предотвращает его разрушение.

наличие металлического каркаса в нижней части здания и механической связи сейсмостойких строительных блоков и всех остальных элементов здания между собой, создает механическую целостность и, одновременно, гибкость всей конструкции здания, благодаря чему оно не разрушается даже при механических повреждениях фундамента, например, при смещениях одной части

фундамента 1 , относительно другой части 2 по разлому в земной коре, пересекающему фундамент здания 3, фиг.з.

такой тип смещений земной коры, во всех остальных случаях приводит к полному разрушению зданий. при использовании данного способа, свободное размещение цельного металлического каркаса здания 4 на опорах фундамента 5, приводит к скольжению отдельных частей фундамента 1 и 2 с опорами 5 относительно металлического каркаса здания 4.

литература

1. кирпичная кладка стен и перегородок KKT-3.0-3 (ктп строительного производства), M.,Cтpoйиздaт,1979

2. а.с.ссср N21604956, 1990г., би Ne41

3. патент россии Ns2107134

4. а.с.ссср NQ1472605, 1989г., би N°14