190300. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet építmények szeizmikus igénybevételének csökkentésére szolgáló progresszív rugózás megvalósítására
1 190 300 2 lenség elérni, hogy a rengés megismétlődésekor a sérült teherhordó szerkezet ismét az eredeti teherbírási tulajdonságokkal rendelkezzék. Az említett hátrányok kiküszöbölése a célja a 0 056 258 számú európai szabadalmi bejelentésnek, amelynek lényege, hogy olyan rugórendszert iktatnak be az alapozás és a felmenő szerkezet közé, amely legföljebb a széltehertől származó vízszintes erőkkel azonos értékű szeizmikus erők kialakulását teszi lehetővé, az ennél nagyobb erők föllépése esetén „megfolyik”, és így saját képlékeny alakváltozása miatt a nagyobb erők közvetítésére automatikusan alkalmatlanná válik. A rugórendszer egy rugalmas alakváltozó képességű mozgáscsillapító részt, valamint nagy hatékonyságú képlékeny energiaelnyelő részt tartalmaz, a mozgáscsillapító rész egymásra helyezett gumilemezekből és azokat közrefogó acéllemezekből összeállított rugalmas szendvicsszerkezetként, az energiaelnyelő rész pedig az alapozás és a felszerkezet egymás felé néző felületeibe benyúló, a maximális szélteherből származó igénybevételnél nagyobb igénybevételek fölvételére alkalmatlan acéltüskék sorozataként van kialakítva. Ez a megoldás valóban nagy előrelépést jelent a korábban ismertekhez képest, minthogy megakadályozza bizonyos, előre meghatározott erőknél nagyobb erőhatások átadódását az épitményekre. Ugyanakkor azonban hátrányát is éppen ez jelenti, a következők miatt. Az építményekben keletkező szeizmikus erők annál kisebbek, minél kisebb az alapozás és a felső szerkezet közé beiktatott rugók merevsége. E merevség alsó határát az szabja meg, hogy az épületre ható maximális szélteher hatására még ne keletkezzenek a rugórendszerben képlékeny alakváltozások. Olyan energiájú földrengés esetén, melynek gyorsulása az épületen a maximális széltehernél nagyobb vízszintes szeizmikus erőket okozna, a rugórendszer képlékeny állapotba kerül. Ezáltal nem képes a maximális széltehernél nagyobb vízszintes erők közvetítésére. A képlékeny állapotba jutott rugórendszer alakváltozásai is képlékenyek, ezáltal határozatlanok. A képlékeny alakváltozás határértékeit a kinetikus és potenciális energiák egyenlőségéből lehet meghatározni. Átlag építmények esetén is igény lehet, hogy a képlékeny alakváltozások ne lépjenek túl egy valamilyen szempont szerint megszabható felső határt. Ez az igény speciális építmények - ipari berendezések, nukleáris reaktorok, erőmüvek, stb. - esetén még fokozottabban jelentkezik. Szigorú követelmény lehet az alakváltozások felső határának megszabása, amely elsősorban az építmény jellegétől, funkciójától függ. A jelen találmánnyal éppen ilyen megoldás kialakítása a célunk, azaz az építmények szeizmikus igénybevételének csökkentésére olyan progresszív rugózást biztosító rendszert kívánunk kialakítani, amely lehetővé teszi az alakváltozás függvényében felkeményedö: progresszív rugózás kialakítását. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy az épületalapozás és a felszerkezet között ismert módon elhelyezett mozgáscsillapító szendvicsszerkezetből és energiaelnyelő acéltüskékből kialakított rendszerben az épület alapozásánál az acéltüskéket befogadó szakaszok legalább egy részét vízszintes irányban elmozdíthatóan, az alapozáshoz képest minden irányban dilatációs hézaggal ágyazott csúszó tömbként alakítjuk ki. Az így kialakított tömbök kis súrlódási tényezőjű csúszórétegekre, például grafit vagy teflon rétegekre varnak helyezve. A dilatációs hézagokat célszerűen rugalmas betét? nyaggal, például bitumennel átalakított habszivaccsal töltjük ki. A különböző csúszó tömbök legalább egy része különböző dilatációs hézagokkal van ágyazva, célszerűen oly módon, hogy a különböző dilatációs héz igok mérete lépcsőzetesen növekvően van kialakítva, ami lehetővé teszi a fokozatosan növekvő erőhatások esetén folyamatosan nagyobb számú acéltuskók működésbe lépését, illetve képlékeny deformációját. A progresszív rugózás lehetősége rugóelemek beépítési módjából ered. Az alapozás és a felszerkezet közi ugyanis csak annyi rugóelemet építünk be fix állapotban, amennyi egy előre meghatározható mértékű alakváltozást enged meg. Ha az alakváltozás - akár szélteher esetén is - elérte ezt a megszabod határértéket, újabb rugóelemek lépnek be a merevség növelésébe. Az újabb rugóelemek belépését í dilatációs hézagok megválasztásával lehet szabáhozni. így az egyes rugóelemek csak akkor kezdenek a vízszintes mozgással szembeni ellenállást kife teni, ha a dilatációs hézag oldala nekiütközik a cs iszótömbnek. Az ütközés rugalmas, így dinamik rilag nem jelent hirtelen ugrásszerű erő, illetve eher állás növekedést. Mivel a földlökések iránya teljesen tetszőleges lehet, a dilatációs hézag természetesen olyan, hogy az a vízszintes sík minden irányában biztosítani tudja az elmozdulást. A dilatációs hézag mértéke egyezik a megszabott mértékű alakváltozás mértékével. Másik szempont a dilatációs hézag megválasztásánál, hogy az addig dolgozó rugók alakváltozása rugalmas, vagy rugalmas-képlékeny legyen-e és milyen értékű legyen a képlékeny alakváltozás. A képlékeny alakváltozás mértéke az energia abszorbeió miatt fontos, az új rugóelemek belépése viszont rugalmas visszatérítő erőt képvisel a lengőmozgás során. Ez a rugózási módszer tehát képes biztosítani, hogy az építmény felső részén a szeizmikus erők ne legyenek nagyobbak a max. szélteher eredőjénél, az alakváltozások ne lépjenek túl egy megszabott határt és az energia abszorbeiós folyamat biztosított legyen a földrengés teljes időtartama alatt. A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti szerkezet egy elemének kialakítását mutatja metszetben, a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott elemekből fölépített rendszer vázlata, a 3. ábra pedig egy elmozdulás-ellenállás diagram. A> 1. ábrán látható találmány szerinti szerkezet 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
