194339. lajstromszámú szabadalom • Földrengés ellen védő alapozási szerkezet épitményekhez
1 2 A találmány tárgya földrengés ellen védő alapozási szerkezet építményekhez, amely az alépítmény és felépítmény között, ezeknek egymás léié lévő vízszintes végfelületein a terhelés átvitelére alkalmas pontokon egymástól térközzel elválasztva, a felépítmény súlyának tartásához kellő számban van elhelyezve, és amelynek az alépítményhez mereven erősített alsó része, valamint a felépítményhez mereven erősített, az alsó részhez viszonyítva elmozgatható felső része van. A földnek különböző részein eltérő gyakorisággal és erősséggel ugyan, azonban mindenütt létrejönnek szeizmikus rengések, löldrengések. A szeizmikus rengések kisebb mértékű előfordulásai lényegében csak ezekre érzékeny műszere, üzemrészek vagy műtárgyak szempontjából károsak, a nagyerejű földrengések azonban mindenféle építmény és ezekben lévő berendezés fennmaradását veszélyeztetik. Az építményekre, épületekre ható szeizmikus erők hatásának csökkentésére egyik régismert módszer az építmény tömegének csökkentése, a másik az építmény szerkezetének erősítése. Az építmény tömegének csökkentése azonban szokszor azzal a hátránynyal jár, hogy szilárdsága, hőszigetelőképcssége és ezekkel együtt használhatósága romlik, a szerkezet erősítése pedig jelentős anyag és költségtöbbletet igényel. A szeizmikus erők csökkentésére az építmény vagy épület alépítménye és felépítménye közé próbáltak már különféle olyan közbenső szerkezeteket is helyezni, amelyek a földlökések során keletkező energiát legalábbis részben felemésztik. Az egyik ilyen próbálkozásnál az alépítmény és felépítmény közé a többinél gyengébb falrészeket építettek be. amelyek szeizmikus mozgás esetén összetöredeznek. Az összetöredezéshez szükséges munka a szeizmikus mozgáskor az építményre ható energia egy részét felemészti. E megoldás hátránya, hogy a gyengébb falrészek öszszetöredezése után az eredeti állapot nem állítható helyre, sokszor még nagy kötlség árán sem. A gyengébb falrészek helyett próbálkoztak műanyagból készült csúszóalapokat, torziós és longitudinális alakváltozást egyaránt eltűrő acélelemeket beépíteni az alépítmény és a talaj közé. Az ilyen megoldások hátránya, hogy vagy egyszeri rengés után elroncsolódnak, vagy bizonytalanná teszik a talaj és az alépítmény egymáshoz való kapcsolódását. Az 584 333 számú svájci szabadalmi leírásban ismertetett szerkezet gömbalakú folyadéktartályok tartását csuklós oszlopok révén oldja meg úgy, hogy a tartály alsó részéhez, merev gyűrű van hegcsztve és ezt három vízszintes rúd köti az alépítményhez. A rudak végei a gyűrűhöz és az alépítményhez csuklósán csatlakoznak és a rudakban lengéscsillapító is van. E megoldás hátránya, hogy csak különleges építményekhez alkalmazható, például lakóházakhoz nem alkalmas. Maga a szerkezet bonyolult, drága és sok karbantartási munkát igényel. A 399 895 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelynél a védeni kívánt építményhez kétkarú emelő módjára működő szerkezetrész révén egy, az építmény tömegénél kisebb tömeg úgy van kapcsolva, hogy a nagyobb tömeg valamilyen irányban való gyorsulásakor a kisebb tömeg az ellentétes irányban gyorsul. E megoldás csak különleges esetekben alkalmazható, mert e megoldás csak akkor működik és hat megfelelően, ha T a lökéshullámok egy meghatározott irányból jönnek. A 4 121 393 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelynél az alépítmény és felépítmény közé a talajmozgások átadődását mérséklő rugalmas szendvicseiéinek vannak beépítve. A szendvicselemek része között talajmozgások esetén súrlódás lép fel, ami a talajlökések hatására fellépő felépítmény-mozgásokat, lengéseket csillapítja. F megoldás hátránya, hogy a súrlódás nem tekinthető állandó értékűnek, a rengések ismétlődése során változik a szendvicselemek alakja, ezek felületeinek érdessége is módosul, tehát nincs lehetőség a várható csillapítás előzetes kiszámítására. Az előzőekben felsorolt, ismert megoldások mindegyikének közös hátránya, hogy ezek szerkezeti elemei általában ronesolódnak és ez után már nem képesek a függőleges terhek biztonságos hordására. Ha a biztonsági szerkezetelemek a földlökés hatására nagy alakváltozást szenvednek, akkor súlyos stabilitási romlás állhat elő, az építmény felső része még abban az esetben is gyakran beomlik, ha maga a rengés közben nem sérült meg. Hátrány az is, hogy majdnem mindegyik felsorolt megoldásnál a szeizmikus erők iránya nem lehet tetszőleges ahhoz, hogy a védelem céljára szolgáló megoldás feladatát a kívánt módon elláthassa. Az ilyen megoldásokkal készített építményeknél a teherhordó szerkezetek költsége a teljes beruházási költségnek mintegy 40%-át teszi ki, ariti igen magas. A teherhordó szerkezetek kijavítását és megerősítését nem lehet úgy elvégezni, hogy a rengés megismétlődésekor a sérült teherhordó szerkezet ismét az eredeti teherhordó tulajdonságokkal rendelkezzen. A rengések elleni védelemre szolgáló különleges megoldást ismertet a 4 222 206 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. E megoldás talajba süllyesztett műtárgyakhoz alkalmazható. A műtárgy folyadékkal töltött medencében mintegy úsztatott állapotban van. A szeizmikus erők a műtárgyra nem jutnak át, mert a folyadék a műtárgyat teljesen körülveszi és így a kívülről jövő erőhatásokat nagymértékben lecsillapítja. E megoldás hátránya, hogy igen drága és magasépítési szerkezetek rezgés elleni védelmére nem alkalmas. A 4 266 379 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerkezeténél a földrengés elleni védelem céljára szintén folyadékot használnak, amely meghatározott nagyságú és geometriai elrendezésű párnák belsejében van zárva. A párnák közlekedő edények módjára összeköttetésben állnak egymással. A párnák úgy vannak elhelyezve, hogy bármilyen irányú erőhatásokból származó energiát el tudnak nyelni. E megoldás hátránya, hogy csak lassú lengések hatására dolgozik megbízhatóan, mert a gyors lengések irányváltozásait hidraulikus áramlásos rendszerénél fogva nem tudja kellő gyorsasággal követni, és így a gyors rezgések keményen tovább jutnak az építményre. A 180 621 számú magyar szabadalmi leírás olyan lengéscsillapító betétet ismertet, amely az alépítmény és felépítmény között elasztoplasztikus rugórendszerként van kialakítva. Ennek nagy alakváltozó-képességű mozgáscsillapító része és képlékeny energiaelnyelő része van. Lényegében acél- és gumilemezekből rétegelt szendvicsszerkezetekből, valamint acéltüskék sorozatából áll. Hátránya, hogy egy nagyobb mértékű rezgés, lökőhullám felfogása közben az acéltüskék 043.?') 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
