В.5 Кинематические системы с качающимися опорами
В.5.1 Качающиеся опоры, применяемые для защиты сооружений от горизонтальных сейсмических воздействий, представляют собой подвижные стойки, выполненные из железобетона и расположенные в зазоре между сейсмоизолированной и несейсмоизолированной частями сооружения. Опоры имеют сферические торцы на верхней и нижней частях каждой опоры (рисунок В.7, а) либо только на нижней части при закреплении верхней части опоры с помощью шарнирной связи к конструкциям сейсмоизолированной части сооружения (рисунок В.7, б). Шарнирная связь обеспечивает подвижность в горизонтальной плоскости по всем направлениям.
|
а) 1 - фундаментная плита; 2 - опорная плита; 3 - опоры в форме стоек со сферическими торцами;
б) 1 - фундаментная плита; 2 - сферическая опора; 3 - стойка; 4 - шарнирное крепление
Рисунок В.7 - Кинематические системы с качающимися опорами
В.5.2 Кинематические системы с качающимися опорами относятся к гравитационному типу, в котором горизонтальное сейсмическое воздействие уравновешивается суммой моментов от веса сейсмоизолированной части сооружения. Значения опрокидывающего и удерживающего моментов зависят от геометрических параметров, а также от значения реактивных моментов, связанных с локальными деформациями в областях контакта и теле опор.
В.5.3 Геометрические параметры опор при проектировании определяются значением передаваемой на кинематическую систему вертикальной нагрузки, прочности используемого при изготовлении опор материала и расчетного горизонтального перемещения несейсмоизолированной части сооружения при сейсмическом воздействии.
|
|
|
В.5.4 Качающиеся опоры применяют, как правило, совместно со специальными демпферами вязкого или гистерезисного типа.
В.5.5 Использование кинематической системы сейсмоизоляции с качающимися опорами может быть рекомендовано, как правило, в зданиях с жесткой конструктивной схемой.
В.6 Фрикционно-подвижные опоры со сферическими поверхностями скольжения
В.6.1 Сейсмоизолирующие фрикционно-подвижные опоры со сферическими поверхностями скольжения (или маятниковые скользящие опоры) - это скользящие опоры, в которых контактные поверхности скольжения имеют сферическую форму.
Примечания
1 Сейсмоизолирующие фрикционно-подвижные опоры со сферическими поверхностями скольжения называют маятниковыми скользящими опорами, так как расположенная на них сейсмоизолированная часть сооружения совершает при сейсмических воздействиях колебания, подобные движениям маятника при наличии трения (рисунки В.7, В.8).
|
|
|
2 Маятниковые опоры, в которых энергия диссипируется за счет сил трения качения (шаровые и катковые опоры, кинематические фундаменты и подобные им сейсмоизолирующие элементы с низкой способностью к диссипации энергии), в настоящем своде правил не рассматриваются.
В.6.2 Конструктивные решения всех видов маятниковых скользящих опор предусматривают наличие:
- одной или нескольких вогнутых сферических поверхностей скольжения;
- одного или нескольких ползунов;
- ограждающих бортиков, ограничивающих горизонтальные перемещения ползунов.
Элементы маятниковых скользящих опор изготовляют, как правило, из нержавеющей стали, а их сферические поверхности имеют покрытия из материалов, обладающих заданными фрикционными свойствами.
В.6.3 Маятниковые скользящие опоры в зависимости от особенностей конструктивных решений подразделяют на опоры:
- с одной сферической поверхностью скольжения (далее - одномаятниковые скользящие опоры);
- с двумя сферическими поверхностями скольжения (далее - двухмаятниковые скользящие опоры);
- с четырьмя сферическими поверхностями скольжения (далее - трехмаятниковые скользящие опоры).
В.6.4 В маятниковых опорах всех типов:
|
|
|
- формы ползунов и плит обеспечивают однородное распределение напряжений в местах их примыкания и исключают возможность возникновения неблагоприятных локальных эффектов;
- при перемещениях ползунов по сферическим поверхностям сейсмоизолированная часть сооружения приподнимается и составляющая гравитационной силы, параллельная горизонтальной поверхности, стремится вернуть ее в положение устойчивого равновесия;
- диссипативные свойства взаимосвязаны с фрикционными свойствами материалов, контактирующих на сопрягаемых сферических поверхностях плит и ползунов; наиболее часто они характеризуются коэффициентом эффективного вязкого демпфирования 
со значениями в пределах от 10% до 30%.
В.6.5 Спектр собственных колебаний сейсмоизолированных частей сооружения, сейсмоизолированных с помощью маятниковых опор всех типов, практически не зависит от массы сейсмоизолированных частей сооружения.
В.6.6 Одномаятниковая скользящая опора состоит из двух горизонтальных плит, одна из которых имеет сферическую вогнутую поверхность, и расположенного между плитами сферического шарнирного ползуна.
Общий вид и схема поведения одномаятниковой скользящей опоры показаны на рисунке В.8, а принцип действия - на рисунке В.9.
|
|
|
В.6.7 Особенности поведения и сейсмоизолирующие свойства одномаятниковой скользящей опоры зависят от радиуса кривизны сферической поверхности R и значения коэффициента трения скольжения 
ползуна по сферической поверхности.
Примечание - Спектр собственных колебаний сейсмоизолированной части сооружения, сейсмоизолированной с помощью одномаятниковых скользящих опор, зависит преимущественно от выбранного радиуса кривизны сферической поверхности в опорной плите сейсмоизолирующей опоры и не зависит от интенсивности внешнего воздействия, а также от амплитуд колебаний сейсмоизолированной части сооружения.
В.6.8 Современные сейсмоизолирующие системы с одномаятниковыми скользящими опорами способны обеспечивать:
- периоды колебаний сейсмоизолированных частей сооружения до 3 с и более;
- взаимные перемещения субструктур и сейсмоизолированных частей сооружения до 1 м и более.
|
1 - нижняя стальная плита со сферической вогнутой поверхностью, по которой происходит скольжение; 2 - верхняя стальная плита; 3 - сферический шарнирный ползун; 4 - точка поворота
Рисунок В.8 - Общий вид и схема поведения одномаятниковой опоры
|
а) - колебания гравитационного маятника с одной точкой подвеса; б) - колебания гравитационного маятника с двумя точками подвеса; в) - маятниковые колебания при скольжении сферического ползуна по сферической поверхности; г) - сооружение на маятниковых опорах
Рисунок В.9 - Принцип действия одномаятниковой опоры
В.6.9 Двухмаятниковая скользящая опора состоит из двух горизонтальных плит, имеющих сферические вогнутые поверхности, и расположенных между ними двух ползунов.
Общий вид и схема поведения двухмаятниковой скользящей опоры показаны на рисунке В.10.
|
1 - нижняя стальная плита со сферической вогнутой поверхностью; 2 - верхняя стальная плита со сферической вогнутой поверхностью; 3 - верхний ползун со сферической вогнутой поверхностью; 4 - нижний ползун со сферической выпуклой поверхностью; 5 - точка поворота
Рисунок В.10 - Общий вид и схема поведения двухмаятниковой опоры
В.6.10 Особенности поведения двухмаятниковой скользящей опоры зависят от радиусов кривизны верхних и нижних сферических поверхностей 
и 
, а также значений коэффициентов трения скольжения 
и 
ползунов по сферическим поверхностям.
В.6.11 В двухмаятниковых скользящих опорах радиусы сферических вогнутых поверхностей и коэффициенты трения могут быть одинаковыми или разными.
Важное достоинство двухмаятниковых скользящих опор - более компактные размеры, чем у одномаятниковых.
Примечание - В двухмаятниковых скользящих опорах реализован механизм двух маятников, последовательно включающихся в работу в зависимости от спектрального состава и интенсивности сейсмических воздействий.
В.6.12 В двухмаятниковых скользящих опорах движения шарнирных ползунов могут происходить по верхним и нижним сферическим поверхностям (см. рисунок В.10). Благодаря этому взаимные смещения двухмаятниковых скользящих опор могут быть в два раза больше, чем у одномаятниковых скользящих опор с теми же габаритными размерами.
В.6.13 Возможность использования в двухмаятниковых скользящих опорах верхних и нижних сферических поверхностей с разными радиусами кривизны и коэффициентами трения позволяет увеличить сейсмоизолирующие свойства этих опор.
В.6.14 Трехмаятниковая скользящая опора состоит их двух плит (верхней и нижней) со сферическими вогнутыми поверхностями скольжения и трех ползунов (верхнего, нижнего и внутреннего) со сферическими поверхностями. Общий вид и схема поведения трехмаятниковой скользящей опоры показаны на рисунке В.11.
В.6.15 Особенности поведения трехмаятниковой скользящей опоры зависят от радиусов кривизны верхних и нижних сферических поверхностей , , 
и 
, а также значений коэффициентов трения скольжения , , 
и 
ползунов по сферическим поверхностям.
В.6.16 В трехмаятниковых скользящих опорах, как и в двухмаятниковых, радиусы сферических вогнутых поверхностей и коэффициенты трения могут быть одинаковыми или разными.
Примечание - В трехмаятниковой скользящей опоре реализован механизм трех маятников, последовательно включающихся в работу в зависимости от спектрального состава и интенсивности сейсмических воздействий. По мере увеличения перемещений трехмаятниковых опор будут увеличиваться эффективная длина маятника (и период колебаний сейсмоизолированной части сооружения) и повышаться эффективное демпфирование.
В.6.17 Комбинируя значения радиусов кривизны сферических поверхностей и коэффициентов трения скольжения, можно запроектировать трехмаятниковые скользящие опоры, способные эффективно снижать сейсмические нагрузки на сейсмоизолированную часть сооружения при землетрясениях с очень высокой интенсивностью и сложным спектральным составом.
|
1 - нижняя стальная плита со сферической вогнутой поверхностью; 2 - верхняя стальная плита со сферической вогнутой поверхностью; 3 - нижний ползун со сферической вогнутой поверхностью; 4 - верхний ползун со сферической вогнутой поверхностью; 5 - внутренний шарнирный ползун; 6 - точка поворота
Рисунок В.11 - Общий вид и схема поведения трехмаятниковой опоры
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 622; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!