190312. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet toronyszerű és magas súlypontú építményeken keletkező szeizmikus igénybevétel csökkentésére, az alapozás és a falszerkezet között rugalmas elemekkel ellátott épületek felborulásának megakadályozására
1 190312 2 A találmány tárgya szerkezet toronyszerű és magas súlypontú építményeken keletkező szeizmikus igénybevételek csökkentésére az alapozás és a felszerkezet között rugalmas elemekkel ellátott épületek felborulásának megakadályozására. Ismeretes, hogy a különböző épületek akkor vannak szeizmikus igénybevételeknek kitéve, amikor földlökések hatására gyorsuló mozgások jönnek létre az építmény részeiben. A szeizmikus erők csökkentésének egyik útja az épületek tömegének csökkentése, amely téren az építéstudomány fejlődésével jelentős eredményeket értek el. A szeizmikus erők csökkentésének másik lehetséges útja olyan közbenső szerkezetek beiktatása az épület alapozása és felszerkezete közé, amely alkalmas a földlökések során keletkező energiák fölemésztésére. A különböző szeizmikus igénybevétel csökkentésére kialakított megoldások lényegében mind ezt az utat követik. Ismert olyan javaslat, amelynek értelmében az alapozás és a felsőbb falfelület közé olyan gyengébb vízszintes falsávokat építenek be, amelyek szeizmikus mozgás esetén összetöredeznek, és az így létrejövő alakváltozások az energia egy részét fölemésztik. Az ilyen falakat úgy készítik, hogy az építőelemek kötéséhez nagy alakváltozások elviselésére alkalmas habarcsokat használnak. Számos olyan megoldás is ismert, amelyeknél az alapozás és a felszerkezet, valamint az alapozás és a talaj közé energiafelemésztő betéteket iktatnak be. Az alapozás és a felszerkezet közé korlátolt mozgású görgőket, az alapozás és a talaj közé műanyagból készült csúszólapokat helyeznek el az egyik ilyen megoldás szerint. Egy másik megoldás szerint torziós és longitudinális alakváltozást egyaránt eltűrő acélelemeket építenek be a talaj és az építmény közé. Olyan elgondolás is született, amelynek értelmében az épület alapozása és a felmenő szerkezet közé szendvicsszerkezetü gumirugókat iktatnak be. Kidolgoztak olyan lengéscsillapító módszereket is, amelyeknél az energia felemésztése a vasbetonoszlopok alakváltoztatása segítségével történik. Megint más megoldás szerint lehet úgynevezett kioldó kapcsolatokat beépíteni az építmény földszintjén. Ezek sajátossága, hogy meghatározott határerőt meghaladó erők föllépése esetén tönkremennek és így megakadályozzák a vízszintes irányú gyorsulások túlzott mértékű kialakulását és továbbadását a felszerkezetre. Különböző lengéscsillapítókkal kialakított szerkezeteket ismertet az 584 333 számú svájci és a 394 895 számú USA szabadalom is. Olyan megoldás is ismert (lásd például a 0 056 258 számú Európa szabadalmi bejelentést), amelynek lényege, hogy olyan rugórendszert iktatnak be az alapozás és a felmenő szerkezet közé, amely legföljebb a szélteherből származó vízszintes erőkkel azonos értékű szeizmikus erők kialakulását teszi lehetővé. Ennél nagyobb erők fellépése esetén „megfolyik” a rugórendszer és így saját képlékeny alakváltozása miatt a nagyobb erők közvetítésére automatikusan alkalmatlanná válik. A rugórendszer nagy 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 belenyúló, a maximális szélteherből származó igénybevételeknél nagyobb igénybevételek fölvételére alkalmatlan acéltüskék sorozataként van kialakítva. Mindezen megoldások tehát azon alapulnak, hogy az alapozás és a felszerkezet közé energiafölemésztő rugalmas elemeket építenek be, ami más szóval azt jelenti, hogy az alapozást és a felszerkezetet egymástól elválasztva alakítják ki, oly módon, hogy az alapozás a felszerkezethez képest vízszintes irányban el tudjon mozdulni. Az ilyen kialakítások azonban szükségszerűen azzal járnak, hogy megszűnik vagy legalábbis jelentős mértékben csökken az alapozás és a felszerkezet közötti, függőleges irányú összetartó lehorgonyzó erőt biztosító kapcsolat. Tekintettel arra, hogy a szeizmikus gyorsulás hatására keletkező vízszintes szeizmikus erők eredője az építmény tömegközéppontjában hat, az építmény arányától függ, hogy ez a vízszintes erő okozhat-e felborulást. Toronyszerű és magas súlypontú építmények esetében ez a probléma jelentős, nem kis mértékben annak következtében, hogy itt a szeizmikus erők felvételére szolgáló rugalmas kapcsolat a lehorgonyzás stabilitását csökkentik. A jelen találmánnyal tehát olyan megoldás kialakítása a célunk, amely alkalmas toronyszerű és magas súlypontú építmények felborulását megakadályozni akkor is, ha az építmény a szeizmikus igénybevételek csökkentésére az alapozás és a felszerkezet között rugalmas elemekkel van ellátva. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy az alapozás és a felszerkezet között olyan rögzítő kábelek vannak, amelyek az alapozás és a felszerkezet függőleges furataiban vannak elrendezve és mindkét végükön a furatok átmérőjénél szélesebb fejrésszel vannak ellátva, a felső fejrész alatt pedig rugalmas betételem van elhelyezve. A kábelek befogadására az alapozásban kialakított furatok célszerűen felfelé, a felszerkezetben kialakított furatok pedig lefelé növekvő átmérőjűek. így a kábelek a vízszintes mozgások során nem feszülhetnek neki a befogadó furatok oldalainak és a két végüket rögzítő pontok között végig egyenesek maradnak. A kábelek felső fejrészei alatt elhelyezett rugalmas betételemek célszerűen gumi vagy neoprén tárcsák, amelyek a felszerkezet furatainak felső kibővített szakaszain vannak elhelyezve. A találmány szerinti szerkezet az alapozásnak és a felszerkezetnek egymáshoz képest történő vízszintes elmozdulását nem befolyásolja, ugyanakkor viszont megakadályozza, hogy a szeizmikus gyorsulás hatására keletkező erők következtében az építmény megbillenjen vagy felboruljon. Ezzel lényegesen biztonságosabbá teszi a korábban ismert és alkalmazott rugalmas elemek felhasználását is. A találmány további részleteit kiviteli példán, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 1
