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EP0084663A2 - Damping device for buildings exposed to earthquakes - Google Patents

Damping device for buildings exposed to earthquakes Download PDF

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Publication number
EP0084663A2
EP0084663A2 EP82111891A EP82111891A EP0084663A2 EP 0084663 A2 EP0084663 A2 EP 0084663A2 EP 82111891 A EP82111891 A EP 82111891A EP 82111891 A EP82111891 A EP 82111891A EP 0084663 A2 EP0084663 A2 EP 0084663A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
damping device
vibration isolator
earthquake
housing
building
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP82111891A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0084663B1 (en
EP0084663A3 (en
Inventor
Adrian Pocanschi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raff Bernt
Original Assignee
Raff Bernt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raff Bernt filed Critical Raff Bernt
Priority to AT82111891T priority Critical patent/ATE22954T1/en
Publication of EP0084663A2 publication Critical patent/EP0084663A2/en
Publication of EP0084663A3 publication Critical patent/EP0084663A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0084663B1 publication Critical patent/EP0084663B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0235—Anti-seismic devices with hydraulic or pneumatic damping

Definitions

  • the invention relates to a damping device for buildings prone to earthquakes, in which a vibration isolator is arranged between the foundation and the building.
  • the invention has for its object to eliminate the disadvantages mentioned and to improve the damping device of the type mentioned so that the replacement of the vibration isolator can be omitted during the entire life of the building,
  • the characterizing features of claim 1 are provided. In this way it is achieved that the vibration isolator • is normally not or only insignificantly loaded when an earthquake does not occur. Since the load is eliminated, the insulator does not age, so that it does not have to be replaced.
  • the invention surprisingly does not require the person skilled in the art to provide special devices for absorbing the wind forces for the purpose of ensuring stability.
  • tall buildings can now also be insulated laterally by the invention because, due to the firm connection between the foundation and the superstructure, there is normally no danger of tipping over.
  • Fig. 1 shows the housing with an upper part 1 and a lower part 2, which are connected to each other by the spacers 12 a to 12 h in the vertical wall.
  • the vibration isolator 3 is arranged between the plate-shaped parts 1 and 2, which is an air spring or a rubber spring.
  • a container 4 is visible in the middle, which is filled with a viscous liquid 5 and closed at the top by a membrane 6.
  • the damping rod 7 the end extended into the upper container 4 is provided with a wing head 11.
  • the lower end of the rod 7 is provided with a closing head 10 and articulated in a lowermost part 2 a of the lower housing 2.
  • Neoprene seal 8 is provided below the wing head 11.
  • the rod 7 is encased in the area of the head 1o by a neon bumper 9, which is housed in the lowermost housing part 2a.
  • the spacer wedges 12 d left and 12 a right which transmit the force from the upper part 1 to the lower part 2 in the normal case. They are connected to each other by the side locking ring 13.
  • the two ends 13 a, 13 b of the ring 13 pierce the on a wedge.
  • a lever 16 is movably connected to the armature 21 and engages with the aforementioned grooved roller 14 via a support 23 at the other end. Within this grooved roller you can see the two ends 13 a and 13 b of the ring 13.
  • FIG. 2 shows the top view of the device according to FIG. 1 in section. It can be seen here that a larger number of spacer wedges 12 a to 12 h are arranged between the upper and lower part. This cut is also passed through the side locking ring 13, which holds the wedges in place.
  • the vibration isolator 3 is designed as a rubber bearing or air cushion bearing known per se and, because of its popularity, does not have to be described in detail.
  • Fig. 3 shows the aforementioned grooved roller 14, in the two grooves above and below the two ends 13 a and 13 b of the side locking ring 13 are fastened with the fasteners 15 a, 15 b. It can be seen that the side grooves are arranged above and below the axis 24 of the roller 14. Since the ring 13 is under tension, the grooved roller 14 is subjected to rotation to the left, which it is prevented from due to the engagement of the lever 16 in the recesses 25 of the roller. As soon as the end of the lever 16 in Fig. 3 is acted down by the electromagnet 17 via the lever 16, the grooved roller is released, so that the side locking ring 13 breaks at the predetermined breaking point 26, whereupon the wedges 12 a to 12 h slide outwards.
  • the second possibility of triggering is initiated by the self-triggering of the side locking ring 13 when the transmitted force exceeds a certain value.
  • This additional security measure is ensured by the predetermined breaking point 26, which practically represents a reduction in the ring cross section. In this way, the ring breaks suddenly at this point under a certain previously known magnitude of force. Such a force is known to occur as a result of the earthquake vibration.
  • the inclination 26 of the wedges 12 according to FIG. 1 is kept so large that self-locking cannot occur.
  • the upper part 1 presses the lower part 2 with all of the force of gravity, the insulator 3 being loaded and compressed, so that it is squeezed outwards between the housing parts in both directions. Since this load occurs abruptly, the damping rod 7 is also installed. Since this rests with its head lo on the housing part 2 a below, the wing head 11 is pressed upwards into the viscous liquid 5.
  • the neoprene seal 8 it cannot escape, only via the membrane 6 is there a possibility that the liquid will give way a little.
  • the effect of the vibration isolator 3 can, for. B. can be adjusted by the oil pressure.
  • the closed space shown in FIG. 1 can be provided via a line 19 with a valve, not shown, which is a safety valve, which is only activated at a certain high level Load opens. This ensures that further yielding can only take place when a certain pressure is exceeded. In this way it is possible to dampen the shock as required.
  • a certain pressure can still be maintained in the room 3 from the outset, so that a considerable force against the impact is present from the outset.
  • the wedges 12 a to 12 h can be replaced by particularly brittle parts. They can be cube-shaped elements that break during a horizontal quake. Brittle materials which are suitable for this purpose are known to the person skilled in the art. Therefore, it is not necessary to provide further details in this regard.
  • damping devices are required to isolate a building. The number depends on the load-bearing capacity and the degree of insulation - calculated by calculation - of a furnishing unit.
  • the damping devices are to be inserted into the joints between the foundation and the superstructure, so that the lower housing or the shim comes to rest on the foundation, while the upper housing 1 is fastened to the superstructure.
  • the ring 13 is dimensioned so that it directs the maximum resulting wind load to the foundation and suddenly gives way when this load is exceeded.
  • the self-trigger mechanism switches on.
  • the movement of the foundation creates inertial forces. When these forces reach a predetermined value, the ring 13 gives way.
  • the role of the damping rod 17 is further that the deflections of the building occurring during the earthquake are limited, so that the overturning of the superstructure is prevented and the vibrations are dampened by the dynamic friction forces arising in the liquid.
  • the upper building When the earthquake is over, the upper building can in a known manner, e.g. B. raised by means of an air cushion and the damping device can be repaired again without the vibration isolator 3 having to be replaced even under these circumstances.
  • the mentioned connecting element between the upper part (1) and the lower part (2) can contain an explosive chamber with an explosive. This is connected to an electrical detonator that can be triggered in the manner mentioned. This is an explosive with an electrical detonator, which is installed, for example, in a fastening element 15 a. By closing the circuit, the explosion is triggered in this ralle, which destroys the fastening element and releases the ring 13. Systems of this type are known in principle, so that they do not have to be described in detail.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Dämpfungseinrichtung für erdbebengefährdete Gebäude, bei denen ein Schwingungsisolator zwischen dem Fundament und dem Gebäude angeordnet ist.The invention relates to a damping device for buildings prone to earthquakes, in which a vibration isolator is arranged between the foundation and the building.

Durch die Erfindung wird eine Dämpfungseinrichtung dieser Art geschaffen, durch die das Auswechseln des Schwingungsisolators während der gesamten Lebensdauer des Gebäudes entfallen kann.The invention provides a damping device of this type, through which the replacement of the vibration isolator can be omitted during the entire life of the building.

Hierzu ist der Schwingungsisolator in einem aus einem Obergehäuse und einem Untergehäuse bestehenden Gesamtgehäuse gelagert, durch das im Normalfall, d.h. ohne Erdbeben, die Schwerkraft des Gebäudes im wesentlichen durch eine starre Verbindung ohne wesentliche Belastung des Schwingungsisolators übertragen wird, wobei die Verbindung zwischen Ober- und Unterteil durch ein Erdbeben lösbar ist, wodurch der Schwingungsisolator belastet wird.For this purpose, the vibration isolator is mounted in an overall housing consisting of an upper housing and a lower housing, through which in the normal case, i.e. without an earthquake, the gravity of the building is transmitted essentially by a rigid connection without significant stress on the vibration isolator, the connection between the upper and lower part being detachable by an earthquake, as a result of which the vibration isolator is stressed.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Schwingungsisolator im Normalfall, wenn ein Erdbeben nicht stattfindet, gar nicht oder nur unwesentlich belastet ist. Da die Belastung entfällt, altert der Isolator nicht, so daß er auch nicht ausgewechselt werden muß.In this way it is achieved that the vibration isolator is normally not at all or only insignificantly loaded when an earthquake does not take place. Since the load is eliminated, the isolator does not age, so that it does not have to be replaced.

Darüber hinaus ist durch die Erfindung nicht erforderlich, besondere Vorrichtungen zur Aufnahme der Windkräfte zum Zwecke der Sicherung der Stabilität vorzusehen.In addition, the invention does not require the provision of special devices for absorbing the wind forces for the purpose of ensuring stability.

Schließlich können durch die Erfindung auch hohe Gebäude seitlich isoliert werden, weil durch die feste Verbindung zwischen dem Fundament und dem Oberbau im Normalfall die Gefahr des Umkippens nicht vorhanden ist.

Figure imgaf001
Finally, tall buildings can also be insulated laterally by the invention because, due to the firm connection between the foundation and the superstructure, there is normally no danger of tipping over.
Figure imgaf001

Description

. Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung für erdbebengefährdete Gebäude, bei der ein Schwingungsisolator zwischen dem Fundament und dem Gebäude angeordnet ist.. The invention relates to a damping device for buildings prone to earthquakes, in which a vibration isolator is arranged between the foundation and the building.

Es gibt bereits verschiedene Einrichtungen dieser Art zur Durchführung der seismischen Isolierung. Unter anderem hat man hierbei das Konzept der horizontalgleitenden oder räumlichschwimmenden Lagerung verfolgt, welches auch den Erfindungsgegenstand betrifft. Hierbei beruht die Grundidee darauf, daß der Oberbau als geschützter Gebäudebereich von dem Fundament getrennt und allseitig durch hochelastische Lagerkörper, z. B. vom Typ Neoprenlager, abgestützt wird. Die praktische Anwendung dieser Lager als Seismischer-Isolator ist jedoch aufgrund einiger ungelöster Probleme bisher begrenzt.Various devices of this type already exist for carrying out the seismic isolation. Among other things, the concept of horizontal sliding or floating floating storage has been pursued, which also relates to the subject matter of the invention. The basic idea here is that the superstructure, as a protected building area, is separated from the foundation and on all sides by highly elastic bearing elements, e.g. B. is supported by the type neoprene bearing. However, the practical application of these bearings as a seismic isolator has so far been limited due to some unsolved problems.

Im Laufe der Zeit veraltet das Isoliermaterial unter der ständigen großen Belastung des Gebäudes und verliert dadurch seine Dämpfungseigenschaften. Deshalb ist erforderlich, die Lager regelmäßig auszuwechseln. Hierzu hat man u. a. die Lager auf Keile gesetzt, und das Gebäude mit einer Luftkissen-Einrichtung ein wenig angehoben, damit das Lager zum Zwecke der Auswechslung entlastet wird (Earthquake engineering and structural dynamics, Vol.3, 297-3o9 (1975)).Over time, the insulating material becomes obsolete under the constant heavy load on the building and thereby loses its damping properties. It is therefore necessary to replace the bearings regularly. For this you have u. a. the bearings were placed on wedges, and the building was raised a little with an air cushion device so that the bearing was relieved for the purpose of replacement (Earthquake engineering and structural dynamics, Vol.3, 297-3o9 (1975)).

Zur Aufnahme der Windkräfte und zur Sicherung der Stabilität des Gebäudes ist nach dem Stand der Technik ferner erforderlich, besondere Anlagen vorzusehen.To absorb the wind forces and to ensure the stability of the building, it is also necessary according to the prior art to provide special systems.

Da keine vertikale, feste Verbindung zwischen den Fundamenten und dem Oberbau besteht, können bei hohen Gebäuden, wo die Gefahr des Kippens besteht, die bisher vorgeschlagenen Isolatoren nicht verwendet werden.Since there is no vertical, fixed connection between the foundations and the superstructure, the insulators previously proposed cannot be used in tall buildings where there is a risk of tipping.

. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen und die Dämpfungseinrichtung der erwähnten Art so zu verbessern, daß das Auswechseln des Schwingungsisolators während der gesamten Lebensdauer des Gebäudes entfallen kann,. The invention has for its object to eliminate the disadvantages mentioned and to improve the damping device of the type mentioned so that the replacement of the vibration isolator can be omitted during the entire life of the building,

Zur Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Schwingungs- • isolator im Normalfall, wenn ein Erdbeben nicht stattfindet, gar nicht oder nur unwesentlich belastet ist. Da die Belastung entfällt, altert der Isolator nicht, sodaß er auch nicht ausgewechselt werden muß.To solve this problem by the invention, the characterizing features of claim 1 are provided. In this way it is achieved that the vibration isolator • is normally not or only insignificantly loaded when an earthquake does not occur. Since the load is eliminated, the insulator does not age, so that it does not have to be replaced.

Außerdem ist durch die Erfindung in den Fachmann überraschender Weise nicht erforderlich, besondere Vorrichtungen zur Aufnahme der Windkräfte zum Zwecke der Sicherung der Stabilität vorzusehen.In addition, the invention surprisingly does not require the person skilled in the art to provide special devices for absorbing the wind forces for the purpose of ensuring stability.

Ferner können durch die Erfindung nunmehr auch hohe Gebäude seitlich isoliert werden, weil durch die feste Verbindung zwischen dem Fundament und dem Oberbau im Normalfall die Gefahr des Umkippens nicht vorhanden ist.Furthermore, tall buildings can now also be insulated laterally by the invention because, due to the firm connection between the foundation and the superstructure, there is normally no danger of tipping over.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

  • Fig. 1 Einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung mit Auslösemechaniamus;
  • Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 schematisch und
  • Fig. 3 eine Teilansicht auf eine Einzelheit der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2.
Further advantages and details of the invention result from the following description of some exemplary embodiments with reference to the drawing. In this show:
  • 1 shows a vertical section through the damping device according to the invention with a trigger mechanism;
  • Fig. 2 shows a horizontal section through the device of FIG. 1 schematically and
  • 3 shows a partial view of a detail of the device according to FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt,das Gehäuse mit einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, welche durch die Distanzkeile 12 a bis 12 h in der senkrechten Wandung miteinander verbunden sind.Fig. 1 shows the housing with an upper part 1 and a lower part 2, which are connected to each other by the spacers 12 a to 12 h in the vertical wall.

Im Innern des Gehäuses ist der Schwingungsisolator 3 zwischen den plattenförmigen Teilen 1 und 2 angeordnet, der eine Luftfeder oder eine Gummifeder ist. Im oberen Teil des Gehäuses ist in der Mitte ein Behälter 4 sichtbar, der mit einer viskosen Flüssigkeit 5 gefüllt und oben durch eine Membran 6 geschlossen ist. In der Mitte des Gehäuses sieht man die Dämpfungsstange 7, deren bis in den oberen Behälter 4 verlängertes Ende mit einem Flügelkopf 11 versehen ist. Das untere Ende der Stange 7 ist mit einem Schließkopf 10 versehen und gelenkig in einem untersten Teil 2 a des Untergehäuses 2 angeordnet. Zur festen Verbindung der Stange 7 mit dem Gehäuse ist in dem Obergehäuse 1 eine Neoprendichtung 8 unterhalb des Flügelkopfes 11 vorgesehen. Im Unterteil ist die Stange 7 im Bereich des Kopfes 1o von einem Neonprenstoßfänger 9 ummantelt, der in dem untersten Gehäuseteil 2 a untergebracht ist.Inside the housing, the vibration isolator 3 is arranged between the plate-shaped parts 1 and 2, which is an air spring or a rubber spring. In the upper part of the housing, a container 4 is visible in the middle, which is filled with a viscous liquid 5 and closed at the top by a membrane 6. In the middle of the housing you can see the damping rod 7, the end extended into the upper container 4 is provided with a wing head 11. The lower end of the rod 7 is provided with a closing head 10 and articulated in a lowermost part 2 a of the lower housing 2. For the fixed connection of the rod 7 to the housing is in the upper housing 1 Neoprene seal 8 is provided below the wing head 11. In the lower part, the rod 7 is encased in the area of the head 1o by a neon bumper 9, which is housed in the lowermost housing part 2a.

Am äußeren Rande des Gehäuses sieht man in der Fig. 1 die Distanzkeile 12 d links und 12 a rechts, die die Kraft von dem Oberteil 1 auf das Unterteil 2 im Normalfall übertragen. Sie sind durch den-Seitenverschlußring 13 miteinander verbunden. Die beiden Enden 13 a, 13 b des Ringes 13 durchstoßen die an einem Keil. drehbar befestigte Nutenrolle 14, siehe Fig. 3, und werden durch die Befestigungsmittel 15 a, 15 b verankert.On the outer edge of the housing you can see in Fig. 1 the spacer wedges 12 d left and 12 a right, which transmit the force from the upper part 1 to the lower part 2 in the normal case. They are connected to each other by the side locking ring 13. The two ends 13 a, 13 b of the ring 13 pierce the on a wedge. rotatably mounted grooved roller 14, see Fig. 3, and are anchored by the fasteners 15 a, 15 b.

Weiter rechts sieht man in Fig. 1 ein Gehäuse 22 zur Aufnahme eines Elektromagnetes 17, in dem ein bewegliches Anker 21 angeordnet ist, der unten durch eine Feder 2o in seiner dargestellten Lage gehalten wird. Ein Hebel 16 ist mit dem Anker 21 beweglich verbundenund greift über ein Auflager 23 am anderen Ende in die erwähnte Nutenrolle 14 ein. Innerhalb dieser Nutenrolle sieht man hier die beiden Enden 13 a und 13 b des Ringes 13.On the right in FIG. 1, one can see a housing 22 for receiving an electromagnet 17, in which a movable armature 21 is arranged, which is held in the position shown below by a spring 20. A lever 16 is movably connected to the armature 21 and engages with the aforementioned grooved roller 14 via a support 23 at the other end. Within this grooved roller you can see the two ends 13 a and 13 b of the ring 13.

Die Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 1 im Schnitt. Man sieht hier, daß eine größere Anzahl von Distanzkeilen 12 a bis 12 h zwischen Ober- und Unterteil angeordnet sind. Dieser Schnitt ist ferner durch den Seitenverschlußring 13 geführt, der die Keile in ihrer Lage festhält.FIG. 2 shows the top view of the device according to FIG. 1 in section. It can be seen here that a larger number of spacer wedges 12 a to 12 h are arranged between the upper and lower part. This cut is also passed through the side locking ring 13, which holds the wedges in place.

Der Schwingungsisolator 3 ist als für sich bekanntes Gummilager oder Luftkissenlager ausgebildet und muß wegen seiner Bekanntheit nicht im einzelnen beschrieben werden. Fig. 3 zeigt die erwähnte Nutenrolle 14, in deren beiden Nuten oben und unten die beiden Enden 13 a und 13 b des Seitenverschlußringes 13 mit den Befestigungselementen 15 a, 15 b befestigt sind. Man sieht, daß die Seitennuten oberhalb und unterhalb der Achse 24 der Rolle 14 angeordnet sind. Da der Ring 13 unter Spannung steht, wird die Nutenrolle 14 auf Drehung nach links beansprucht, woran sie infolge des Eingriffs des Hebels 16 in die Ausnehmungen 25 der Rolle gehindert ist. Sobald das Ende des Hebels 16 in Fig. 3 nach unten durch den Elektromagneten 17 über den Hebel 16 beaufschlagt wird, ist die Nutenrolle freigegeben, sodaß der Seitenverschlußring 13 an der Sollbruchstelle 26 bricht, woraufhin die Keile 12 a bis 12 h nach außen rutschen.The vibration isolator 3 is designed as a rubber bearing or air cushion bearing known per se and, because of its popularity, does not have to be described in detail. Fig. 3 shows the aforementioned grooved roller 14, in the two grooves above and below the two ends 13 a and 13 b of the side locking ring 13 are fastened with the fasteners 15 a, 15 b. It can be seen that the side grooves are arranged above and below the axis 24 of the roller 14. Since the ring 13 is under tension, the grooved roller 14 is subjected to rotation to the left, which it is prevented from due to the engagement of the lever 16 in the recesses 25 of the roller. As soon as the end of the lever 16 in Fig. 3 is acted down by the electromagnet 17 via the lever 16, the grooved roller is released, so that the side locking ring 13 breaks at the predetermined breaking point 26, whereupon the wedges 12 a to 12 h slide outwards.

Im nachfolgenden wird die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes im einzelnen beschrieben:

  • Wie schon erwähnt, wird die Freigabe der Drehbewegung der Nutenrolle 14 durch das Auslöseglied 16 gewährleistet. Hierzu ist die erwähnte Sollbruchstelle 26 nicht unbedingt erforderlich. Das Auslöseglied what die Form eines Getriebehebels, dessen Auflager 23 nach Fig. 1 an dem Unterteil abgestützt ist, dessen längerer Arm an der Rückstellfeder 2o angebracht ist. Der Elektromagnet 17 wird über das Anschlußkabel 18 genau in dem Augenblick mit Strom versorgt, in dem ein Erdbebenstoß auftritt.
The mode of operation of the subject matter of the invention is described in detail below:
  • As already mentioned, the release of the rotational movement of the grooved roller 14 is ensured by the trigger member 16. The predetermined breaking point 26 mentioned is not absolutely necessary for this. The trigger member has the shape of a gear lever, the support 23 of FIG. 1 is supported on the lower part, the longer arm is attached to the return spring 2o. The electromagnet 17 is supplied with power via the connecting cable 18 at exactly the moment in which an earthquake shock occurs.

Die zweite Auslösungsmöglichkeit wird von der Selbstauslösung des Seitenverschlußringes 13 eingeleitet, wenn die übertragene Kraft einen bestimmten Wert überschreitet. Diese zusätzliche Sicherungsmaßnahme wird durch die Sollbruchstelle 26 gewährleistet, die praktisch eine Verkleinerung des Ringquerschnittes darstellt. Auf diese Weise bricht der Ring schlagartig an dieser Stelle unter einer bestimmten im voraus bekannten Größe der Kraft. Eine solche Kraft tritt infolge der Erdbebenschwingung bekanntlich auf.The second possibility of triggering is initiated by the self-triggering of the side locking ring 13 when the transmitted force exceeds a certain value. This additional security measure is ensured by the predetermined breaking point 26, which practically represents a reduction in the ring cross section. In this way, the ring breaks suddenly at this point under a certain previously known magnitude of force. Such a force is known to occur as a result of the earthquake vibration.

Die Neigung 26 der Keile 12 gemäß Fig. 1 ist so groß gehalten, daß Selbsthemmung nicht eintreten kann. Sobald der Ring 13 gelöst ist, drückt das Oberteil 1 mit der gesamten Schwerkraft auf das Unterteil 2, wobei der Isolator 3 belastet und zusammengedrückt wird, sodaß er zwischen den Gehäuseteilen in beiden Richtungen nach außen gequetscht wird. Da diese Belastung stoßartig erfolgt, ist zusätzlich die Dämpfungsstange 7 eingebaut. Da diese unten mit ihrem Kopf lo auf dem Gehäuseteil 2 a aufliegt, wird der Flügelkopf 11 nach oben in die viskose Flüssigkeit 5 hineingedrückt. Infolge der Neoprendichtung 8 kann diese nicht entweichen, lediglich über die Membran 6 besteht die Möglichkeit, daß die Flüssigkeit ein wenig nachgibt. Darüberhinaus erfolgt eine weitere Dämpfung über den unteren Kopf 10 durch den Neoprenstoßfänger 9. Auf diese Weise wird der Stoß aufgefangen, bis der Isolator die volle ruhende Last?übernimmt.The inclination 26 of the wedges 12 according to FIG. 1 is kept so large that self-locking cannot occur. As soon as the ring 13 is released, the upper part 1 presses the lower part 2 with all of the force of gravity, the insulator 3 being loaded and compressed, so that it is squeezed outwards between the housing parts in both directions. Since this load occurs abruptly, the damping rod 7 is also installed. Since this rests with its head lo on the housing part 2 a below, the wing head 11 is pressed upwards into the viscous liquid 5. As a result of the neoprene seal 8, it cannot escape, only via the membrane 6 is there a possibility that the liquid will give way a little. In addition, there is further damping via the lower head 10 by the neoprene bumper 9. In this way, the shock is absorbed until the isolator takes on the full static load.

Die Wirkung des Schwingungsisolators 3 kann z. B. durch den Öldruck eingestellt werden. Hierzu kann der in Fig. 1 dargestellte/geschlossene Raum über eine Leitung 19 mit einem nicht dargestellten Ventil versehen werden, das ein Sicherheitsventil ist, welches erst bei einer ganz bestimmten hohen Last öffnet. Dadurch wird erreicht, daß ein weiteres Nachgeben erst erfolgen kann, wenn ein bestimmter Druck überschritten wird. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit,den Stoß in der erforderlichen Weise zu dämpfen. Hierzu kann auch noch von vornherein ein bestimmter Druck in dem Raum 3 ständig aufrechterhalten werden, damit von vornherein eine erhebliche Kraft gegen den Stoß vorhanden ist.The effect of the vibration isolator 3 can, for. B. can be adjusted by the oil pressure. For this purpose, the closed space shown in FIG. 1 can be provided via a line 19 with a valve, not shown, which is a safety valve, which is only activated at a certain high level Load opens. This ensures that further yielding can only take place when a certain pressure is exceeded. In this way it is possible to dampen the shock as required. For this purpose, a certain pressure can still be maintained in the room 3 from the outset, so that a considerable force against the impact is present from the outset.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Keile 12 a bis 12 h durch besonders spröde Teile ersetzt werden. Es kann sioh um würfelförmige Elemente handeln, die bei einem horizontalen Erdstoß brechen. Dem Fachmann sind spröde Materialien bekannt, die sich hierzu eignen.. Deshalb müssen nähere Angaben diesbezüglich nicht gemacht werden.According to a further embodiment, the wedges 12 a to 12 h can be replaced by particularly brittle parts. They can be cube-shaped elements that break during a horizontal quake. Brittle materials which are suitable for this purpose are known to the person skilled in the art. Therefore, it is not necessary to provide further details in this regard.

Zur Isolierung eines Bauwerkes sind eine bestimmte Anzahl dieser Dämpfungseinrichtung notwendig. Die Zahl hängt von der Tragfähigkeit und dem Isolierungsgrad - rechnerisch erfaßbar - einer Einrichtungseinheit ab.A certain number of these damping devices are required to isolate a building. The number depends on the load-bearing capacity and the degree of insulation - calculated by calculation - of a furnishing unit.

Die Dämpfungseinrichtungen sind in die Fugen zwischen dem Fundament und dem Oberbau einzusetzen, sodaß das Untergehäuse oder die Unterlegplatte auf dem Fundament zu liegen kommt, während das Obergehäuse 1 an dem Oberbau befestigt wird. Hierbei wird der Ring 13 so dimensioniert, daß er die maximal resultierende Windlast zum Fundament leitet und plötzlich nachgibt, wenn diese Last überschritten wird.The damping devices are to be inserted into the joints between the foundation and the superstructure, so that the lower housing or the shim comes to rest on the foundation, while the upper housing 1 is fastened to the superstructure. Here, the ring 13 is dimensioned so that it directs the maximum resulting wind load to the foundation and suddenly gives way when this load is exceeded.

,Wenn das Erdbeben auftritt, fängt ein in der Umgebung des Gebäudes aufgestellter Empfänger die ersten diesbezüglichen Signale auf, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.When the earthquake occurs, a receiver placed in the vicinity of the building picks up the first related signals, closing the circuit.

Wenn die Funktion des elektrischen Auslösemechanismus durch unbekannte Ursachen gestört oder verhindert wird, schaltet sich der Selbstauslösemechanismus ein. Die Bewegung des Fundaments ruft Trägheitskräfte hervor. Wenn diese Kräfte einen im voraus bestimmten Wert erreichen, gibt der Ring 13 nach.If the function of the electrical trigger mechanism is disturbed or prevented by unknown causes, the self-trigger mechanism switches on. The movement of the foundation creates inertial forces. When these forces reach a predetermined value, the ring 13 gives way.

Die Rolle der Dämpfungsstange 17 besteht ferner darin, daß die während des Erdbebens entstehenden Auslenkungen des Gebäudes begrenzt werden, sodaß das Umkippen des Oberbaus verhindert und die Schwingungen durch die in der Flüssigkeit entstehenden dynamischen Reibungskräfte gedämpft werden.The role of the damping rod 17 is further that the deflections of the building occurring during the earthquake are limited, so that the overturning of the superstructure is prevented and the vibrations are dampened by the dynamic friction forces arising in the liquid.

Wenn das Erdbeben vorbei ist, kann das Obergebäude in bekannter Weise, z. B. mittels eines Luftkissens angehoben und die Dämpfungseinrichtung wieder instandgesetzt werden, ohne.daß selbst unter diesen Umständen der Schwingungsisolator 3 ausgewechselt werden muß.When the earthquake is over, the upper building can in a known manner, e.g. B. raised by means of an air cushion and the damping device can be repaired again without the vibration isolator 3 having to be replaced even under these circumstances.

Cemäß einer weiteren in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform kann das erwähnte Verbindungselement zwischen dem Oberteil (1) und dem Unterteil (2) eine Sprengkammer mit einem Sprengstoff enthalten. Dieser steht mit mit einem elektrischen Zünder in Verbindung, der in der erwähnten Weise ausgelöst werden kann. Dabei handelt es sich um einen Sprengstofff mit elektrischem Detonator, der zum Beispiel in ein Befestigungselement 15 a eingebaut ist. Durch das Schließen des Stromkreises wird in diesem Ralle die Explosion ausgelöst, die das Befestigungselement zerstört und den Ring13 löst. System dieser Art sind grundsätzlich bekannt, sodaß sie nicht im einzelnen beschrieben werden müssen.According to a further embodiment, not shown in the drawing, the mentioned connecting element between the upper part (1) and the lower part (2) can contain an explosive chamber with an explosive. This is connected to an electrical detonator that can be triggered in the manner mentioned. This is an explosive with an electrical detonator, which is installed, for example, in a fastening element 15 a. By closing the circuit, the explosion is triggered in this ralle, which destroys the fastening element and releases the ring 13. Systems of this type are known in principle, so that they do not have to be described in detail.

Claims (10)

1. Dämpfungseinrichtung für erdbebengefährdete Gebäude, bei der ein Schwingungsisolator zwischen dem Fundament und dem Gebäude angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwingungsisolator (3) in einem aus einem Obergehäuse (1) -und einem Untergehäuse (2) bestehenden Gesamtgehäuse gelagert ist, durch das im Normalfall, das heißt ohne Erdbeben,die Schwerkraft des Gebäudes im wesentlichen durch eine starre Verbindung ohne wesentliche Belastung des Schwingungsisolators übertragen wird und daß die Verbindung (12) zwischen Ober- und Unterteil durch ein Erdbeben lösbar ist, wodurch der Schwingungsisolator belastet wird.1. Damping device for earthquake-prone buildings, in which a vibration isolator is arranged between the foundation and the building, characterized in that the vibration isolator (3) is mounted in an overall housing consisting of an upper housing (1) and a lower housing ( 2 ) that in the normal case, that is, without an earthquake, the gravity of the building is transmitted essentially by a rigid connection without significant stress on the vibration isolator and that the connection (12) between the upper and lower part can be released by an earthquake, whereby the vibration isolator is loaded. 2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung durch DistanzKeile (12) in den senkrechten Teilen des Gehäuses gebildet ist, welche durch einen Seitenverschlußring (13) im Normalfall in ihrer Lage gehalten sind, wobei der Ring eine Sollbruchstelle aufweist, die durch ein Erdbeben ausgelöst wird.2. Damping device according to claim 1, characterized in that the releasable connection is formed by spacer wedges (12) in the vertical parts of the housing, which are normally held in place by a side locking ring (13), the ring having a predetermined breaking point, which is triggered by an earthquake. 3. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung durch spröde Teile gebildet ist, die durch ein Erdbeben brechen.3. Damping device according to claim 1, characterized in that the releasable connection is formed by brittle parts which break through an earthquake. 4. Dämpfungseinirichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch .gekennzeichnet, daß zwischen dem Oberteil (1) und dem Unterteil (2) eine Dämpfungsstange (7) angeordnet ist, die oben und unten Verstärkungen (10,11) aufweist, welche, jede für sich, von Dämpfungsmaterial im Ober- bzw. Unterteil umgeben sind.4. Damping device according to claim 2 or 3, characterized in that a damping rod (7) is arranged between the upper part (1) and the lower part (2), which has reinforcements (10, 11) above and below, each for yourself, are surrounded by damping material in the upper or lower part. 5. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Verstärkung der Dämpfungsstange (7) als Flügelkopf (11) ausgebildet ist, der in einer viskosen Flüssigkeit (5) in einem Behälter (4) im Oberteil (1) angeordnet ist.5. Damping device according to claim 4, characterized in that the upper reinforcement of the damping rod (7) is designed as a wing head (11) which is arranged in a viscous liquid (5) in a container (4) in the upper part (1). 6. Dämpfungseinreichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Neoprendichtung (8) im unteren Teil des Behälters (4) mit der viskosen Flüssigkeit angeordnet ist.6. Damping device according to claim 5, characterized in that a neoprene seal (8) in the lower part of the container (4) is arranged with the viscous liquid. 7. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruch - Auslösung des Ringes (13) durch einen Elektromagneten (17) über einen Hebel (16) erfolgt, wobei der elektrische Impuls durch einen Seismographen abgegeben wird.7. Damping device according to claim 2 or 3, characterized in that the breaking - triggering of the ring (13) by an electromagnet (17) via a lever (16), wherein the electrical pulse is emitted by a seismograph. 8. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Nuten zur Aufnahme der beiden Enden (13a, 13b) des Ringes (13) versehene Rolle (14) vorgesehen ist, an der der Hebel (16) angreift.8. Damping device according to claim 7, characterized in that a provided with grooves for receiving the two ends (13a, 13b) of the ring (13) roller (14) is provided, on which the lever (16) engages. 9. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung zwischen dem Ober-und dem Unterteil (1,2) eine Sprengkammer mit einem Sprengstoff enthält, der mit einem für sich bekannten elektrischen Zünder in Verbindung steht.9. Damping device according to claim 1, characterized in that the releasable connection between the upper and the lower part (1, 2) contains an explosive chamber with an explosive which is connected to a known electrical detonator. 10. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengkammer in den Ring (13) eingebaut ist.1 0 . Damping device according to claim 9, characterized in that the explosive chamber is built into the ring (13).
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