RU2579030C1

RU2579030C1 - Kochetov(s earthquake-resistant brick wall panel

Info

Publication number: RU2579030C1
Application number: RU2014152530/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction in earthquake-prone areas of buildings and structures. Earthquake resistant brick wall panel containing brickwork of bricks with holes along its width and on one quarter of length from ends of bricks laid on solution with aligned holes in channels, and reinforcement rods, passing through channels with rigid fixation on ends by flat stops on thickness equal to thickness of solution seam, and in channels at ends of panel there are layers of vibration damping material of U-shaped type take spatial vibration, reinforcement rods are damping, and each of them represents a cylindrical damping element to ends of which are rigidly connected flat rigid stops, and inner cavity is filled with a layer of vibration damping material, for example, sand, density of vibration damping layer is less than density of outer cylindrical shell damping element, layer of vibration damping material, U-shape and accepting spatial vibration are made of crushed worn tiers in form of rubber adhesive, liquid glass or polymer binder, and every 8÷10 rows laid on solution bricks are rigid stops, and damping rods are elongated using welding in channels of middle zone is filled with solution with vibration damping chips from crushed tires automotive tires for formation of more rigid zones, and reinforcement rods are damping, and each of them represents coaxially located cylindrical shells, between which coaxially located tubular damping elements of vibration dampening material to ends of which are rigidly connected flat rigid stops, and inner central cavity is filled with sand, density of layers of vibration damping material is less than density of coaxially located cylindrical shells.

EFFECT: technical result is increasing earthquake resistance of a brick wall panel by increasing damping.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству в сейсмоопасных районах зданий и сооружений.The invention relates to the construction in earthquake-prone areas of buildings and structures.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сейсмостойкая кирпичная панель с перевязкой в полкирпича из кирпичей на растворе, имеющих отверстия по середине ширины на четверти длины от торцов кирпича, в которые пропущены демпфирующие стержни, зафиксированные на прижимной пластине гайками [патент на полезную модель РФ №118331 - прототип].The closest technical solution to the claimed object is an earthquake-resistant brick panel with dressing in half a brick of mortar bricks with holes in the middle of the width a quarter of the length from the ends of the brick into which damping rods are fixed, fixed on the pressure plate with nuts [patent for a utility model of the Russian Federation No. 118331 - prototype].

Конструкция этой кирпичной панели обладает следующими недостатками. В виду повышенной жесткости и отсутствия эффективных демпфирующих многослойных элементов стержни являются волноводами механических колебаний, что не только в условиях сейсмической опасности, но и при транспортных нагрузках ведет к разрушению панели.The design of this brick panel has the following disadvantages. In view of the increased stiffness and the absence of effective damping multilayer elements, the rods are waveguides of mechanical vibrations, which not only in seismic conditions, but also during transport loads leads to the destruction of the panel.

Технически достижимый результат - повышение сейсмостойкости кирпичной стеновой панели путем увеличения демпфирования.A technically achievable result is an increase in the seismic resistance of a brick wall panel by increasing damping.

Это достигается тем, что в сейсмостойкой кирпичной стеновой панели, содержащей кирпичную кладку из кирпичей с отверстиями по средине ширины и на одной четверти длины от торцов кирпича, уложенных на растворе с совмещением отверстий в каналы, и арматурные стержни, пропущенные через каналы с жестким закреплением их на торцах, посредством плоских упоров по толщине, равных толщине растворного шва, а в каналах у торцов панели размещены слои вибродемпфирующего материала П-образного типа, воспринимающие пространственную вибрацию, арматурные стержни выполнены демпфирующими, а каждый из них представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, при этом плотность вибродемпфирующего слоя меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента, причем слои вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненные П-образного типа и воспринимающие пространственную вибрацию, выполнены из измельченных изношенных автопокрышек на связке в виде резинового клея, жидкого стекла, или полимерного связующего, а через каждые 8÷10 рядов уложенных на растворе кирпичей привариваются жесткие упоры, а демпфирующие стержни удлиняются с применением сварки, причем в каналы средней зоны заливается раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных шин для образования более жестких зон, а арматурные стержни выполнены демпфирующими, и каждый из них представляет собой коаксиально расположенные цилиндрические обечайки, между которыми коаксиально расположены трубчатые демпфирующие элементы из вибродемпфирующего материала, к концам которых жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя центральная полость заполнена песком, при этом плотность слоев вибродемпфирующего материала меньше плотности коаксиально расположенных цилиндрических обечаек.This is achieved by the fact that in an earthquake-resistant brick wall panel containing brickwork made of bricks with holes in the middle of the width and one quarter of the length from the ends of the brick laid on the mortar with the holes in the channels aligned, and reinforcing bars passed through the channels with rigid fixation at the ends, by means of flat stops in thickness equal to the thickness of the mortar seam, and in the channels at the ends of the panel there are layers of U-shaped vibro-damping material perceiving spatial vibration, reinforcing steel The pins are damped, and each of them is a cylindrical damping element, to the ends of which are rigidly fixed rigid supports, and the internal cavity is filled with a layer of vibration-damping material, for example sand, while the density of the vibration-damping layer is less than the density of the external cylindrical shell of the damping element, and the layers of vibration-damping material, structurally made of a U-shaped type and perceiving spatial vibration, made of crushed worn tires on a bunch in the form of rubber glue, liquid glass, or a polymer binder, and every 8 ÷ 10 rows of bricks laid on the mortar, hard stops are welded, and the damping rods are lengthened by welding, and the mortar with vibration damping crushed granulated is poured into the channels of the middle zone tires of automobile tires for the formation of more rigid zones, and the reinforcing bars are made damping, and each of them is a coaxially arranged cylindrical shell, between which a coaxial but there are tubular damping elements made of vibration damping material, the ends of which are rigidly rigidly fixed stops and the inner central cavity is filled with sand, while the density of the layers of vibration damping material is less than the density of coaxially arranged cylindrical shells.

На фиг. 1 изображен кирпич (несущий элемент) в аксонометрии с двумя отверстиями; на фиг. 2 - сейсмостойкая кирпичная стеновая панель, вид в плане, на фиг. 3 - схема демпфирующего стержня кирпичной стеновой панели, на фиг. 4 - вариант выполнения арматурных стержней в виде набора чередующихся цилиндрических обечаек и трубчатых демпфирующих элементов.In FIG. 1 shows a brick (bearing element) in a perspective view with two holes; in FIG. 2 - earthquake-resistant brick wall panel, plan view, in FIG. 3 is a diagram of a damping rod of a brick wall panel; FIG. 4 is an embodiment of reinforcing bars in the form of a set of alternating cylindrical shells and tubular damping elements.

Сейсмостойкая кирпичная стеновая панель (фиг. 2) выполнена из кирпичей 1 (фиг. 1) с двумя отверстиями 2 по середине ширины и на одной четверти длины от торцов кирпича. В совмещенные отверстия 2 кирпичей 1 помещены демпфирующие (арматурные) стержни 3 (фиг. 3), на торцах которых жестко закреплены плоские упоры 5 по толщине, равные толщине растворного шва 4.The earthquake-resistant brick wall panel (Fig. 2) is made of bricks 1 (Fig. 1) with two holes 2 in the middle of the width and one quarter of the length from the ends of the brick. In the combined openings 2 of the bricks 1, damping (reinforcing) rods 3 are placed (Fig. 3), at the ends of which are fixed flat stops 5 in thickness equal to the thickness of the mortar joint 4.

Каждый из демпфирующих (арматурных) стержней 3 представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены (например, посредством сварки) плоские жесткие упоры 5, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, причем плотность вибродемпфирующего слоя должна быть меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента. В случае, если плотности вибродемпфирующего слоя и внешней цилиндрической обечайки будут равны, то демпфирующий элемент 3 потеряет свойства гасить вибрации, что не допустимо.Each of the damping (reinforcing) rods 3 is a cylindrical damping element, the ends of which are rigidly attached (for example, by welding) to flat rigid stops 5, and the inner cavity is filled with a layer of vibration-damping material, for example sand, and the density of the vibration-damping layer should be less than the density of the external cylindrical shell of the damping element. If the density of the vibration-damping layer and the outer cylindrical shell are equal, then the damping element 3 will lose its ability to dampen vibration, which is not permissible.

Для повышения эффективности гашения ударных нагрузок и вибрации в каналах, предназначенных для размещения слоя строительного раствора 4, у торцов панели (и сбоку) размещают слои 7 вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненные П-образного типа и воспринимающие пространственную вибрацию, и выполненные, например, из измельченных покрышек пневматиков (изношенных автопокрышек) на связке (резиновый клей, жидкое стекло, полимерное связующее). После достижения запроектированной высоты панели для усадки слоев вибродемпфирующего материала 7 по времени, делают выдержку и приваривают последние жесткие упоры 5. Оставшийся промежуток (щель) заделывают обычным способом.To increase the efficiency of damping shock loads and vibration in the channels intended for placement of the mortar layer 4, layers 7 of vibration-damping material, structurally made of a U-shaped type and perceiving spatial vibration, and made, for example, of crushed, are placed at the ends of the panel (and on the side) pneumatic tires (worn tires) on a bunch (rubber glue, water glass, polymer binder). After reaching the projected height of the panel for shrinkage of the layers of vibration damping material 7 in time, shutter speed and last hard stops are welded 5. The remaining gap (gap) is closed in the usual way.

В качестве кирпичей (несущих элементов) могут быть применены не только керамические кирпичи, но также (кирпичи) несущие элементы из синтетических материалов, дерева с пропиткой, полые кирпичи, заполненные легкими виброизолирующими и виброгасящими материалами (на чертеже не показано).As bricks (load-bearing elements), not only ceramic bricks can be used, but also (bricks) load-bearing elements made of synthetic materials, impregnated wood, hollow bricks filled with light vibration-absorbing and vibration-absorbing materials (not shown in the drawing).

Возможен вариант выполнения арматурных стержней в виде набора чередующихся цилиндрических обечаек 6 (фиг. 4) и трубчатых демпфирующих элементов 9, количество которых подбирается с учетом требуемого демпфирования, зависящего от уровня сейсмозащищенности объекта.A possible embodiment of reinforcing bars in the form of a set of alternating cylindrical shells 6 (Fig. 4) and tubular damping elements 9, the number of which is selected taking into account the required damping, depending on the level of seismic protection of the object.

Арматурные стержни выполнены демпфирующими, и каждый из них представляет собой коаксиально расположенные цилиндрические обечайки 6, между которыми коаксиально расположены трубчатые демпфирующие элементы 9 из вибродемпфирующего материала, к концам которых жестко присоединены плоские жесткие упоры 5, а внутренняя центральная полость 8 заполнена песком, при этом плотность слоев вибродемпфирующего материала меньше плотности коаксиально расположенных цилиндрических обечаек 6.The reinforcing bars are made damping, and each of them is a coaxially arranged cylindrical shells 6, between which are coaxially located tubular damping elements 9 of vibration damping material, the ends of which are rigidly attached flat rigid stops 5, and the inner Central cavity 8 is filled with sand, while the density layers of vibration damping material is less than the density of coaxially arranged cylindrical shells 6.

Возможен вариант выполнения демпфирующих (арматурных) стержней 3, когда их внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, плотность которого меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента, при этом в качестве вибродемпфирующего материала используется крошка твердых вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим» с размером фракций крошки 0,5…2,0 мм, залитая эластомером, например полиуретаном.A possible embodiment of damping (reinforcing) rods 3 is when their inner cavity is filled with a layer of vibration damping material, the density of which is less than the density of the outer cylindrical shell of the damping element, while crumb of solid vibration damping materials, for example, agate, anti-vibration plastic compound, is used as vibration damping material. "," Shvim "with the size of fractions of crumbs of 0.5 ... 2.0 mm, filled with an elastomer, such as polyurethane.

Возможен вариант, когда между коаксиально расположенными цилиндрическими обечайками 6 расположены трубчатые демпфирующие элементы 9 из вибродемпфирующего материала, к концам которых жестко присоединены плоские жесткие упоры 5, а внутренняя центральная полость 8 заполнена крошкой из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим» с размером фракций крошки 0,5…2,0 мм, залитой эластомером, например полиуретаном, при этом плотность слоев вибродемпфирующего материала меньше плотности коаксиально расположенных цилиндрических обечаек 6.It is possible that between the coaxially located cylindrical shells 6 there are tubular damping elements 9 made of vibration damping material, to the ends of which flat rigid stops 5 are rigidly attached, and the inner central cavity 8 is filled with crumbs of solid vibration-damping materials, for example, agate, anti-vibration plastic compound "," Shvim "with a size fraction of crumbs 0.5 ... 2.0 mm, filled with an elastomer, such as polyurethane, while the density of the layers of vibration damping material is less than the density coaxially located cylindrical shells 6.

Сейсмостойкая кирпичная стеновая панель монтируется и осуществляет виброизоляцию следующим образом.Earthquake-resistant brick wall panel is mounted and provides vibration isolation as follows.

На фундамент (на чертеже не показано) между колоннами наносят слой строительного раствора 4. На строительный раствор устанавливают в виде полос плоские жесткие упоры 5 с приваренными к ним вертикально демпфирующими стержнями 3 длиной 1000 мм и диаметром, например, 16 мм, если диаметр отверстия 2 кирпича равен 20 мм, например на кирпиче размером 70×120×250 мм. Через каждые 8÷10 рядов, уложенных на растворе кирпичей 1, привариваются жесткие упоры 5, а демпфирующие стержни 3 удлиняются с применением сварки. В целях экономии арматуры в каналах средней зоны может заливаться раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных шин (изношенных) для образования более жестких зон.A layer of mortar 4 is applied between the columns on the foundation (not shown in the drawing). Flat rigid stops 5 are placed in the form of strips in the form of strips with vertically welded damping rods 3 welded to them 3 with a length of 1000 mm and a diameter of, for example, 16 mm, if the hole diameter is 2 brick is 20 mm, for example on a brick with a size of 70 × 120 × 250 mm. Every 8 ÷ 10 rows laid on a mortar of bricks 1, hard stops 5 are welded, and damping rods 3 are extended using welding. In order to save reinforcement in the channels of the middle zone, a solution with vibration damping crumb from crushed tire covers (worn out) can be poured to form more rigid zones.

Сейсмостойкая кирпичная стеновая панель в динамике обладает следующими особенностями.The earthquake-resistant brick wall panel in dynamics has the following features.

Более короткие демпфирующие стержни 3 арматуры не являются волноводами механических колебаний, так как распространению колебаний препятствуют, во-первых, узлы сварки с жесткими упорами 5, а во-вторых, слои 6 вибродемпфирующего материала, расположенные в самих демпфирующих стержнях 3. При подходе волн механических колебаний к панели извне их встречает вибродемпфирующий материал, в слоях 7, размещенных в каналах у торцов панели, и гасит, препятствуя их проникновению к средней зоне. Между слоем строительного раствора 4 и поверхностями жестких упоров 5, а также кирпичами 1 происходит бесконечно убывающее отражение волн механических колебаний.Shorter damping rods 3 of the reinforcement are not waveguides of mechanical vibrations, since the propagation of vibrations is prevented, firstly, by welding units with rigid stops 5, and secondly, layers 6 of vibration damping material located in the damping rods themselves 3. When approaching mechanical waves vibrations to the panel from the outside they are met by vibration damping material, in layers 7, placed in the channels at the ends of the panel, and dampens, preventing their penetration to the middle zone. Between the layer of mortar 4 and the surfaces of the hard stops 5, as well as bricks 1, an infinitely decreasing reflection of waves of mechanical vibrations occurs.

Возможен вариант, когда плоские жесткие упоры, соединяющие торцевые поверхности коаксиально расположенных цилиндрических обечаек арматурных демпфирующих стержней, выполнены комбинированными, состоящими из, по крайней мере, трех слоев: нижний и верхний выполнены жесткими, а третий слой, расположенный между ними, выполнен демпфирующим, например из полиуретана.A variant is possible when flat rigid stops connecting the end surfaces of coaxially arranged cylindrical shells of reinforcing damping rods are made combined, consisting of at least three layers: the lower and upper layers are made rigid, and the third layer located between them is made damping, for example from polyurethane.

По сравнению с конструкцией прототипа предлагаемая сейсмостойкая панель обладает следующими преимуществами: расширен диапазон гашения колебаний механических воздействий за счет комплексных конструктивных особенностей: более коротких арматурных стержней 3 и наличия в их полостях 6 вибродемпфирующего материала, а также слоев 7 вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненных П-образного типа и экономно размещенных по периметру панели.Compared with the prototype design, the proposed earthquake-resistant panel has the following advantages: the range of damping the fluctuations of mechanical effects due to complex design features is expanded: shorter reinforcing bars 3 and the presence of vibration-damping material 6 in their cavities, as well as layers 7 of vibration-damping material, structurally made U-shaped type and spaced around the perimeter of the panel.

Кроме того, возможна стыковка панелей сваркой выпусков плоских жестких упоров 5.In addition, it is possible to dock panels by welding outlets of flat rigid stops 5.

Монтаж балок для полов осуществляется сваркой П-образных накладок на кирпич (на чертеже не показано), одновременно выполняющих функцию упоров 5, жестко соединенных с арматурным стержнем 3. Стыковка панелей осуществляется сваркой выпусков плоских жестких упоров 5 (на чертеже не показано).Installation of floor beams is carried out by welding of U-shaped overlays on a brick (not shown in the drawing), which simultaneously serve as stops 5, rigidly connected to the reinforcing bar 3. The panels are joined by welding outlets of flat rigid stops 5 (not shown in the drawing).

Монтаж балок для полов, крепление трубопроводов, кабелей производится сваркой их креплений к П-образным поперечным накладкам на кирпич, одновременно выполняющим функцию жестких упоров 5, жестко соединенных с арматурным стержнем 3.Installation of floor beams, fastening of pipelines, cables is carried out by welding their fastenings to U-shaped transverse overlays for bricks, at the same time performing the function of rigid stops 5, rigidly connected to the reinforcing bar 3.

Сейсмостойкая панель может быть применена при строительстве кузовов транспортных средств путем использования кирпичей из легких и прочных материалов, дерева с пропиткой, пластмасс, синтетических смесей, микропористых материалов.An earthquake-resistant panel can be used in the construction of vehicle bodies by using bricks made of light and durable materials, impregnated wood, plastics, synthetic mixtures, microporous materials.

Claims

An earthquake-resistant brick wall panel containing brickwork of bricks with holes in the middle of the width and one quarter of the length from the ends of the brick laid on the mortar with the holes in the channels aligned, and reinforcing bars passed through the channels with their rigid fixation on the ends, by means of flat stops in thickness equal to the thickness of the mortar seam, while in the channels intended for placement of the mortar layer, at the ends of the panel, layers of vibration-damping material, structurally made П-об different types and perceiving spatial vibration, while the reinforcing bars are made damping, and each of them is a cylindrical damping element, to the ends of which are rigidly fixed flat stops, and the internal cavity is filled with a layer of vibration-damping material, while the density of the vibration-damping layer is less than the density of the external cylindrical shells of the damping element, moreover, layers of vibration damping material, structurally made of a U-shaped type and perceiving simple Rational vibration, made of crushed worn tires on a bunch in the form of rubber glue, liquid glass or a polymer binder, and every 8 ÷ 10 rows of bricks laid on the mortar, hard stops are welded, and the damping rods are lengthened using welding, and it is poured into the channels of the middle zone a solution with vibration damping chips from crushed tire covers for the formation of more rigid zones, characterized in that the reinforcing bars are made damping, and each of them represents are coaxially arranged cylindrical shells, between which tubular damping elements of vibration damping material are coaxially located, to the ends of which flat rigid stops are rigidly attached, while the density of layers of vibration damping material is less than the density of coaxially arranged cylindrical shells, and the inner central cavity is filled with vibration damping material, for example, crumbs of solid vibration damping materials, such as plastic compounds such as "Agate", "Anti-vibration", "Shv m "with the size of the fractions of crumbs 0.5 ... 2.0 mm, filled with an elastomer, for example polyurethane, and flat rigid stops connecting the end surfaces of the coaxially arranged cylindrical shells of the damping rods, are made of combined, consisting of at least three layers: and the top is made rigid, and the third layer located between them is made damping, for example, polyurethane.