Новая конструктивная система
сборных железобетонных зданий
с пространственными пилонами
крестовой, тавровой или уголковой
формой поперечного сечения

Применяемые технологии


Обесечение безопасности людей и сохранение инфраструктуры, зданий и объектов, это как раз та задача над которой работают наши инженеры. Наши специалисты имеют опыт проектирования и строительства зданий и сооружений различных типов, от жилых домов, производственных зданий, до спортивных объектов /стадионов/ и инфраструктурных /аэропортов, дорог, мостов/.

Проектирование конструкций зданий с использованием
технических решений, предусмотренных в патентах
украины ua 110298 c2, позволяет:



  • воспринимать сейсмческие воздействия небольшой интенсивности практически без повреждений;
  • воспринимать сейсмческие воздействия средней интенсивности — с ограниченным уровнем повреждений, при котором сохраняется экономическая целесообразность и возможность восстановления;
  • воспринимать сейсмческие воздействия большой интенсивности — с недопущением обвала, то есть полного разрушения строительной конструкции.
  • 1 |пространственный пилон с гладкими торцевыми частями
  • 2 |сборная плита безбалочного перекрытия

Безбалочный вариант строительной системы

Основными элементами в новой конструктивной системе, передающими вертикальные нагрузки на нижележащие этажи, являются пространственные пилоны с крестовой, тавровой или уголковой формой поперечного сечения.

Одновременно пространственные пилоны обеспечивают функцию диафрагм – восприятие горизонтальных нагрузок.

Размеры пилонов принимаются на основании расчета таким образом, чтобы результирующая продольная сила (N) при любых расчетных сочетаниях нагрузок, кроме особого (с учетом средних и больших сейсмических воздействий), не выходила за пределы ядра сечения. При этом в поперечном сечении реализуется трапециевидная (треугольная) эпюра напряжений сжатия.

Безбалочный вариант строительной системы

Wмомент сопротивления

Fплощадь поперечного сечения пилона

Конструкция стыка с ограничителями горизонтальных смещений
  • 1 |пространственный пилон
  • 2 |плита перекрытия
  • 3 |упругая прокладка
  • 4 |обрезиненный стержень

При таких условиях горизонтальные стыки пространственных пилонов могут выполняться без соединения продольной арматуры, а сама продольная арматура, как правило, является конструктивной.

Горизонтальные усилия в стыках, как правило, воспринимаются силами трения. При необходимости могут быть устроены шпонки. Такая конструкция позволяет свободные взаимные перемещения пилонов в вертикальном направлении при их повороте,
но ограничивает горизонтальные взаимные смещения.

При сейсмических воздействиях небольшой интенсивности несущие конструкции здания работают жестко, как монолитная структура, обеспечивая, как прочность, так и необходимый уровень комфорта и при действии ветровой нагрузки, в отличие от систем сеймозащиты на основе резинометаллических опор, которые работают податливо и могут допускать перемещения при действии ветровых нагрузок, вызывающие ощущения дискомфорта.

При сейсмических воздействиях средней и большой интенсивности конструкции здания работают как устойчивый механизм с очень высоким рассеиванием энергии.

Сутью системы защиты зданий от землетрясений ГПСЭ на основе патента UA 110298 является создание строительной системы из конструкций и узлов, которые могут перенаправлять часть сейсмической энергии на преодоление сил гравитации.

Деформированные схемы строительных систем
  • a |для системы
    с непрерывными вертикальными конструкциями
  • b |для системы
    с междуэтажными стыками свободного опирания

В стыках свободного опирания при действии горизонтальных инерционных сил сейсмического воздействия возможна реализация разных напряженных состояний. Если горизонтальные инерционные силы невелики и сопоставимы с ветровыми нагрузками, стыки остаются сомкнутыми по всей площади.

При увеличении горизонтальных сил инерции, когда эксцентриситет результирующей продольной силы выходит за пределы ядра сечения, стыки частично раскрываются. При этом происходит поворот пилонов вокруг крайних точек, сопровождающийся подъемом их центров тяжести. После прекращения действия горизонтальных инерционных сил, силы гравитации возвращают конструкции в исходное положение.

Движение зданий при сейсмическом воздействии сопровождается периодическими переходами кинетической энергии движущихся масс в потенциальную энергию.
В обычных системах с упругим материалом и непрерывными вертикальными элементами кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию напряженного состояния и возможно накапливание энергии, тем большее, чем ближе находятся периоды сейсмического воздействия
и периоды собственных колебаний системы.

В системах с пространственными пилонами и стыками свободного опирания при сейсмических воздействиях средней и большой интенсивности кинетическая энергия преобразуется не только в потенциальную энергию напряженного состояния, но и в потенциальную энергию положения, связанную с подъемом центров тяжести конструкций.

При этом составляющая потенциальной энергии, связанная
с упругим деформированием элементов существенно снижается, а гравитационная составляющая увеличивается. При изменении величины и/или направления инерционных сил сейсмического воздействия силы гравитации возвращают конструкции в исходное состояние,
а сейсмическая энергия рассеивается.


При расчетах на нестационарные динамические воздействия ПК ЛИРА предоставляет информацию об изменениях кинетической энергии, которая свидетельствует о том, что количество накапливаемой энергии в системах с поэтажными швами свободного опирания может быть существенно (на несколько порядков) меньше, чем в системах без швов.

Преимущества строительной системы
с пространственными пилонами и стыками свободного опирания при сейсмических воздействиях

  • 1 |Строительная система не требует применения дополнительных, как правило, дорогостоящих конструкционных элементов и узлов (демпферы, изоляторы и другие).
  • 2 |Величина энергии сейсмического воздействия, которая может быть преобразована в другие виды энергии со следующим рассеиванием, намного больше чем в известных решениях поскольку в процессе задействованная масса всего здания.
  • 3 |Действующим фактором поглощения и последующего рассеивания энергии сейсмического воздействия является сила гравитации, которая действует всегда и ничего не стоит.
  • 4 |Строительная система не чувствительна к частотной характеристике сейсмического воздействия.
  • 5 |После окончания сейсмического воздействия строительная система возвращается в исходное состояние. Высокая ремонтопригодность после сейсмических воздействий.
  • 6 |Большая часть элементов из сборного железобетона изготавливаются на действующих предприятиях.
  • 7 |Минимизация мокрых процессов и сварочных работ позволяет вести монтаж зданий из сборного железобетона круглогодично.
  • 8 |Широкое использование пустотных плит экономит материалы, облегчает конструкцию здания и уменьшает себестоимость строительства.
  • 9 |Удельный расход основных материалов на кв.м общей площади составляет: бетон 0,3 м3 и металл 20 кг.

Интеллектуальные разработки подтверждены, в частности, несколькими патентами. Принципиально новой технологией, является наша разработка инновационной конструктивной схемы строительства зданий
и сооружений, безопасной и эффективной. Принцип системы основан на построении нелинейной системы с горизонтальными швами, построенной на модульном принципе, в котором каждый модуль это устойчивый элемент.