RS49834B - Zaštita od zemljotresa koja se sastoji od vibraciono-izolovanog oslanjanja zgrada i objekata primenom virtualnog klatna sa dugačkom periodom - Google Patents

Abstract

Postupak za zaštitu objekata, naročito građevina, od dinamičkih sila nastalih od ubrzanja osnove (6), na pr. prouzrokovanih zemljotresima, naznačen time, što se u nekom nosećem sistemu, koji nosi objekt (1), delovanja stabilnih nosećih elemenata (2,11), koji se klate u svakom bočnom pravcu i koji podižu masu objekta (1), i nestabilnih nosećih elemenata (7, 11, 14), koji se klate u svakom bočnom pravcu i koji spuštaju masu objekta (1), međusobno prožimaju preko veza (2,7,11,14) nosećih objekata na takav način, da, tokom horizontalnih oscilacija izazvanih zemljotresnim pomeranjem osnove (6), pomeraji tačaka (10) oslonaca nosećih elemenata (2,7,11,14), povezanih sa osnovom, u odnosu na položaj inertne mase oslonjenog objekta (1), prouzrokuju samo minimalno dizanje objekta (1) oslonjenog u tačkama (P) nosećih ležišta opterećenja na spojnim elementima ili kombinovanim spojnim nosećim elementima, koji za uzvrat, zbog malog gradijenta putanje kretanja u prostoru u odnosu na osnovu tačke (P) nošenja, stvara samo malu stabilizirajuću povratnu silu (FR) dejstvujuću ka centralnom položaju prouzrokovanu težinom mase objekta (1) na koji se dejstvuje, koja čak i tokom velikih bočnih ubrzanja osnove posledično rezultira samo kao neznatno ubrzanje oslonjenog objekta (1) sa dugačkim periodom njegovih sopstvenih oscilacija. (FIG.9, 12, 13, 16,17,21,22,23,24)

Description

1 Oblast tehnike

1.1 Opšte primene

Predmetni pronalazak se odnosi na principe i na odgovarajuće uređaje za zaštitu od zemljotresa sa svrhom da se spreče oštećenja na zgradama i na svim vrstama građevinskih konstrukcija i objekata, a koji mogu biti prouzrokovani opasnim pokretanjima osnove u slučajevima jakih zemljotresa.

Uređaji za nošenje opterećenja prema pronalasku, novi Moduli, su relativno jednostavne noseće konstrukcije, gde svaka podupire jednu potpornu tačku zgrade ili nekog objekta, t.j. zamenjuju noseći stub.

OviZemljotresno- zaštitniModuli, su zasnovani na principu "Virtuelno Klatno", i mogu biti projektovani za mnoštvo primena od podupiranja najlakših do najtežih objekata.

Zemljotresno- zaštitniModuli su zasnovani na novom postupku, da se stvore "virtuelna<*>klatna i naročito su pogodni za sledeće primene: za seizmički imuno oslanjanje svih vrsta zgrada ili konstrukcija, takvih kao: pokretni domovi, kuće, stambene i poslovne zgrade, trgovački centri, konstrukcije za parkiranje, bolnice, oblakoderi, tornjevi, mostovi, izdignuti putevi, vodotornjevi i rezervoari, silosi, žičare i tornjevi za žičare, noseći stubovi visokonaponske mreže, ulični stubovi električnog osvetljenja, stubovi za unutrašnje osvetljenje, cevovodi, industrijska, hemijska i nuklearna postrojenja, i drugi objekti koje treba zaštititi od horizontalnih zemljotresnih pokreta i ubrzanja i rezultujućih razarajućih sila i razarajućih dejstava.

Seizmička zaštita je od velikog značaja naročito za zaštitu važnih postrojenja takvih kao nuklearna i hemijska postrojenja sa opasnim supstancama, gde oštećenje može da dovede do katastrofalnih posledica.

Ovaj sistem je naročito pogodan i za mostove. On rešava sve probleme za koje danas poznati sistemi ne daju rešenja.

Primena zemljotresno zaštitnih sistema ima i naročite prednosti kod industrijskih postrojenja sa osetijivim proizvodnim procesima, takvim kao napr. proizvodnja mikročipova.

Zaštita oslonjenih objekata je povećana do tolikog stepena da zaštićena zgrada ili postrojenje ostaju potpuno mirni, čak i kada je zemljotres maksimalno moguće jačine, bez rezultujućih oštećenja

Ova proširena zaštita će biti veoma korisna kod bolnica, koje ne mogu biti evakuisane dovoljno brzo prilikom zemljotresa, a koje mogu nastaviti sa nesmetanim radom čak i tokom zemljotresa i njegovih naknadnih udara, ostajući sposobne da se staraju o povređenima. Čak ni hirurške operacije neće biti ometane tokom zemljotresa i njegovih naknadnih udara.

Primena predmetnog pronalaska smanjuje u velikom stepenu opasnost od preplavljivanja tla, koje se može pojaviti u pojedinim zemljištima, pošto smanjuje reaktivno dejstvo mase zgrade na zemljište tokom vibriranja tla na ekstremno niske vrednosti.

Dejstvo bliskih eksplozija na objekte koji su oslonjeni prema predmetnom pronalasku je takođe smanjeno.

Viseći objekti, takvi kao uređaji za osvetljenje unutrašnjih prostorija, koji potencijalno mogu prouzrokovati požar ili mogu da ispadnu sa plafona, mogu takođe da budu zaštićeni ako se obese kao virtueino klatno.

Dodatno, objekti na vrhovima greda i stubovima, koji tokom zemljotresa takođe bivaju oštećeni, mogu biti zaštićeni projektovanjem prema pronalasku.

Smanjivanjem oscilacija tornjeva, visokih stubova i industrijskih dimnjaka aktivnim kontrolisanjem ili pasivnim pomeranjem masa na njihovim vrhovima, može se takođe pogodno postići primenom principa virtualnog klatna.

Zemljotresno- zaštitniModuli zasnovani na virtuelnom klatnu su osnova za izolacioni sistem, odnosno pasivno radni, uređaj malih dimenzija za oslanjanje opterećenja, koji se tipično postavlja u temelje zgrada ili na njihovom prizemlju. Sistem sprečava prenošenje vibracija i udara iz tla na oslonjeni objekt. On virtueino "razdvaja" zgradu od bilo kakvih pomeranja tla.

Dodatno, sistem ima sledeće karakteristike: on se sam centrira i ne dozvoljava horizontalna pomeranja zbog slabijih sila, koje mogu nastati zbog vetra ili oluje. Za visoke zgrade vertikalna krutost uređaja ne dozvoljava nikakva vertikalna pomeranja između zgrade i temelja. Za zgrade sa niskim odnosom visine prema širini može se ugraditi jedna dodatna komponenta da bi se apsorbovala vertikalna pomeranja. Ukoliko je potrebno, one mogu biti projektovane za bilo koju jačinu pomeranja.

lako su malih dimenzijaZemljotresno- zaštitniModuli dozvoljavaju velike pomeraje oslonjenih objekata u svim pravcima, a imaju veliku prirodnu periodu. Maksimalna ubrzanja koja deluju na oslonjene konstrukcije su redukovana na vrednosti < O.Od g. Ovo je određeno matematički i sistem se može odgovarajuće projektovatl. Ispitivanja .modela na vibracionom stolu su potvrdila ova očekivanja.

Pri ekstremno jakim zemljotresima, koji se javljaju s vremena na vreme u pojedinim oblastima, zaštita predviđena dosadašnjim izolacionim sistemima i konvencionalnim metodama projektovanja prema građevinskim propisima nije zadovoljavajuća. Razaranja su pozamašna.

Sa druge strane, u slučaju sistema zaštite od zemljotresa zasnovanog na virtuelnim klatnima, prema predmetnom pronalasku, jačina nekog zemljotresa, pomeraji i učestanost oscilovanja tla ne utiču na osobine sistema i stvarnu nepokretljivost zgrade oslonjene ovim novimZemljotresno- zaŠtitnimModulima sa dugačkim sopstvenim periodama oscilovanja.

1.2 Naknadno opremanje postojećih zgrada

Naknadno opremanje postojećih zgradaZemljotresno- zaštitnmModulima je takođe moguće. Kod postojećih zgrada sa čeličnom skeletnom gradnjom ovo naknadno opremanje je u osnovi lako izvodlj'rvo, i u mnogim slučajevima ga je relativno lako izvesti.

Naknadno opremanje fonda starih zgrada sa zidanim konstrukcijama je u principu takođe moguće. Konvencionalnim sredstvima takva mera očigledno zahteva znatne napore.

Da bi se izvršila racionalizacija naknadnog opremanjaZemljotresno- zaštiinimModulima u ovim slučajevima još uvek je u razvoju nova revolucionarna tehnologija naknadnog opremanja sa novim mašinama, opremom i postupcima. Ovo će omogućiti naknadno opremanjeZemljotresno- zaštitnimModulima na visoko mehanizovani način. Ova inovacija je primenljiva za zgrade sagrađene na normalnom tlu, pa čak i na stenovitom tlu.

2 Pozadina rešenja

Porneranje kontinentalnih ploča, geofizički fenomen, prouzrokuje zemljotrese koji se stalno ponavljaju.

2.1 Zemljotresi su problem koji je raširen po ćelom svetu

Pošto zemljotresi često prouzrokuju velike ljudske žrtve i velike ekonomske štete, te je poboljšanje sigurnosti pri zemljotresima veoma poželjno. Trebalo bi da bude moguće da se dođe do rešenja koje bi dezaktiviralo ovaj ozbiljni problem. Samo u ovom veku oko 1.6 milliona ljudi je poginulo u zemljotresima, sa štetama koje su reda trilijardi dolara. Širom sveta ima više od četrdeset zemalja koje su stalno ugrožene zemljotresima.

Užasi ove opasnosti će predloženim pronalaskom biti otklonjeni sredstvima primenjene mehanike iz fizike. Primenjena fizika dezaktivira geofizičke pretnje.

3 Stanje tehnike

3.1 Građevinski sigurnosni propisi za zemljotrese

Građevinski propisi za projektovanje zgrada u zemljotresnim oblastima se po pravilu odnose na obično unapred određenu zemljotresnu magnitudu, koja ima statističku verovatnoću u određenom broju godina, i koja odgovarajuće određuje potrebnu čvrstoću građevinske konstrukcije.

Ovde treba dodatno razmotriti naročite mogućnosti, koje se odnose na to, da pri projektovanju zgrade, treba predvideti određene oblasti za elastične deformacije u konstrukciji zgrade, kroz koje pri elastičnim naprezanjima građevinske konstrukcije, sile koje se prenose kroz konstrukciju zgrade postaju lokalno smanjene, pošto delovi mase zgrade iznad ovih delova zaostaju, u odnosu na početne pomeraje i time smanjuju vršne vrednosti ubrzanja.

U slučajevima da zemljotres prevazilazi referentne vrednosti predviđene građevinskim propisima, može se očekivati da će zgrade biti oštećene ili razorene, a ljudi povređeni ili će izginuti, što su jasno pokazali zemljotresi koji su se dogodili poslednjih godina.

Zato se može reći, da su ove metode proračunavanja i dimenzionisanja neodgovarajuće da bi se obezbediie zgrade i sigurnost života illi kontrolisano oštećenje u jačim zemljotresima.

Građevinski sigurnosni propisi za zemljotrese koriste referentne zemljotrese (očekivanih jačina) za analize konstrukcija koje omogućavaju krajnju sigurnost za očekivane sile. Predviđanja u odnosu na osobine zgrade i njenih parametara konstrukcije (elastičnost konstrukcije) imaju visok stepen neizvesnosti. Ubrzanja određena takvim referentnim zemljotresima su najčešće pri stvarnim zemljotresima veća, a ponekad i znatno veća.

Obezbeđenje konstrukcione celine u ekstremno jakim zemljotresima je tehnički neizvodljivo, jer bi se sve konvencionalno projektovane konstrukcije u takvom slučaju srušile.

Dosadašnje mišljenje stručnjaka, da se razarajući uticaji pomeranja tla i tako stvorenih sila koje deluju na zgrade tokom zemljotresa mogu eliminisati pomoću pojačavanja jačine konstrukcije ili preko primene elastičnih i elemenata za prigušivanje oscilacija, očigledno nije potvrđeno kao realno.

Isto tako i ideja, da se nekim oblicima dodatnog prigušivanja oscilacija, spreče razaranja prouzrokovana jakim pomerajima tla, javlja se kao beznadežna.

Metodi proračunavanja seizmičke sigurnosti prema zakonskim građevinskim propisima koriste pojednostavljene modele za predstavljanje predviđenih opterećenja konstrukcije. Ove pojednostavljene metode daju samo rezultate nedovoljne tačnosti. Takođe je teško ili čak nemoguće analizom prethodno odrediti, koji deo konstrukcije će prvi otkazati i time izazvati rušenje zgrade.

Ove metode proračunavanja zgrada za određivanje seizmičke sigurnosti mogu služiti samo da u pojedinim oblastima u kojim imamo često ponavljajuće zemljotrese male ili srednje jačine obezbede zgrade koje u njima neće biti opasno oštećene.

Iz ovoga se može se zaključiti da ove metode nisu dovoljne za projektovanje i gradnju zgrada koje su stvarno sigurne pri zemljotresima.

Obimna razaranja tokom zemljotresa širom sveta takođe i u novije vreme, ogromne matrijalne štete, gubitak hiljada života ukazuju na neophodnost da se mora postaviti kao cilj da se poveća zaštita od zemljotresa.

3.2 Procena konvencionalnih metoda za sigurnost pri zemljotresima

Težište zgrade je obično postavljeno iznad njenog temelja. Pokretanje temelja se znači mora preneti do težišta zgrade preko tela konstrukcije. Sila koja treba da se prenese preko konstrukcije je udarnog oblika i predstavlja reakciju mase zgrade (inerciju), koja je proizvod mase zgrade i ubrzanja koje je delovalo na ovu masu.

Svi građevinski materijali, koji se ubrzavaju iznad neke određene vrednosti, će dostići i preći granice njihove čvrstoće, i zbog toga će doći do njihovih oštećenja u obliku rastućih naprslina.

Zbog toga je nemoguće ostvariti potpunu sigurnost u slučaju zemljotresa, ukoliko je konstrukcija čvrsto povezana sa osnovom. Svaka konstrukcija, koja je svojim temeljem čvrsto povezana sa tlom ili koja dozvoljava samo malu pokretljivost, će pasti pri određenim jačinama zemljotresa i ubrzanjima koje ih on prouzrokuje.

Očekivanja da će se smanjiti razarajući udari jakih pomeraja prilikom zemljotresa preko trenja i prigušivanja izgledaju beznadežna u slučajevima najjačih zemljotresa.

Samo ograničeni delovi razorne energije koja je prenešena zgradi prilikom zemljotresnih pomeranja, mogu biti raspršeni, ili bolje je reći, mogu biti pretvoreni u toplotu pomoću prigušivanja. U stvarno jakim zemljotresima prigušivanje i trenje neće sprečit razarajuće udare zemljotresa.

Moderna rešenja, takva kao elastične okvirne čelične konstrukcije, koje su pretrpele skupa oštećenja prilikom Northbridge zemljotresa i sistemi za izolovanje temelja, mogu da apsorbuju ili da rasprše izvesni procenat energije, koja se prilikom pomeranja tla prenosi na konstrukciju zgrade. Poslednje studije u Američkom Geološkom Pregledu (U.S. Geological Survev) i Kalifornijski Institut za tehnologyu (CalTech) izražavaju zabrinutost, da je moguće da i takve vrste zgrada budu oštećene ili čak i da se sruše u slučajevima stvarno jakih zemljotresa, ako su dovoljno blizu epicentra.

Znači, u zemljotresima koji prelaze vrednosti koje su korišćene prilikom proračuna po građevinskim propisima, dolazi do razaranja, a opasnost za ljudske živote i dalje postoji. Zbog toga su ove metode proračunavanja nedovoljne za građenje seizmički stvarno sigurnih zgrada.

3.3 Izolacija temelja građevinskih konstrukcija

Napori da se poveća seizmička sigurnost od zemljotresa za zgrade doveli su do velikog ? broja novih rešenja, koja se mogu naći u patentnim spisima.

Među tehničkim rešenjima za zaštitu zgrada od oštećenja izazvanih zemljotresom poznati se uređaji, koji, pored uobičajenog projektovanja konstrukcije u skladu sa građevinskim propisima za zemljotrese, razdvajaju zgradu od osnove preko pokretnih ležišta ili zglobnih spojeva za oslanjanje.

Ova grupa tehničkih rešenja, koja pripadaju sistemima za izolovanje osnove, imaju delimtčnu važnost, pošto oni omogućavaju zgradama ograničenu pokretljivost u odnosu na osnovu. Sva ova rešenja prenose sile smicanja preko sila trenja i prigušivanja u oslonjenoj zgradi, a koje postaju kritične u zemljotresima sa visokim učestanostima i velikim pomeranjima. Neka od ovih rešenja ne prenose vertikalne sile naprezanja i zato nisu pogodna za visoke tanke zgrade i tornjeve.

U jednom načinu izolovanja osnove telo zgrade se postavlja na horizontalne elastične blokove, koji se sastoje od horizontalnih slojeva metalnih listova i slojeva kaučuka naizmenicno raspoređenih. (Američki patentni spisi US 4,527,365 A; US 4,599,834 A; US 4,593,502 A). Ovi blokovi imaju veliku vertikalnu nosivost opterećenja, a omogućavaju horizontalno pomeranje gornjih slojeva u odnosu na donje slojeve izolacionih blokova, ali imaju horizontalno veoma ograničen korak pomeranja.

Povećavanjem pomeranja dalje od srednjeg položaja u mirnom stanju javlja se ukrućivanje blokova zbog povećanja strmine stepena elastičnosti blokova i time dolazi do povećavanja sila pomeranja, a koje se iz osnove prenose na konstrukciju zgrade. U ekstremnim slučajevima ovo ukrućenje gumenih blokova može dovesti do oštećenja konstrukcije zgrade i njene unutrašnjosti.

Ovi blokovi imaju nedostatak što se pri jakim zemljotresima mogu pomerati u stranu samo za ograničene vrednosti pomeraja. Ako pomeranje pređe te vrednosti zgrada će biti ugrožena. Furthermore these elastomeric blocks can sustain only little vertical tension loads. If their limit is exceeded, they might tear.

Oslanjanje zgrada na takve horizontalne elastične blokove može smanjiti vršna ubrzanja preko elastičnosti i prigušenja. Ali ovde i dalje postoji prenošenje kretanja tla na zgradu u izvesnom stepenu. Ako horizontalne oscilacije tla prevaziđu amplitudu pomeranja u stranu čelično-elastomernih blokova, brzina pomeranja tla se prenese u celini na oslonjeni objekt i postoji mogućnost da se blokovi raspadnu usled smicanja čeličnih ploča sa elastomernih ploča

U slučaju velikih amplituda pomeranja tla prenesena pomeranja na zgradu mogu biti znatna, i pomeranja zgrade u oblasti gornjih spratova može biti pojačano, a što se moše uporediti sa efektom biča.

Kod drugih načina izolovanja osnove telo zgrade se oslanja na osnovu koju čine kotrljajući ili klizajući elementi, koji se mogu kretati između dve konkavne ploče ili između ravne i konkavne ploče. Tako se tačke oslonca zgrade kreću kao da su obešene kao klatno.

(Američki patentni spisi US 4,644,714 A; US 4,881,350 A). Ovi uređaji ne prenose nikakve povratne sile i nisu sposobni da apsorbuju spregove sila prouzrokovane torzionim momentima zgrade.

U slučajevima oslanjanja zgrade na kotrljajuće elemente, javljaju se problemi zbog rezultujućih visokih Herc-ovih pritisaka u tačkama kontakta. Ovo rešenje postavlja visoke zahteve u pogledu materijala i kontaktnih površina u upotrebljenim delovima elemenata. Takođe nije moguće u ovom primeru sistema oslanjanja osnove preneti visoke vertikalne sile.

Takođe je moguće postaviti elemente za oslanjanje između dve ravne ploče, gde su poluprečnici krivine njihovih površina na mestima gde dodiruju ploče veći od visine elemenata za oslanjanje. (Nemačka objavljena patentna prijava DE 20 21 031 A1). Zbog toga se gornja ploča diže kada se elementi za oslanjanje kreću zbog dejstva zemljotresa, a što ima za rezultat kretanje koje izgleda kao da je ona obešena kao klatno.

Maksimalna moguća pomeranja kod ovoh rešenja mogu biti nedovoljna već pri zemljotresima srednje jačine. Sopstvene oscilacije ovih rešenja su suviše bliske mogućim sopstvenim oscilacijama zemljotresa, te se ne javlja dovoljno razdvajanje ovih oscilacija, međutim može se javiti rezonancija, a i povratne sile se ne mogu preneti.

U drugom nekom primeru izolovanja osnove, tačke oslonca konstrukcije zgrade su obešene kao klatno. (Američki patentni spisi US 1,761,321 A; US 1,761,322 A; US 2.035,009 A; US 4,328,648 A). Dužine ovih klatna su ograničene tehničkim uslovima. Bočno pomeranje sopstvenih oscilacija sistema nije dovoljno za prigušenje sopstvenih oscilacija osnove izazvane zemljotresom.

Karakteristike pomeranja sistema i perioda sopstvenih oscilacija su određeni geometrijom klatna. Razlika između perioda sopstvenih oscilacija oslonjene konstrukcije i oscilacija tla određuje karakteristike pomeranja mase zgrade koja je oslonjena po principu klatna.

Ukoliko je neki objekt ili zgrada oslonjena po principu klatna, kao što je to pokazano u primeru na slikama FIG.2, FIG.3 ili FIG.4, tada ovaj objekt ili zgrada vrši sopstvena pomeranja prema dinamičkim principima matematičkog klatna. Zbog zemljine teže i mogućih dodatnih ubrzanja, masa objekta ili tela zgrade 1 javlja se kao sila u donjoj spojnoj tački 3 klatna 2, srazmerno raspodeli mase na različitim tačkama oslonca. Klatna 2 su pričvršćena za gornju spojnu tačku 4 odgovarajuće projektovanim konstrukcijama nosača 5 opterećenja. Spojevi 3 i 4 su ili kuglični zglobovi iii univerzalni (kardanski) zgiobovii i dozvoljavaju klatnu klaćenje oko dvaju osa, u odnosu na konstrukciju nosača opterećenja i takođe u odnosu na objekt koji visi. Karakteristike kretanja prikazanih primera mogu biti svedene na model matematičkog klatna.

Sva navedena rešenja su sistemi koji mogu da osciluju i čije su sopstvene učestanosti oscilovanja bliske sopstvenim oscilacijama pokrenutim zemljotresom. U slučaju nastanka velikih amplituda zemljotresa, može doći do pojave rezonancije u opsegu zemljotresnih učestanosti, čime nastaju dodatni problemi koji mogu ugroziti zgradu.

Ukoliko je, u blizini svoje sopstvene rezonantne učestanosti, zgrada podvrgnuta i naginjanju u odnosu na njenu vertikalnu osu, viši spratovi zgrade udaljeniji od tla su podvrgnuti dodatnim ubrzanjima, a odavde proističu i dodatnia opterećenja.

Čak i sa veoma elastičnim ležištima između zgrade i njene osnove, i iz toga proiziazeće horizontalne elastičnosti, ovde neće biti stvarnih zadovoljavajućih rezultata u slučaju stvarno jakih potresa, ukoliko razdvajanje učestanosti nije zadovoljavajuće

Moguća bliskost rezonantne učestanosti i moguće učestanosti povratnog spektra zemljotresa će prouzrokovati veliko pojačavanje amplituda u gornjim delovima zgrada.

Odavde proističe, da je moguće, da zgrade sa tako izolovanim osnovama budu prisiljene da se pri takvim učestanostima jače ljuljaju.

Na zgradama može doći do oštećenja konstrukcije i dodatnih šteta u unutrašnjosti prouzrokavanih pokretnim objektima, a što može takođe i da ugrozi ljude.

3.4 Upoređivanje novog rešenja sa onima u stanju tehnike

Sigurnost od zemljotresa na nivou idealnog.

U stvarno jakim zemljotresima, tzv. "katastrofalnim", zaštita pomoću napred pomenutih sistema i svih drugih projektovanih konvencionalnim metodama u skladu sa važećim građevinskim propisima može biti nedovoljna ili čak nezadovoljavajuća. Razaranja i broj mrtvih može biti katastrofalan. Dešavali su se zemljotresi sa stotinama hiljada žrtava.

Poznati izolacioni sistemi osnove dozvoljavaju pomeranje oslonjene konstrukcije u odnosu na osnovu u relativno uskom opsegu. Povećanjem amplituda oscilacija smanjivanje impulsa se smanjuje. U ekstremnim zemljotresima postoji mogućnost otkazivanja zaštite.

Za razliku od poznatih zaštitnih sistema od zemljotresa, sistem prema pronalasku nije uređaj sa kugličnim ili kliznim ili elastomernim osloncima koji apsorbuje ili raspršuje energiju, nego uređaj koji ne prenosi udar, koji dozvoljava slobodno pomeranje u bilo kojem pravcu.Rešenje prema pronalasku potpuno sprečava prenošenje pomeranja tla na oslonjenu zgradu, nikakva energija se ne prenosi na konstrukciju.

Pronalazak, kako je određen patentnim zahtevima, odlikuje se činjenicom da se horizontalne oscilacije, prouzrokovane zemljotresom, ne prenose na konstrukciju zgrade. Oslonjeni objekt ne može da sledi oscilacione pokrete tla izazvane zemljotresom i time ostaje u svom položaju mirovanja, odnosno ne kreće se. Štete od zemljotresa su time sprečene.

Učestanosti zemljotresa i sopstvena učestanost konstrukcije oslonjene po principu virtuelnog klatna su toliko različite, da pomeranja tla ne mogu da se prenesu na osbnjenu konstrukciju. Princip pronalaska je potpuno efikasan pri svim učestanostima zemljotresa. Iz oslonjene mase, koja se nepokretno drži u srednjem položaju, nema sila reakcije, prouzrokovanih ubrzanjima, udarom u konstrukciju zgrade. Kao rezultat ovde nema razaranja zgrade ili njene unutrašnjosti, čak i pri najjačim mogućim zemljotresima.

S druge strane, elastomerna ležišta i klizna ležišta ipak prenose znatne sile smicanja na konstrukciju zgrade, a što može postati kritično u izvesnim slučajevima. Čak i ako zgrada ne pretrpi nikakva oštećenja konstrukcije, štete u unutrašnjosti zgrade mogu i dalje biti znatne.

Pošto ležišta za izolovanje osnove, sa elastomernim blokovima, valjcima, kuglama ili kliznim elementima ne mogu da prihvate vertikalna zatezna opterećenja,Zemljotresno-zaštitniModuli s druge strane, pošto su zasnovani na principu virtuelnog klatna, mogu u potpunosti da prenesu sva vertikalna zatezna opterećenja.

Sistem za zaštitu od zemljotresa, prema pronalasku, je idealni sistem za izolovanje osnove, to je uređaj zs oslanjanje opterećenja malih dimenzija, koji radi pasivno, a postavlja se u temelje ili u prizemlju zgrade. On slobodno dozvoljava pomeranje u svim pravcima u odnosu na osnovu i istovremeno obezbeđuje adekvatne sile otpora prema prema opterećenjima nastalim od vetra.

Perfektan radZemtjotresno- zaštitnogModula neće zavisiti od jačine udara, magnitude zemljotresa, ubrzanja osnove, pomeranja i učestanosti zemljotresnih oscilacija, bilo da su harmonične ili disharmonične. Rezultati će uvek biti isti: zgrada će ostati da stoji mirno, neće se pokretati. Virtuelne sile nulte jačine deluju na konstrukciju. Svi patentni zahtevi su matematički potvrđeni.

Zemljotresno- zaštitniModuli prema pronalasku, sa druge strane nisu uređaji koji apsorbuju energiju, nego uređaji koji ne prenose udar, i koji dozvoljavaju slobodna pomeranja. Oni su sposobni da smanje ubrzanja oslonjenih objekata, prouzrokovana zemljotresom, na skoro nulu (manje od 0.01g), nezavisno od jačine zemljotresa i nezavisno od učestanosti i amplitude pomeranja tla. Odavde proističe da nema prenošenja energije pomeranja tla na zgradu. Sile smicanja, koje deluju na konstrukciju zgrade su smanjene na beznačajne vrednosti.

Čak ni najjači zemljotresi neće prouzrokovati oštećenja na konstrukciji, fasadi ili u unutrašnjostu. Osobe unutar zgrade možda ga neće ni primetiti, da se upravo dogodio zemljotres.

Zaštita zgrada od zemljotresa je tako kompletna, da nezavisno od jačine zemljotresa nikakve sile razorne snage neće biti prenete na zgradu. Ovim novim postupkom je moguće ostvariti ponašanje zgrade koje odgovara nepomičnosti oslonjenog objekta, koji virtueino ostaje u svom mirnom položaju, čak i kada se tlo pomera sa velikim amplitudama i velikim ubrzanjima.

Elastomema ležišta i ležišta sa trenjem i klizanjem imaju ograničenu krutost u odnosu na povratne vertikalne sile. Ako neki zemljotres prouzrokuje velika vertikalna ubrzanja, može doći do oštećenja ležišta i oslonjene konstrukcije, ili se čak može javiti odvajanje od osnove, sa ozbiljnim pratećim posledicama. Ovi problemi sprečavaju primenu takvih izolatora kod visokih konstrukcija. Visoka zgrada trpi velike sile čupanja njene osnove (usmerene vertikalno nagore) zbog naginjanja prouzrokovanog vetrom ili nekim zemljotresom.

Zemljotresno- zaštitniModuli zasnovani na principu virtuelnog klatna sa druge strane rešavaju ove probleme čupanja osnove, pošto oni čvrsto ukotvljuju zgradu za njen temelj, čak i tokom velikih pomeranja tla.

Ovom novom tehnologijom sada je moguća i potpuna izolacija od zemljotresnih pomeranja i najviših visokih zgrada, a čak i najviše uske zgrade zaštićene ovim načinom nisu podvrgnute efektu "udara biča" prilikom zemljotresa. Nema izletanja prozora, nema letenja kroz sobe opasnih projektila od raznih predmeta.

Na osnovu svojih principa projektovanja, visoke uske zgrade oslonjene ovom tehnologijom su toliko stabilne i čvrste, kao da su konvencionalno projektovane građevinske konstrukcije sa čeličnim skeletom, ali sa dodatnom prednošću, što ta konstrukcija nije prisiljena ni na kakvo pomeranje prilikom pomeranja tla i da zato konstrukcija ne trpi nikakve deformacije sa spoljašnjim ili unutrašnjim oštećenjima. Ovako zaštićene visoke uske zgrade su perfektno zaštićene od zemljotresa.

Postupkom oslanjanja zgrada i objekata, prema pronalasku, kojim se oni oslanjaju preko uređaja za oslanjanje koji ostvaruju mogućnost pomeranja tačaka oslonca opterećenja kao da se nalaze na kraju klatna sa dugačkim trajanjem periode, a čime ostvaruju tzv. "Virtueino klatno" zaštita od zemljotresa je podignuta na nivo idealne.

Maksimalna moguća pomeranja kod poznatih izolatora mogu biti nedovoljna prilikom velikih zemljotresa. Ako se te granice pomeranja prekorače zgrada može biti oštećena ili razorena.

Naročito blizu epicentra jakih zemljotresa, gde se mogu javiti velika pomeranja tla, gde će svi do sada poznati sistemi biti nadvladani, sistem prema pronalasku će obezbediti sigurnost, pošto on može biti projektovan za najveća pomeranja.

Sistem prema pronalasku ostvaruje ovaj nivo zaštite ograničavanjem horiizontalnih ubrzavanja koja se mogu preneti sa osnove na zgradu na beznačajne vrednosti koje su manje od 0.01 g.

Sa ovim sposobnostima i karakteristikama sistema ovde opisana tehnologija zaštite od zemljotresa nudi jedinstvene prednosti u poredenju sa postojećim tehnologijama.

Nema poznatog postupka i sistema koji bi učinio mogućim poređenje njegovih osobina.

Ovaj novi revolucionarni princip predstavlja proboj u naporima koji su vršeni po čitavom svetu da se nađe potpuno rešenje od pretnji koje stvara zemljotres.

4 Kratak pregled pronalaska

Pronalazak predstavlja sistem za izolovanje osnove. To je uređaj za oslanjanje opterećenja malih dimenzija, koji radi pasivno i koji se postavlja u temelje ili u prizemlju zgrada. Sistem sprečava prenošenje vibracija i udara tla na oslonjeni objekt.

Zaštićena zgrada je potpuno izolovana od horizontalnih pomeranja tla novim uređajem za oslanjanje, koji disonantno razdvaja sopstvene učestanosti oslonjenog objekta od sopstvenih učestanosti osnove.

Štete od zemljotresa su efikasno otklonjene. Princip virtuelnog klatna je primenljiv na sve učestanosti koje se javljaju prilikom zemljotresa, na sva ubrzanja osnove, a uređaj može biti projektovan za sve potrebne amplitude učestanosti.

Ove noseće konstrukcije (uređaji za oslanjanje) prema principima virtuelnog klatna, mogu biti projektovani za sva potrebna pomeranja, za sva vertikalna opterećenja i mogu biti projektovani tako da im nije potrebno održavanje. Uređaji su pogodni za zaštitu objekata od zemljotresa svake vrste tako što ih razdvajaju od oscilacija tla.Oni se takođe mogu koristiti za zaštitu već postojećih objekata ako se naknadno ugrade.

Napred određeni zadatak je rešen novim rešenjem noseće konstrukcije, koja se sastoji odZemljotresno- zaMtnogModula, koji nosi zgradu ili objekt. Ovi zaštitni moduli su čvrsto povezani za tle bilo preko zajedničke osnove ili preko pojedinačnih osnovaza svaki zaštitni modul. Moduli nose konstrukciju na nekoliko tačaka, gde su čvrsto povezani i dozvoljavaju konstrukciji u spojnim tačkama pokretljivost u svim pravcima, 'sa najvećim mogućim amplitudama oscilacija i malim povratnim silama, koje za uzvrat prouzrokuju samo minimalna ubrzanja.

Pronalazak predstavlja sistem za nošenje opterećenja koji je imun na zemljotrese, koji nosi konstrukcije svake vrste, takve kao zgrade, mostovi, industrijska postrojenja i nuklearnne centrale ili sve vrste objekata. Sistem se postavlja između osnove nošene konstrukcije i sprečava da se bilo kakva dinamička sila prouzrokovana naizmeničnim horizontalnim pomeranjima tlai ubrzanjima deluje na konstrukciju u cilju da zaštiti objekt od oštećenja izazvanih zemljotresom.

Za prigušenje ili otklanjanje vertikalnih oscilacija tla primenjuju se mehanički, hidropneumatski ili viško elastični opružni sistemi sa veoma niskom elastičnošću opruge u kombinaciji sa uređajima za oslanjanje na bazi virtuelnog klatna, za izolovanje osnove.

4.1 Zadatak i cilj pronalaska

Zadatak predmetnog pronalaska je da obezbedi postupak i uređaje za zaštitu od zemljotresa koji će izolovati oslonjenu zgradu ili objekt od pomeranja tla do tolikog stepena, da se, nezavisno od jačine zemljotresa, sile razaranja ne prenesu na zgradu.

Da bi se ostvarila nezavisnost rezonance zgrade kada tle osciluje, prirodna učestanost oslonjene zgrade mora biti razdvojena od učestanosti oscilovanja tla do takvog stepena, da su oba oscilaciona sistema efikasno razdvojena jedan od drugog, što za posledicu ima da se nezavisno od jačine nekog zemljotresa, sile sa razornim dejstvom (horizontalne sile ubrzavanja i sile smicanja) prouzrokovane pokretanjima tla se ne prenose na konstrukciju zgrade.

Ukoliko su učestanosti oscilovanja tokom zemljotresa i sopstvena učestanost oscilovanja nosećeg sistema sa oslonjenom konstrukcijom razlikuju faktorom 20 ili višim, tada ne treba očekivati da će znatno više učestanosti oscioovanja tla izazvati neko oscilovanje oslonjene konstrukcije. U svakom slučaju, ukoliko oscilovanje oslonjene konstrukcije ima period oscilovanja od 20 sekundi i više, nikad neće prouzrokovati nikakva oštećenja. Tako inertan odgovor zgrade i time rezultirajuća mala ubrzanja su psihološki teško primetna.

4.2 Izvođenje rešenja postavljenog zadatka

Početna razmatranja koja su osnova za početak izvođenja željenog rešenja postavljenog zadatka.

Početna tačka analize je ljuljanje obešene mase po principu klatna.

FIG.5 Masa 1 deluje kao masa u najnižoj tački klatna. Ako se masa 1 na donjem kraju 3 klatna 2 pomeri iz svoje statičke tačke mirovanja na rastojanje e, ona istovremeno biva izdignuta na visinu h, pošto klatno 2 dužine I opisuje krug svojim donjim krajem 3 klatna oko gornje tačke 4 vešanja, sa poluprečnikom r = I. Pošto se sva pomeranja mogu javiti oko dve ose, u svakom pravcu, donji kraj klatna, zajednička tačka obešene mase, će gledajući odozgo opisivati konkavnu sferu,.

Dizanje mase na visinu h mase 1 dovodi do povećanja potencijalne energije mase. Kada sila, koja je prouzrokovala pomeraj e mase 1 i dizanje na visinu h, iščezne, sila vučenja Z klatna i sila koja se javlja kao rezultanta dejstva zemljine teže i mase (m • g) rezultira kao povratna sila R, koja vraća masu 1 na kraju klatna u položaj njene stabilne tačke mirovanja.

Iste relacije se javljaju, kada se masa 1 ne pomera iz njene stabilne tačke mirovanja, nego se gornja tačka 4 vešanja klatna 2 pomeri konstrukcijom 5 za nošenje opterećenja pomeranjem u stranu osnove 6. Ovim klatno vrši ugaoni pomeraj zbog inercije obešene mase, i zbog toga se masa diže. Tada se javlja pokretanje mase prema oscilacionim karakteristikama klatna.

Kružna učestanost oscilacija je

g ........... ubrzanje zemljine teže / dužina klatna

Znači, karakteristike oscilovanja klatna su određene samo dužinom klatna.

Učestanost oscilovanja klatna je

Oscilacije klatna su određene samo dužinom klatna.

Period oscilovanja klatna je

Iz toga sledi da za velike dužine klatna dobijamo niske učestanosti oscilovanja i dugačku periodu oscilovanja klatna.

Ako su učestanost klatna i učestanost osnove veoma različite, ako su disonantne tj. nesaglasne, pokretanja su znatno razdvojena jedno od drugog.

Na primer, ako se gornja tačka vešanja klatna pomeri zbog horizontalnih oscilacija osnove u slučaju zemljotresa, gde zemljotresi obično imaju dominantne učestanosti između 0.5 Hz i 2 Hz, i klatno velike dužine će imati nisku učestanost u poređenju sa pobudnom učestanošću osnove, tada masa neće moći slediti pomeranja osnove. Masa ostaje skoro nepokretna. Kada masa počne da se kreće veoma malom brzinom zbog dugačkog perioda svojih sopstvenih oscilacija, povratno kretanje gornje tačke vešanja klatna se javlja sa znatno višom učestanošću preko osnove, pre nego što se obešena masa pokrenula, čak i polako iz svog početnog položaja. Ovaj povratak se stalno javljaj tokom nastavljanja oscilacija, sa efektom, da masa ostaje da stoji mimo, skoro na istom položaju.

Da bi se dobilo željeno veće razdvajanje učestanosti klatno mora da ima veću dužinu, ali ostvarenje klatna velikih dužina je potpuno nepraktično.

Da bi se ovde posmatrano klatno, koje je obešeno o tačku na svom gornjem kraju, ostvarilo kao stabilni element za nošenje opterećenja, ono treba da ima najniži položaj težišta oslonjene mase u svom stabilnom stanju u mirnom položaju, u koji će težiti da se vrati pod uticajem sile zemljine teže.

Ostvarenje tzv "Virtuelnog klatna", sa malom fizičkom visinom, ali koje će efektivno raditi sa karakteristikama klatna velike dužine i zato dugačke periode, je zasnovano na principu, da su rad stabilnog elementa za nošenje opterećenja, koji diže obešenu masu, i nestabilnog elementa za nošenje opterećenja, koji spušta oslonjenu masu, povezani na takav način, da stabilizaciono, dižuće dejstvo neznatno ali dovoljno preovladava.

Pod uticajem ubrzanja usled zemljine teže, masa obešena o stabilne elemente za nošenje opterećenja traži položaj svoje najmanje potencijalne energije unutar granica njene pokretljivosti.

Ukoliko se masa vodi u svom pokretanju kao klatno, svako pomeranje iz njenog položaja mirovanja povećava potencijalnu energiju. Dejstvom ubrzanja zemljine teže ona će se vratiti u svoj osnovni početni položaj.

Položaj mase je stabilan.

Suprotno, ako pomerena iz svog početnog položaja unutar granica njene pokretljivosti masa smanjuje svoju potencijalnu energiju, ubrzanjem zemljine teže ona će nastaviti da smanjuje svoju potencijalnu energiju.

Položaj mase je nestabilan

Spajanjem i preklapanjem oba uticaja, pomeranje stabilne mase i pomeranje nestabilne mase, preko odgovarajućeg izbora geometrije spojnih elemenata, javlja sbsamo neznatno pomeranje naviše, koje samo neznatno povećava potencijalnu energiju mase. Pomereno klatno se polako vraća u svoj osnovni položaj mirovanja, a što rezultuje zbog dugačke sopstvene periode sistema.

Ovo predstavlja rad dugačkog klatna.

Ako, u skladu sa predmetnim pronalaskom, ovde nema stvarno fizički dugačkog klatna, ali je ovde uređaj koji efektivno simulira rad dugačkog klatna sa dugačkom periodom, uprkos njegovih stvarnih relativno malih fizičkih dimenzija, on je ovim definisan kao "virtueino" klatno sa dugom periodom.

lako tzv. virtueino klatno ima malu fizičku konstrukcionu visinu, ono se ponaša po karakteristikama dugačkog klatna sa dugom sopstvenom periodom oscilovanja.

Ako sa izvesnom raspoloživom visinom prostorije za postavljanje, koja određuje dužinu I klatna 2, visina h postane prevelika, tada se mora izvršiti dodavanje preklapajuće negativne vrednosti, sniženja, što rezultira manjim dizanjem, a što je željeni cilj. Ovo može biti izvedeno spajanjem stabilnog, visećeg klatna i nestabilnog stojećeg klatna na odgovarajući način. Ukoliko je razmešten po horizontali, povezani stojeći i viseći noseći elementi i njihova odgovarajuća pozitivna i negativna vertikalna pomeranja se dodaju na rezultujuće vertikalno pomeranje.

Pošto se vertikalno pomeranje oba noseća elementa javlja harmonično tokom horizontalnog pomeranja, pošto rezultuju iz kružnih funkcija, razlika (preklapanje) oba vertikalna pomeranja javlja se takođe harmonično, kao i prilikom horizontalnih pomeranja.

FIG.6 ilustruje ovu povezanost. Tačka mase 3 stabilnog klatna 2 dužine I se podigne za visinu h kada se horizontalno pomeri za e. Gornji kraj stojećeg nestabilnog klatna 7 dužine I, je vertikalno snižen za veličinu s kada je horizontalno pomeren za e,

Kada se dodaju vertikalna pomeranja oba noseća elementa, kao rezultat se javlja podizanje na visinu h„.

Odnosi a : B i e : esće biti zavisni od vrste upotrebljenog spajanja i od slobodno odabranog odnosa 1:1,.

Dodavanjem vertikalnih pomeraja stabilnog i nestabilnog klatna dobija se rezultat opisan na FIG.6.

Spoj stabilnog i nestabilnog klatna može biti izveden na različite načine. Preko različitih poluga utiče se na dizanje i spuštanje proporcionalno prenešenih vrednosti nosećih elemenata ili spojni elementi mogu biti korišćeni za određivanje pogodnih tačaka za oslanjanje ležišta opterećenja, koje su podvrgnute preko spoja proporcionalnom dizanju i spuštanju obe vrste klatna za ostvarenje željenog podizanja.

FIG.7Horizontalni pomeraj ep izabrane tačke oslonca opterećenja, koja je na donjem kraju virtuelnog klatna, je funkcija ili prva aproksimacija srazmerna pomeraju e tačke vešanja, stabilnog fizičkog klatna.

Slično je i kod podizanja i preklapajućeg spuštanja tačke oslonca nosača opterećenja, donja krajna tačka virtuelnog klatna, je u funkciji ili srazmerna podizanju ili spuštanju tačke na koju deluje masa visećeg stabilnog i stojećeg labilnog fizičkog klatna.

Podizanje na visinu hp tačke virtuelnog klatna u kojoj deluje masa, je funkcija pomeraja iz srednjeg mirnog položaja, i predstavlja, u prvoj aproksimaciji, krug. i ukoliko se klati oko dve ose tačka P opisuje na svom mestu konkavnu sferu, ukoliko se posmatra odozgo.

Poluprečnik krivine p je dužina lp virtuelnog klatna.

FIG.8Noseći element 2 je stabilno, viseće klatno dužine lha noseći element 7 je nestabilno, stojeće klatno dužine I,.

Ukoliko se viseće klatno, noseći element 2, pomeri za ugao a, slobodni pokretni kraj klatna izvrši podizanje na visinu h. Ukoliko se stojeće klatno, noseći element 7, pomeri za izvesni ugao 6, slobodni pokretni kraj klatna se spusti za veličinu s. Slobodni pokretni kraj klatna, noseći element 2, opisuje konkavnu sfernu površinu, Ukoliko se gleda odozgo. Slobodni pokretni kraj stojećeg klatna, noseći element 7, opisuje konveksnu sfemu površinu ukoliko se gleda odozgo.

FIG.9Prema predmetnom pronalasku, slobodno pokretni kraj visećeg klatna, noseći element 2, i stojeće klatno, noseći element 7, su spregnuti preko sprežnog elementa 8. Spregnutim oscilacijama oba klatna, deo sprežnog elementa 8, koji je bliži visećem klatnu, noseći element 7, je spušten tokom oscilacije. Deo spojnog element 8, koji je bliži visećem klatnu, noseći element 2, tokom oscilacije će se podići.

Bilo gde na spojnom elementu 8 dužine c tačka P, koja je tačka nošenja opterećenja oslonjenog objekta, deli dužinu spojnog elementa 8 u odnosu a : b , vršeći samo malo izdizanje tokom oscilacije oba noseća elementa u bilo kom smeru, unutar opsega očekivanih horizontalnih pomeranja.

Ovo je određeno pogodnim izborom relativnih dimenzija l„ lh, c i odnosa a prema b. Manjom dužinom lhvisećeg klatna, noseći element 2, i samo klatno se zaljulja za e, kraj visećeg klatna, izvrši veće podizanje h. Veća dužina I, stojećeg klatna, noseći element 7, istog klatna se zaljulja za e klatna, a što rezultira manjim sniženjem s.

Tačka P na spojnom elementu 8, koja deli dužinu c u odnosu a : b, treba da bude postavljena na takav način, da dizanje tačke P tokom ljuljanja klatna za e visećeg klatna, noseći element 2, je uvek pozitivno ali ostaje minimalno. Ako je spojni element 8 sprečen preko pogodnog ležišta, da rotira oko vertikalne ose H, isti zaključci će ostati važeći, i kada se pojave oscilacije nosećih elemenata 2 i 7 i u drugim smerovima, kao što je to ilustrovano na FIG.10, koja pokazuje pogled odozgo.

F1G.10 Spojni element 8 rotira oko ose Q u svojim ležištima B, koja su čvrsto povezana na oslonjenu masu pa su zbog toga prinuđena da rotiraju oko vertikalne ose H. Slobodni kraj visećeg klatna, noseći element 2, describes a concave sphere K, seen (tom above. The standing pendulum, supporting element 7, opisuje konveksnu sferu V, gledano odozgo. Ako se slobodni kraj visećeg klatna, noseći element 2, zaljulja za izvesnu dužinu e u bilo kojem smeru, tačka P spojnog elementa 8 a time i osa Q se podižu na isti način kao kada se ljuljanje pojavi u smeru X-ose.

Isto tako i tačka ležišta povezanog na spojni element 8 sa nosećim elementom 7 će izvršiti isto sniženje, kada se klatno, noseći elementi 2 i 7, ljuljaju u proizvoljnom smeru, kao i smeru X-ose. Zbog toga, tačkat P na spojnom elementu 8 vrši podizanje oscilovanjem spojenog klatna u bilo kojem smeru.

Kao što je pokazano na FIG.9, tačka P se kreće kao slobodni kraj visećeg dugačkog klatna dužine lv. Ono predstavlja slobodni kraj virtuelnog klatna velike dužine.

FIG.11 Sa pomerajem e spojnog elementa 8 sa FIG.9 iz svog položaja mirovanja i izdizanje hp tačke P dužina virtuelnog klatna u skladu sa slikom FIG.9iznosi

Kružna učestanost virtuelnog klatna je

Učestanost oscilovanja virtuelnog klatna je

Perioda virtuelnog klatna je Maksimalna brzina tačke P slobodnog kraja virtuelnog klatna je Maksimalno ubrzanje slobodnog kraja virtuelnog klatna i time oslonjenog objekta je

Sa skoro istom funkcionalnošću, noseći element 2 može takođe da bude projektovan kao užad da bi se uštedele mehaničke veze, ako su noseći elementi 2 isključivo podvrgnuti zateznim opterećenjima.

FIG.12prikazuje varijantno rešenje principa.

Pored izbora odnosa lhpremaI,i a prema b, isto tako izbor ugla y efikasne poluge b spojnog elementa 8, i takođe uvođenjem ugla koji se odnosi na efikasnu polugu a, određuje se dizanje tačke P i time efikasna dužina virtuelnog klatna.

Dimenzije mogu biti izabrane na takav način, da efikasna dužina lvvirtuelnog klatnal bude umnožak visine zemljotresno-zaštitnog uređaja. Preko ovog je moguće odrediti, da učestanost oscilovanja virtuelnog klatna i mase m koju nosi bude znatno manja od učestanosti oscilovanja 6 prouzrokovane horizontalnim pomeranjima od zemljotresa.

Ovo rezultira razdvajanjem pozicija objekta oslonjenog o virtueino klatnood horizontalnih pomeranja tla. Maksimalna ubrzanja koja će delovati na zgradu, ili na bilo koji oslonjeni objekt, mogu biti dobijena iz osobina kretanja matematičkog klatna prema jednačini (11).

Pogodno projektovanje i dimenzionisanje dopuštaju smanjenje ovih piaksimalnih ubrzanja na tako niske vrednosti, da one postaju psihološki neprimetne. Ova sposobnost je nezavisna od jačine horizontalnih ubrzanja, koje podnosi osnova 6 usled dejstva nekog zemljotresa.

Skoro potpuna nepomičnost zgrade, oslonjene virtuelnim klatnom efektivne velike dužine i duge periode, nije zavisna od jačine zemljotresa.FIG.13odgovara po svojim osnovnim principima rešenju datom na slikama FIG.9 i FIG.12. Ovde je čak i poluga efektivne dužine b odvojena od poluge dužine a i sadrži svoje sopstveno uzglobljenje u visokom položaju prema nosećem elementu Lwopterećenja, proporcionalno noseći masu m.

Ovim rešenjem, stabilno klatno 2 i stojeće, labilno klatno 7 svojim odgovarajućim dužinama lhi I, zauzimaju veći deo raspoložive visine prostorije. Zato, sa istim maksimalnim uglom raspoloživim za klaćenje dvo-osnih uzglobljenih nosećih elemenata 2 i 7, sistem ima sposobnost velikih pomeranja u odnosu na raspoloživu visinu prostorije za postavljanje.

Spojni element 8 je povezan sa spojnim elementom 8bpreko spojnog nosača 8„ koji ima jedno-osovinski zglob na svakom kraju. Spojni element 8bje uzglobljen na noseći element Lv, i oslonjen, dvo-osno uzglobljen, stojećim, labilnim klatnom 7. Ponašanje odgovara dijagramima na slikama FIG.9 i FIG.12.FIG.14iFIG.15pokazuju opseg oscilovanja oslonjene mase u odnosu na osnovu u dva smera.FIG.16prikazuje opseg oscilovanja oslonjenog objekta u odnosu na osnovu u tri faze pokreta sa amplitudom S oscilacije.FIG.17Sa oscilacionim udarom S osnove 6 i sa osnovom povezanom virtuelnom nosećom tačkom Cvvirtuelnog klatna Pv, stabilni noseći element, viseće klatno 2, podiže svoju nižu oslonačnu tačku za veličinu h, a labilni nosećit element, stojeće klatno 7, spušta svoju gornju tačku oslonca za veličinu s, pri čemu je oslonjeni objekt O podvrgnut dizanju hp, koje odgovara dizanju virtuelnog klatna P,.

FIG.18 Ovaj dijagram pokazuje sistem sa trouglastim spojnim elementom 9.

F1G.19pokazuje pogled odozgo na sistem prikazan na slici FIG.18. Trouglasti spojni element 9 je dvo-osno uzglobljen na tri noseća elementa 11. Svaki noseći element 11 je, pod uglom 5, dvo-osno uzglobljen na osnovu 6 preko tri noseće tačke 10.

Ako se sa jedne strane nosećeg elementa 9 noseći element 11 diže na svojoj donjoj spojnoj tački i2, zato što se njegova gornja oslonačna tačka 10 pokreće dalje od centra spojnog elementa 9, zbog pokretanja osnove 6, i zbog spojnog elementa 9, svojom inercijom i inercijom mase objekta, koja je oslonjena u centru 13 spojnog elementa 9, ostaje iza, u odnosu na pokret osnove 6, tada on na naspramnoj strani spojnog elementa 9 spušta donju tačku 12 uzglobljenja nosećeg elementa 11, pošto u svojim originalnim srednjim položajimanosećih elemenata 11 nisu vertikalne nego nagnute ka njihovim zajedničkim sredinama.

Pošto je zbog početnog nagnutog stava nosećeg elementa 11, pod uglom 5, spuštanje jedne strane spojnog elementa 9 manje od podizanja naspramne strane, centar 13 spojnog elementa 9 se podiže.

Odnos dizanja elementa 9 sa jedne strane prema spuštanju na njegovoj naspramnoj strani zavisi od izbora ugla 5, u odnosu na centeralni položaj mirovanja spojnog elementa 9, i od izbora relativnih geometrijskih dimenzija nosećih elemenata i spojnog elementa.

Ukoliko se osnova pokreće u svim smerovima, centar 13 spojnog elementa 9 se kreće u svom mestu po površini oblika konkavne sfere, otvorene nagore sa poluprečnikom krivine p .

Centar 13 spojnog elementa 9 kreće se ukoliko je obešen o "virtueino" klatno dužine p. Ukoliko se kreće horizontalno za veličinu e, centar 13 spojnog elementa 9 će se podići za veličinu h, i spojni element 9 će se nagnuti pod uglomC,.

FIG.20 Ukoliko je u centru 13 spojnog elementa 9 vertikalni noseći element 14 čvrsto pričvršćen sa visinom lp, tada ova jedinica za sebe predstavlja stojeće, fizički labilno klatno.

Ispod njegovog fizičkog produžetka stojeće klatno je virtueino oslonjeno i dvo-osno uzglobljeno, I kada je nagnuta oko donjeg momentnog obrtnog zgloba, jedinica će biti dignuta za veličinu h, pošto je spregnuta preko spojnog elementa 9 na noseće elemente 11, kao što je to pokazano (FIG.19).

Naginjanjem za ugao £ tačka oslonca P oslonjene mase, na vrhu nosećeg elementa 14 visine L, u vezi sa spojnim elementom 9, vrši relativno spuštanje za veličinu

i dodatno ekscentrično pomeranje Ukupno ekscentrično pomeranje tačke P postaje Rezultujuće podizanje tačke P postaje

FIG.21 Tačka P, gornji kraj nosećeg elementa 14, kreće se po konkavnoj površini, otvorenoj nagore, sa ravnom zakrivljenošću. Zakrivljenost i stabilna pozicija su određeni relativnim dimenzijama svakog od elemenata jedinice prema svakom drugom, i posebno visinom lp.

Izbor dužine lp biće ograničen visinom, pri kojoj sistem postaje nestabilan. Uređaj prema slici FIG.21 predstavlja virtueino klatno koje nosi neki objekt u dvo-osnom ležištu u tački P, na taj način, da ako je oslonjeni objekt obešen o dugačko klatno dužine lv, on će se kretati po zakrivljenoj površini poluprečnika p.

Sa e i hp iz jednačina (14) i (15) dužina virtuelnog klatna je određena jednačinom (6).

U ovom udubljenju (oblika činije) kreće se tačka oslonca nosača opterećenja uvek ka najnižoj tački, centru udubljenja (činije).

Što je ravnija zakrivljenost udubljenja (činije), to su manje povratne sile ka centru prouzrokovane gravitacijom i tačka oslonca nosača opterećenja se sporije kreće ka centru.

Dalje se primenjuju jednačine (7) do (11).

Sa skoro istom funkcionalnošću, noseći elementi11mogu biti projektovani kao užad da bi se uštedele mehaničke veze, naročito pošto su noseći elementi11isključivo podvrgnutizateznim opterećenjima.

Tačka oslonca nosača opterećenjaZemljotresno- zaštitnihModula ima prostornu pokretljivost kao da je donji kraj veoma dugačkog klatna. Ova tačka se kreće po ravno zakrivljenoj virtuelnoj sfemoj površini.

FIG.22 prikazuje drugi primer virtuelnog klatna prema postupku određenom u patentnom zahtevu 1.

Na noseću konstrukciju 5, koja je povezana sa osnovom 6, su dvo-osno uzglobljena na najmanje dva ili više stabilnih nosećih elemenata, vertikalna paralelno obešena klatna 2, koja nose poprečnu gredu ili platformu kao spojni element 8.

Kroz centar spojnog elementa 8 pruža se vertikalni noseći element 14, ukotvljen u dvo-osno pokretnom ležištu koje podržava vertikalna opterećenja. Njegov donji kraj je pozicioniran u kuglastom ležištu 43, sa osnom pokretljivošću ali horizontalno fiksiranom. U ležištu 43 vertikalni noseći element 14 se može okretati oko svih horizontalnih osa.

Centar oslonca 59 ima istu pokretljivost u prostoru kao i donji deo visećih klatna 2 dužina lhkoja su podvrgnuta podizanju h kada se horizontalno pomere za e.

U primeru sa slike FIG.22, za vrh nosećeg elementa 14 rezultujuće podizanje je negativno, tj. on je podvrgnut spuštanju. Zbog toga će ova tačka biti nepogodna da bude tačka oslonca nosača opterećenja.

Vrh, ako je pomeren iz svoh srednjeg položaja u bilo kojem pravcu, opisuje konveksnu površinu, ukoliko se posmatra odozgo, kao što bi radio vrh stojećeg klatna. Ovo predstavlja obrnuto, nestabilno virtueino klatno dužine L^.

Ukoliko je opterećenje postavljeno na vrh nosećeg elementa 14, svojim dimenzijama, u odnosu na dimenzije drugih spojnih elemenata 2 i 8, ono je nestabilno.

Samo po sebi, bez spajanja sa drugim elementima, noseći element 14 je nestabilan. Samo ako je spojen na druge elemente, čiji stabilizacioni uticaj pod opterećenjem preovladava, ceo sistem postaće stabilan i predstavljaće virtueino klatno za nošenje opterećenja.

Da bi se ostvarila stabilnost nošenja opterećenja, dužina l0mora biti tako odabrana, da se javi pozitivno dizanje h,„ vrha kao rezultat. Tačka oslonca nosača opterećenja P će zato opisivati konkavnu površinu, ukoliko se posmatra odozgo. Tako izabrana tačka oslonca nosača opterećenja P, sa rastojanjem lp od tačke oslonca 59, trpi malo podizanje h„ ukoliko se pomeri iz srednjeg položaja. Tačka oslonca nosača opterećenja P zato predstavlja krajnju tačku virtuelnog klatna dužine lv. FIG.23 prikazuje zakrivljenosti, koje su opisane donjim tačkama nosača opterećenja visećih klatna 2, centra spojnih elemenata 8 i tačke oslonca nosača opterećenja na vrhu vertikalnog nosećeg elementa 14. FIG.23a, 23b, 23c prikazuju faze položaja oslonjenog objekta 1 u odnosu na osnovu 6 u maksimalno otklonjenim položajima i u složenom izgledu. FIG.24 prikazuje šematski virtueino klatno prema principima ilustrovanim na slikama FIG.22 i 23c, pokazujući njegov srednji mirni položaj i položaje prilikom pomeranja osnove 6 u odnosu na oslonjeni objekt 1. Ako se osnova 6 pomeri za veličinu e zbog nekog zemljotresa, objekt 1, oslonjen po principu virtuelnog klatna, trpi podizanje na malu visinu hp.

Veličina pomeraja s osnove 6 u odnosu na visinuHMZemljotresno- zaštitnogModula pokazuje, da su sa prosečnom visinom sprata moguće relativno velike amplitude oscilacija sistema.

Karakteristike kretanja predstavljaju matematičko kJatno. Sopstvena perioda ovog klatna je određena efektivnom dužinom virtuelnog klatna.

Klatno sata ilustruje ovo.

Ukoliko se tokom nekog zemljotresa, gornje tačke oslonca klatna 2, koje su povezane sa osnovom koja osciluje, brzo se pomere napred - nazad, masa obešena principom virtuelnog klatna ne može da sledi brze promene gornje noseće tačke klatna, zbog svoje inercije, određene karakteristikama virtuelnog klatna.

Ukoliko se brzo pojavi promena smera pomeranja, oslonjena masa praktično ostaje da stoji nepomično.

4.3 Rezultat rešenja problema

Rešenje problema prema predmetnom pronalasku je ostvareno preko postupka prema patentnom zahtevu 1 i uređaja izvedenih iz njega i ovde opisanih.

Prednosti projektovanih rešenja prema pronalasku su predmet podzahteva.

Pronalazak osigurava nezavisnost od stupanja zgrade u rezonanciju prilikom pojave vibracija tla izazvanih zemljotresom. Sile horizontalnih ubrzanja i sile smicanja koje se javljaju zbog pomeranja tla se ne prenose na konstrukciju zgrade. Ovim se ostvaruje sveukupna zaštita od zemljotresa, koja stvarno štiti zgradu ili objekt čak i prilikom najjačih horizontalnih oscilacija tla.

Postupkom prema predmetnom pronalasku i odgovarajućim izborom parametara prilikom projektovanja, moguće je ostvariti skoro potpunu nepomičnost oslonjenog objekta, čak i kada se tlo pomera sa velikim amplitudama i velikim ubrzanjima.

Primenom principa prema pronalasku tako se povećava period sopstvenih oscilacija oslonjenog objekta koji zbog inercije mase ne može da sledi oscilujuće pokrete zemljišta i osnove tokom zemljotresa Zaštićeni objekt i zgrada ostaju potpuno nepokretni čakj i u slučaju zemljotresa najveće jačine.

Takvu efikasnost je matematički jasno moguće proveriti..

Osobine i rad pronalaska kao efikasne zaštite od zemljotresa mogu biti prikazane preko umanjenih modela napravljenih u razmeri simulacijom sa ubrzanjima do 1.2 g.

Odavde sledi da je objekt kompletno izolovan od horizontalnih pokretanja zemljišta. Ovo je efikasan izolacioni sistem osnove, noseća konstrukcija male visine, koja dozvoljava oslonjenom objektu pokretljivost u prostoru, kao da je on obešen o veoma dugačko klatno. Noseći uređaj se naziva virtueino klatno sa dugim periodom oscilovanja.

Projektni parametri uređaja mogu biti odabrani unutar širokog opsega. Pritom razlika učestanosti sopstvenih oscilacija sistema učestanosti oscilacija od zemljotresa mogu biti određene do takvog stepena, da su sopstvene oscilacije sistema konstrukcije i oscilacije osnove potpuno razdvojene. Zbog toga oslonjena konstrukcija ostaje da stoji potpuno nepomično u svom mirnom položaju.

Pošto oslonjena konstrukcija nemože da sledi brzo promenljive oscilacione pokrete zemljišta, ovde se ne javljaju sile reakcije mase prouzrokovane ubrzanjima. Isto tako, ovde nema opasnih sila smicanja tako da su sprečena oštećenja usled zemljotresa.

Masa zgrade je obešena o "virtueino" klatno velike efektivne dužine klatna, sa tačkom vešanja visoko u prostoru iznad zgrade.

Moduli za zaštitu od zemljotresa u obliku virtuelnog klatna, nazvaniZemljotresno- zaštitniModuli, nude efikasnu zaštitu protiv zemljotresa, čak i najvećih jačina i razarajućih potencijala. Po prvi put je moguće projektovati ili naknadno opremiti sve vrste zgrada, uključujući i visoke zgrade, solitere, tornjeve i druge konstrukcije da budu kompletno sigurni od zemljotresa.

NoviZemljotresno- zaštitniModuli ostvaruju način pokretanja i radne karakteristike veoma dugačkog klatna bez velikog vertikalnog produženja. Zbog toga on predstavlja "Virtueino" klatno sa velikom efektivnom dužinom klatna. Malom visinom potrebnom za postavljanje, oni se mogu postaviti u prostorima spratne visine, bilo u preizemlju ili u podrumu zgrade.

Gornja noseća tačka (tačka vešanja) virtuelnog klatna je čvrsto povezana sa osnovom preko noseće konstrukcijeZemljotresno- zaštitnogModula.

Masa obešena o veoma dugačko klatno može da se kreće samo veoma sporo. Period vremena za jednu oscilaciju je veoma dug. Ovom tehnologijom sopstveni period sistema sa virtuelnim klatnom može biti slobodno odabran i projektovanje konstrukcionih elemenata uređaja odgovarajuće izvršen, na primer za 20 sekundi ili duže. Periodi oscilacija od zemljotresa su najčešće između 0.5 do 2 sekunde. Ukoliko se tačka vešanja klatna brzo ili skokom pomeri, masa obešena o klatno sledi premeštanje u novi položaj samo brzinom određenom karakteristikama oscilovanja klatna velike dužine.

Jačina udara zemljotresa nema nikakav uticaj na radne performanseZemljotresno-zaštitnogSistema. Nije važno koja je jačina zemljotresa, kojom brzinom se zemljište pokreće, koliko jako su ubrzani temelji zgrade, koliko je visoka ili niska učestanost zemljotresnih oscilacija, ili koliko je pomeranje tla harmonično ili disharmonično, pošto će rezultat uvek biti isti.

Bilo koje ubrzanje koje se prenosi na oslonjenu konstrukciju će biti smanjeno na vrednost koja je manja od 0.01g, vrednost koju je veoma teško i osetiti.

Zaštitna efikasnost ovog principa je uvek ista pri svim brzinama i ubrzanjima zemljišta.

Oslonjena konstrukcija se neće pomerati ni pri najjačim niti pri slabim zemljotresima.

Prema principima predmetnog pronalaska, nema preusmeravanja, transformisanja ili apsorbovanja energijeno, tačnije, nikakva kinetička energija se ne predaje telu zgrade.

Pošto telo zgrade nije podvrgnuto oscilacionim pomerajima, ne javljaju se nikakve sile reakcije mase prouzrokovane ubrzanjima, sprečena su oštećenja usled zemljotresa.

Oslonjeni objekt je potpuno izolovan od horizontalnih pomeranja zemljišta, to je zato najefikasnija izolacija osnove.

Iz tih razloga nije potrebno dodatno seizmičko ojačavanje konstrukcije zgrade, kao što se zahteva prema standardnim građevinskim propisima za zaštitu od zemljotresa.

Simulacija na modelu srazmerno umanjenom je već prikazala prethodno određene i očekivane performanse.

4.4 Veoma smanjeno trenje pri horizontalnim pomeranjima

Predmetnim pronalaskom, zbog projektovanog principa rešenja, fizički postojeće trenje u tačkama oslonca konstruktivnih elemenata je efektivno veoma smanjeno, što rezultira malom otpornošću na bočno pomeranje mase koja se pokreće.

Radi se o ekstremno niskom koeficijentu trenja. Prema tome, preko trenja se ne prenose znatne sile ubrzanja iz osnove u konstrukciju. Zbog toga, zgrada može lako da se pokrene. Sile vetra znači mogu lako da pomere oslonjeni objekt iz srednjeg položaja oblasti maksimalnog raspoloživog opsega pomeranja. Iz toga sledi, da ako se dogodi zemljotres, kada je zgrada pomerena iz svog srednjeg položaja, stvarno raspoloživi opseg pomeranja biće skraćen u smeru početnog pomeraja prouzrokovanog silama vetra.

Princip projektovanja noseće konstrukcije novog rešenja čini mogućim da se smanji stvarno fizičko trenje na veoma niske vrednosti pomoću velikog faktora redukcije. Otpornost pomeranju iznosi

ostvarene su vrednosti://^=0,002 ...... 0,004

Iz toga sledi da se zbog malog stvarnog ostatka trenja, samo veoma male sile ubrzanja prenose na oslonjenu masu.

Raspoloživi prostor za dalja pomeranja nesme nikad da postane manji od potencijalno moguće amplitude pomeranja izazvane nastalim zemljotresom. Zbog toga je potrebno, dodatno uz osnovni zadatak izolovanja oslonjenog objekta od pomeranja zemljišta, da se u ukupno rešenje ugrade elementi koji će držati konstrukciju u njenom centralnom položaju prilikom nastanka zemljotresa.

4.5 Centriranje oslonjenih objekata i kompenzacija sila vetra

Pomeranjima tačaka oslonca oslonjenog objekta naZemljotresno- zaštitnimModulima javljaju se u veoma ravnim, konkavnim, sfernim površinama, ukoliko se gleda odozgo, pri čemu sfema površina nije tačno sfera, nego skoro sasvim aproksimira sferu. Zakrivljenost površine koju opisuje tačka oslonca kada se pomeri iz srednjeg položaja nije konstantna, ali to ne utiče ni na funkcionalnost niti na performanse sistema. Zbog podizanja pri potpunom pomeraju zbog promene položaja javljaju se povratne sile prouzrokovane zemljinom težom, a što dovodi do samo-centriranja tačke oslonca. Pri svemu tom, tačka oslonca se neće potpuno vratiti u srednji položaj, zbog postojanja malo trenja, iako je ono veoma malo.

Horizontalno izvršen pomeraj, povratne sile koje vraćaju tačku oslonca u srednji položaj nakon pomeraja iz njega, koje se javljaju zbog inercije mase objekta obešenog o virtueino klatno je

SH_ horizontalnipomeraj zbog gravitacijemmasa oslonjenog objektagubrzanje zemljine težeepomeraj iz srednjeg položaja /v dužina virtuelnog klatna Horizontalna otpornost protiv pomeranja zbog trenja je is

WH........ horizontalna otpornost

protiv pomeranja

f<i>red..... umanjeni koeficijent trenja

Horizontalna otpornost protiv pomeranja, prema principima projektovanjaZemljotresno-zaštitnogModula, je ekstremno niska. Ovo je zbog činjenice da je koeficijent trenja smanjen u odnosu polovine prečnika ležišta nosećih elemenata klatna prema efektivnoj dužini klatna.

Smanjeni koeficijent trenja postaje

H......... koeficijent trenja ležišta klatnaĐLprečnik ležišta nosećih elemenata klatnaLPdužina nosećih elemenata klatna

Pošto je prema željenom projektu zakrivljenost površine sfere po kojoj se kreće donja tačka virtuelnog klatna veoma ravna u svom srednjem delu zbog željenog efekta razdvajanja od pomeranja zemljišta, pri svemu tom, uprkos ekstremno niskom trenju, posle izlaska iz srednjeg položaja, javlja se histerezis sa zaostajućim

rastojanjem iz srednjeg položaja

A„ konačnihorizontalni pomeraj

iz srednjeg položajaZamisao Zemljotresno- zaštitnogModula dozvoljava moguća velika pomeranja, tako da u slučaju ekstremnih pomeranja zemljišta, ovde ima još uvek dovoljno prostora za pomeranja u odnosu na osnovu, čak i kada početni položaj nije bio u srednjem položaju, Početnil položaj zgrade može biti različit zbog pomeraja usled sila vetra i zbog mogućih položaja zgrade posle prestanka zemljotresa. Tamo gde to ne smeta, dodatno centriranje zgrade i otpornost protiv sila vetra neće biti potrebni. Ali ako je potrebno jer zgrada uvek ostaje na istom mestu, može se postaviti dodatni uređaj za tačno centriranje kao što je opisano dalje.

FIG.25 prikazuje jednostavno rešenje za horizontalno centriranje i učvršćenje. Takav uređaj je potreban za najmanje 2 tačke zgrade. On takođe može biti integrisan u sameZemljotresno- zaštitneModule.

Prenapregnuta rastezna opruga 41 je povezana sa osnovom sa njene donje strane. Na svom gornjem kraju opruga nosi zadenuto vratilo 42, koje je aksijalno pokretno u sfernom zglobnom ležištu 43, koje je čvrsto pričvršćeno na oslonjenu konstrukciju. Rastezna opruga 41 je sabijena na takav stepen, da horizontalno polužno dejstvo na položaj zglobnog ležišta 43 neutralizuje svako očekivano maksimalno dejstvo sila vetra, bez savijanja opruge 41, koja će izdizati navoje najednom kraju opruge, i time naginjati vratilo 42.

Ali, ako se ovde pojave horizontalna pomeranja osnove u odnosu na oslonjenu masu zgrade usled zemljotresa sa velikim ubrzanjima, prouzrokujući impuls ubrzane mase zgrade koji značajno prevazilazi bilo koje moguće opterećenje usled dejstva vetra, tada rezultujući moment preko poluge vratila 42 savije oprugu 41. Osnova pretrpi pomeraj e u odnosu na zgradu. Daljim pomeranjem, nakon prevazilaženja početnog trenutka, sila više ne raste linearno nego opadajuće. Na ovaj način, sila reakcije opruge se preko amplitude oscilovanja S održavaju malim.

Ovakvo horizontalno učvršćenje može biti primenjeno i u obrnutom položaju, gde je zglobni ležaj 43 povezan na osnovu 6 ili je smešten unutar temelja, a kraj vratila 42 is obešen nadole sa oprugom 41 povezanom sa strukturom zgrade 51.

FIG.26prikazuje slično rešenje koje održava zgradu centriranom pomoću bloka elastomerne opruge 48. Pri odgovarajućem dimenzionisanju, ovo rešenje pokazuje performanse uporedive sa rešenjem sa FIG.25. Razlika se sastoji u tome što nema izraženog momenta pretoma. Od samog početka javlja se pokretanje koje linearno zavisi od horizontalne sile.

I obrnuti raspored moguće je ostvariti kod ovog rešenja.

F1G.27pokazuje uređaj koji održava zgradu centriranom, pri čemu je uređaj za pozicioniranje50čvrsto povezan na najmanje dve tačke ispod oslonjene strukture 51. Kotrljajna kugla 44, smeštena u kugličnom ležištu49sa kotrljajnim kuglama, je pritisnuta u konus45za centriranje oprugom47vertikalnom silom Fv, koja ujednačava očekivani maksimum horizontalne sile Fhprouzrokovane usled dejstva sile vetra na zgradu.

Fv Vertikalna sila

Fh Horizontalnasila

v Ugao otvora konusa za centriranje Ukoliko silaF„postane veća od bilo kog mogućeg maksimuma sile vetra, a što se može desiti samo usled delovanja impulsa zemljotresa, tada pomeranje konusa 45 za centriranje, prouzrokovano pomerajem po horizontali osnove 6, pritiska kotrljajnu kuglu 44 ka opruzi 47 preko klipa 52. Opruga 47 tada gura unazad što ima za posledicu da se, kotrljajna kugla 44 pokrene u oblast konusa 45 za centriranje sa smanjeniim nagibom ili povećanim uglomy.otvora.Ovim se smanjuju sile koje se prenose horizontalno i postaju nula kada kotrljajna lopta napustu oblast konusa i kada se kotrlja po ravnoj površini.

Fluid, potisnut klipom 52 prolazi kroz odbojni ventil 53 u spoljašnji rezervoar ili u integrisanu komoru 55 za izjednačavanje. Kada ga opruga gura unazad, brzina pomeranja klipa 52 je usporena, pošto fluid može da se vraća samo proticanjem kroz leptirasti prigušni otvor 30.

Pri velikim brzinama oscilacija osnove kotrljajna kugla 44 koja se vraća neće šesti u strmi centar konusa 45 za centriranje nego u oblast sa malim nagibom. Kao posledica toga, prenosive horizontalne sile su male.

Kada oscilovanje prestane, kotrljajna kugla 44 se vraća u strmi deo konusa za centriranje i izvrši centriranje oslonjenog objekta sa ponovo dejstvujućim povećanim horizontalnim silama Fh.

FIG.28 predstavlja drugi postupak i drugi uređaj za centriranje građevine i kompenzaciju delovanja sila vetra. Između zida 22 donjeg dela građevine i zida 20 temelja pri osnovi 6 na svakoj od dve naspramne strane su najmanje dva horizontalno podupiruća elementa 24 , a na druge dve preostale strane četvorostrane građevine najmanje jedan horizontalno podupirući element 24 na svakoj strani.

Horizontalno podupirući element 24 je prikazan u bočnom izgledu odozgo. Smer kotrljanja valjaka 25 je horizontalan i po istoj visini po zidu 20.temelja. Svi drugi objekti u dijagramu su prikazani u horizontalnom izgledu vertikalnog preseka.

Horizontalno podupirući element 24 obuhvata hidraulični cilindar 40 sa potpuno isturenom klipnjačom, koja je predviđena sa sklopom za kotrljanje na svom kraju sa jednim ili više valjaka 25. Između svakog valjka i ravne staze 26 po kojoj se kreće pričvršćene za zid osnove je minimalni razmak ako je donji deo građevine tačno centriran unutar osnove. Smer kotrljanja valjaka je horizontalan.

Da bi se obezbedilo kretanje klipnjače u istom smeru sa sklopom za kotrljanje, kraj klipnjače je povezan sa cilindrom 40 preko kolenastog vratila da bi se sprečilo obrtanje.

Kada se zid 20 temelja pomera ka građevini 22 klip se uvlači u cilindar 40, guran valjcima 25 i klipnjačom, i gura fluid koji postoji u cilindrima u jedan ili više hidrauličnih akumulatora 127, koji mogu biti napravljeni kao membranski, balonski ili klipni rezervoari, i sabijaju gas, vazduh ili azot sa druge strane membrane 28. Na ovaj način hidraulični cilindar radi kao opmžni podupirač sa gasnim feđeriranjem.

Ako je klipnjača potpuno isturena do mehaničkog odbojnika unutar cilindra 40, tada je upravljački ventil 29, upravljan klipnjačom, u otvorenom položaju. Pritisak gasa u akumulatorima gura fluid kroz leptirasti prigušni otvor 30 i kroz otvoreni ventil 29 u povratni vod rezervoara 32. Ako je klipnjača ugurana u cilindar približavanjem zida 20 temelja zidu 22 građevine, tada se upravljački ventil 29 otvori i fluid se kreće iz voda 33 sa pritiskom u hidraulične akumulatore 127 , a kao posledica toga stvara se pritisak sve dok rezultujuće sile u cilindru ponovno ne poguraju klip napred i dovedu građevinu u osnovni položaj.

Ovaj postupak je efikasan kada je građevina podvrgnuta silama vetra i kada je izgurana iz svog srednjeg položaja u odnosu na osnovu, zbog njene lake pokretljivosti.

Pošto se sile vetra ne menjaju skokovito, nego se povećavaju ili smanjuju unutar nekog potrebnog vremenskog perioda, postupak uticanja i isticanja fluida kroz leptirasti prigušni otvor 30 je dovoljno brz da održava upravljački postupak na svom predviđenom nivou, pretpostavljajući da se građevina održava u svom početnom srednjem položaju..

Kada se zid osnove kreće ka građevini i od nje u brzom sledu događaja, kao što će se desiti u slučaju nekog zemljotresa, tada, brzim pokretima klipa, i sledstveno otvaranju i zatvaranju ventila 29 u brzom nizu, uticanje i isticanje fluida kroz leptirasti prigušni otvor 30 u i iz sistema vazdušne opruge je malo. Opružne sile gasa u cilindru 40, koje su u početku bile u ravnoteži sa bilo kojim silama vetra, menjaju se samo malo, zbog njihove niske vrednosti napona opruge i zbog naizmeničnog uticanja i isticanja kroz leptirasti prigušni otvor 30 frekvencijom zemljotresa i pomeranja klipa i upravljačkog ventila 29.

Sistem može biti tako projektovan, da ove rezultujuće sile ubrzanja ostanu tako male, da one, u odnosu na masu građevine, daju veoma mala stvarna ubrzanja, pošto one menjaju smerove delovanja po frekvenciji zemljotresa.

Hidraulični sistem se centralno napaja iz rezervoara 32 pumpom 36, koju pogoni motor 34 kojim se upravlja prekidačem 35 za kontrolu pritiska. Energija za napajanje motora može biti nezavisno obezbeđena pomoću solarne ili energije vetra. Hidraulična energija je smeštena u nizu (bateriji) rezervoara 38 hidrauličnog pritiska, tako da se potrebna snaga za pumpu 36 može držati veoma niskom. Tokom nekog zemljotresa mnogo spoljašnje energije je na raspolaganju koja se može upotrebiti za ovaj sistem, tako da u jednoj varijanti klipovi u uređaju za horizontalno oslanjanje mogu biti kombinovani sa klipnom pumpom 37.

Tokom brzih pomeranja osnove temelja u odnosu na donji deo građevine klipna pumpa 37 šalje fluid iz rezervoara 32 do rezervoara 38 hidrauličnog pritiska. Ovo na taj način pokriva veliki protok tečnosti koja se vraća iz opružnog sistema, kojeg čine cilindar 40 i akumulatori 127, preko leptirastog prigušnog otvora 30 u odvod kada se upravljački ventil 29 otvara frekvencijom zemljotresa tokom polovine oscilacije.

FIG.29 prikazuje horizontalno oslanjanje preko klateće poluge 39. Takvom konfiguracijom moguća su velika pomeranja i promene rastojanja u odnosu na zid temelja. Klateća poluga 39 je uležištena u okviru 46, koji je pričvršćen za građevinu, i oslonjen preko jednog ili više cilindara 40 na zid građevine donjeg dela 22 zgrade. Na svom kraju klateća poluga 39 nosi vozni mehanizam sa jenim ili više valjaka 25, u zavisnosti od oslonjenog opterećenja, koje može da se kreće duž ravne staze 26 postavljene na zidu temelja 20. Umesto valjaka, mogu se koristiti klizni podmetači sa odgovarajućim kliznim materijalima. Na Okviru 46 se nalazi upravljački ventil 29, kojim upravlja klateća poluga 39, a koji ima istu funkciju kao i ventil na FIG.28. Hidraulična oprema je ista kao i u primeru na FIG.28.

Za ovo rešenje je potrebno najmanje šest uređaja za građevinu da bi se građevina zadržala u nultom položaju u odnosu na njene tri ose, dve horizontalne i jedne vertikalne ose. Ovaj uređaj za horizontalno oslanjanje dozvoljava velika pomeranja zgrade u odnosu na osnovu.

Klateći sistem, koji se sastoji od hidrauličnog cilindra 40 i povezanih hidrauličnih akumulatora sličnih onima iz primera sa FIG.28, ima bez spoljašnjih horizontalnih sila vetra, početni napon opruge prema sledećoj jednačini

gde je f rastojanje koje se pređe savijanjem opruge. Većim pomeranjem opruge napon opruge nije konstantan zbog politropske kompresije gasa. Sa pomeranjima osnove u odnosu na oslonjenu konstrukciju za vrednost s sila AFC, prouzrokovana naponom opruge, deluje na masu građevine kao sila ubrzanja. U slučaju vetra, sila oslanjanja automatski poraste da bi uravnotežila sile vetra, kao što je opisano u primeru na FIG.28, bez znatnog pomeranja građevine iz svog originalnog položaja. Ukoliko tokom vremena dok zgrada pruža otpor silama vetra Fwhorizontalnim uređajem za oslanjanje istovremeno dođe do pomeranja izazvanih pojavom zemljotresa i zbog toga do pomeranja osnove u odnosu na građevinu, za vrednost e, tada sile u sistemu oslanjanja oprugom porastu prema jednačini

Ova funkcija ima veću strminu od one koja proizilazi pomeranjem iz nulte tačke, pošto se odnos istisnute zapremine fluida prema zapremini gasa promenio zbog veće sile opruge većeg pritiska gasa, Kada se zid 20 osnove pomeri za vrednost e sile horizontalnog oslanjanja porastu za vrednostAFW,i samo ova razlika sileAFWutiče na masu građevine kao sila ubrzanja i nije mnogo veća od sileAF,tokom mirovanja (kad nema vetra). FIG.30 predstavlja u osnovi isti sistem za horizontalno oslanjanje pomoću klackalice kao što je opisano uz FIG.29. Dodatno, ovaj uređaj je snabdeven klipnom pumpom 37, postavljenom, kao cilindar 40, između klateće poluge 39 i okvira 46. Klipna pumpa 37 ima istu funkciju kao opisani uređaj prema FIG.28. FIG.31 prikazuje princip centriranja i sistem za kompenzaciju sila vetra, gde je glavno telo građevine oslonjeno prekoZemljotresno- zašdtnhModula 56 ispod prizemlja, a deo zgrade od jednog ili više podzemnih nivoa odvojeno od gornje zgrade je oslonjen preko sopstvenihZemljotresno- zaštiinihModula56u.

Pošto je deo 22 građevine samo-centrirajući, oslonjen sa malim trenjem i pošto nije podvrgnut nikakvim silama vetra, nije mu potreban uređaj za kompenzaciju sile vetra. On je ovek centriran, čak i kada osciluje, i služi kao referenca položaja za centriranje gornjeg dela građevine. Preko mehaničkih ili beskontaktnih merenja rastojanja duž dve ose i između dve referentne tačke 60 respektivno, na gornjem i donjem delu građevine, određuju se kontrolne vrednosti za upravljanje uređajem 27 za kompenzaciju sile vetra.

4.6 Izolacija vertikalnih oscilacija oslonjenih objekata

Za građevine sa jednim određenim odnosom visine prema širini, za koje naginjanje zgrade nije razlog za zabrinutost, može biti predviđen jedan dodatni uređaj za smanjivanje ili skoro potpuno eliminisanje vertikalnih ubrzanja. Ovo bi bilo veoma poželjno za bolnice, industrijska postrojenja sa osetijivim proizvodnim procesima, takvim kao proizvodnja mikročipova, ili hemijska i nuklearna postrojenja.

Građevina oslonjena ovom tehnologijom će virtueino stojati nepomično u prostoru u slučaju zemljotresa.

Inercija građevine suprotstavlja se ubrzanjima stvorenim horizontalnim oscilovanjem osnove i izaziva kao reakciju sile smicanja unutar konstrukcije građevine, koje mogu prevazići smicanje građevinskog materijala podstaknuto nekim zemljotresom. Horizontalne sile smicanja su glavni razlog otkazivanja građevinske konstrukcije u slučaju zemljotresa.

Vertikalna ubrzanja s druge strane mogu biti prigušena građevinom bez oštećenja, pošto se pri statičkim proračunima otpornosti građevinske konstrukcije sopstvenim i radnim opterećenjima dodaje višestruko opterećenje preko sigurnosnog faktora ili stepena čvrstoće materijala. Odavde sledi da nema opasnosti za konstrukciju od vertikalnih ubrzanja, ali ukoliko vertikalna ubrzanja postanu veća od 1 g doći će do čupanja objekta iz temelja i njegovog oštećenja uz dodatne uticaje.

Ukoliko izgleda da je prigušenje vertikalnih oscilacija svrsishodno i potrebno,Zemljotresno- zaštitniModuli mogu biti snabdeveni dodatnim vertikalnim opružnim elementima.

FIG.32 prikazuje šematski primer opružnog oslanjanja građevine 51. Oslonac zgrade 16 je projektovan kao hidraulični cilindar 64 sa ugrađenim upravljačkim ventilom 61 nivoa koji podupire opterećenje građevine na vrhu klipnjače 62. Spojni element 8 je uzglobljen ispod cilindra 64. Klateće poluge 63 sprečavaju obrtanje vertikalno pomeTljivog cilindra 64, a sprečavaju i spojni element 8 od obrtanja oko svoje vertikalne ose.

Dotok fluida sledi kroz fluidni dovod 65, a preko povratnog voda 66 se fluidno kolo opružnog oslonca oslobađa pritiska. Prostor 67 za stvaranje pritiska u cilindru je povezan preko cevovoda 68 sa jednim ili više hidrauličnih rezervoara 38 pritiska. Zapremina ovih hidrauličnih rezervoara pritiska određuje hidropneumatski napon opruge.

Ukoliko dođe do pomeranja cilindra, prouzrokovanog vertikalnim pomeranjem osnove, zapremina fluida potisnutog u cilindru, koja je mala u odnosu na zapreminu fluida u hidrauličnim rezervoarima pritiska, izaziva neznatno povećanje pritiska u hidrauličnim rezervoarima pritiska

Odnos povećanog pritiska prema osnovnom pritisku predstavlja stepen ubrzanja u odnosu na 1 g, kojim oslonjena masa trpi vertikalna ubrzanja tokom vertikalnih pomeranja tla. Odgovarajućim projektovanjem može se ostvariti svako željeno smanjenje ubrzanja. Naročito se može ostvariti veoma niska napregnutost opruge sa viško elastičnim fluidima. FIG.33 prikazuje vertikalni opružni sistem uporediv sa primerom sa FIG.32, samo je opružni oslonac 69 postavljen na vrhuZemljotresno- zaštitnogModula 56 kao prema FIG.21, u kojem je ugrađen uređaj 70 za centriranje i kompenzaciju vetra, kao što je prikazano na FIG.25. Hidraulični spojni elementi 65, 66 i 68 su, kao u primeru na FIG.32, dovod fluida i odvodni vod i spojni vod na hidraulini rezervoar 38 pritiska.

4.7 Zemljotresna zaštita objekata na stubovima pomoću virtuelnog klatna

Objekti kao svetlosne instalacije ili znaci na vrhu stubova ili tornjeva mogu se iskriviti ili prelomiti tokom jakih horizontalnih vibracija tla, pošto se može javiti pojačanje kretanja i porast ubrzanja tokom rezonance.

lako osnova u suštini ostaje paralelna svom originalnom položaju tokom horizontalnih i vertikalnih oscilacija, gornji deo stuba ili tornja, a koji je osnova objekta za postavljanjeZemljotresno- zaštitnihModula, trpi dodatnu osu pomeranja zbog savijanja stuba i zakošenja izdignute osnove preko zakošenja, tako kako

FIG.34 ilustruje. Veličina mase oslonjene na vrhu stuba ima veliki uticaj na karakteristike oscillovanja. Moment savijanja iz sile reakcije mase pri horizontalnim ubrzanjima je manji kod stubova bez mase na vrhu, i ako je prouzrokovan samo masom stuba, tada su savijanje i ugao nagiba gornjeg kraja stuba manji.

Ukoliko je između vrha stuba i oslonjenog objekta postavljenZemljotresno- zaštitniModul, vrh stuba trpi samo sile mase modula, koje mogu biti znano manje od mase oslonjenog objekta. Ugao savijanja stuba je smanjen.

Da bi sprečili da oslonjeni objekt bude podvrgnut dodatnoj promeni nagiba stuba, pošto ove oscilacije oko ose savijanja mogu da ugroze ili onesposobe objekt,Zemljotresno-zaštitniModuli treba da kompenzuju ili najmanje da smanje ovu pramenu nagiba. FIG.35 prikazuje bočni pogled i delimični presekZemljotresno- zaštitnogModula na vrhu stuba 71. Uređaj podupire gredu 72, koja može da nosi na primer svetlosne instalacije.

FIG.35a je poprečni presek FIG.35 i

FIG.35b prikazuje izgled odozgo.

Stub nosi na svom vrhu četiri noseća kraka 73, od kojih svaka dva kraka nose poprečnu gredu 74. Na svakom.od četiri kraja prečnica 74 su obešena klatna 2 dvoosno zglobno uležištena. Nosač 72 biće preko dva podupirača 75 jednoosno zglobno uležišten na dva spojna elementa 8. Spojni elementi 8 vise dvoosno zglobno uležišteni na dva klatna 2 i dvoosno zglobno su uležišteni na trećoj oslonskoj tački, gornjoj tački stojećeg klatna 7, koje je na svom donjem kraju dvoosno zglobno ulkežišteno na vrhu stuba 71. Noseći elementi klatna 2 i klatna 7 su pozicionirani i nagnuti u prostoru na takav način, da pri naginjanju ose gornjeg kraja stuba 71 od vertikale, nosač 72 ostaje skoro u svojoj horizontalnoj poziciji. Zbog razdvajanja vibracija nosača 72 sa njegovim oslonjenim opterećenjima od vibracija stuba izazvanih pomeranjima tla, oslonjene mase na njegovom vrhu ne deluju na stub kao sile reakcije mase. Dinamička opterećenja stuba su na taj način redukovana. FIG.36 prikazuje zemljotresnu zaštitu instalacije za rasvetu na vrhu stuba 71, koja koristi virtueino klatno prema principima kao što su prikazani na FIG.21. Na vrhu stuba su postavljena tri potporna elementa 76, u ovom primeru u obliku prstena, gde svaki od njih na svom vrhu, u dvoosno uzglobljenom ležištu, nosi potporni element 11, viseće klatno u zakrenutom položaju u prostoru. Na njihovim donjim krajevima 12 tri viseća klatna 11 nose spojni element 9, dvoosno uzglobljen, koji se na FIG.36a javlja kao trokraka zvezda, kada se gleda odozgo. Spojni element 9 nosi na svom vrhu univerzalni zglob 77 , a noseći element 78, koji se deli na tri ili više prečki 79, koje su povezane prstenom 80, na kojem je pričvršćeno više lampi 81. Klatna 11 mogu takođe biti izvedena i kao užad, a što se vidi na FIG.36b. Elastična šuplja cev služi da omogući da se ostvari veza električnih provodnika iz šupljine stuba 71 i lampi 81. FIG.37 prikazuje drugi primer primene virtuelnog klatna prema principu prikazanom na FIG.21, za razdvajanje vibracija nosača 82 od vibracija stuba 71, čije sopstvene oscilacije se preklapaju sa oscilacijama tla. Stub 71 na svom vrhu ima pričvršćene tri noseće grane 76, Na svakom od njihovih krajeva su povezana tri viseća klatna, bilo kao dvoosno uzglobljene čvrste prečke 11 ili kao užad. Na'njihovim donjim krajevirna viseća klatna nose, dvoosno uzglobljen trokraki spojni element 9, koji nosi, preko univerzalnog (kardanskog) spoja 77 viseći noseći element 78, na koji je čvrsto povezan na tri nosača 82 lampi. FIG.38 Na ovom primeru je prikazano uležištenje grupe lampi na vrhu stuba sa razdvojenim oscilacaijama pomoću virtuelnog klatna zasnovanog na principima prikazanim na FIG.23. Na vrhu stuba 71 su tri ili više podupirača 76, od kojih svaki na svom gornjem kraju nosi spojni element 8 sa zvezdasto raspoređenim nosačima 73 koji odgovaraju broju klatna, a koji je obešen, bilo preko užeta 83 ili preko prečki 2 sa obostranim univerzalnim (kardanskim) zglobom na svakom kraju. U centru 13 spojnog elementa 8 je kardanski uležišten vertikalni podupirač 14. Donji kraj podupirača 14 je dvoosno zglobno uležišten aksijalno pokretan na vrhu stuba 71. Na vrhu vertikalnog podupirača 14 kardanski zglobno je uležišten nosač 82 lampi, sa više držača 73 koji nose lampe 81. FIG.39 prikazuje varijantu primenjenog rešenja po istim principima kao i u primeru sa FIG.38, gde su podupirači 76 postavljeni unutar konfiguracije visećeg klatna. Viseća klatna, koja su dvoosno pokretna na oba kraja, bilo kao užad 83 ili kao čvrste prečke 2 sa dvoosnim zglobnim uležištenjem, nose prsten 80, koji preko paoka 79 drži glavčinu 84 u svom centru. Glavčina 84 je nosi preko kardanskog zgloba 77 vertikalni podupirač 14. U drugom, ovo ostvarenje u potpunosti odgovara primeru sa FIG.38.

4.8 Zaštita od zemljotresa objekata koji vise kao virtuelna klatna

Objekti koji vise sa tavanice, na primer lampe ili oglasne table ili table sa obaveštenjima takođe počinju da osciluju kada zgrada osciluje. Objekti koji vise, sami po sebi predstavljaju klatna, i mogu pri uobičajenim dimenzijama da stupe u rezonantno oscilovanje. Amplitude oscilovanja mogu tada postati velike i objekti mogu početi da udaraju po tavanici i time biti oštećeni ili uništeni, a ponekad i otpasti. Opasnost postoji i zbog toga što električni objekti koji vise mogu prouzrokovati zbog kratkih spojeva i požare. Teški objekti koji vise, kao veliki lusteri u salama i dvoranama, predstavljaju prilikom otkidanja i pada i opasnost po prisutne ljude.

Da bi se objekti koji vise učinili sigurnim moguće ih je obesiti po principu virtuelnog klatna.FIG.40prikazuje vešanje instalacije za osvetljenje po principu virtuelnog klatna kao što je prikazano na FIG.21. Tri užeta (kabla) su pričvršćena za tavanicu u ugaonim tačkama jednako-straničnog trougia, spuštajući se nadole pod istim uglovima ka zajedničkom centru jednako-straničnog trougia. Donji krajevi su pričvršćeni na ugaone tačke jednako-straničnog donjeg trougia piramide 85. Za vrh piramide je dvoosno uležištena šipka 86 u najjednostavnijem obliku preko dva jedan za drugi zakačena prstena, koja služi kao nosač rasvetnih tela (lampi).FIG.41prikazuje lampu, koja visi kao virtueino klatno velike dužine, uporedivo sa primerom sa FIG.40. Ovde se spojni element 9 sastojii od tri oslonca 76, koji predstavljaju ivice trostrane piramide.FIG.42Svetlosni izvori 87 su obešeni u nizu, svaki o dva virtuelna klatna prema prikazu sa FIG.11. Stabilna, viseća klatna, kao dvoosni osloncii 2, ili užad ili lanci 83, su pričvršćena za tavanicu.. Na svom donjem kraju oni nose jedan kraj spojnog elementa 8, dvoosno pokretna. Noseća konstrukcija 5, koju čine četiri elementa, bilo šipke, užad ili lanci, je dvoosno pokretno pričvršćena za tavanicu, pri čemu su četiri noseća elementa 5 ivice obrnuto okrenute piramide. Na svom vrhu oni obrazuju tačku oslonca 88 za donje, dvoosno uzglobljeno uležištenje nestabilnog, stojećeg klatna 7, koje je na svom gornjem kraju dvoosno uzglobljenopovezano sa drugim krajem spojnog elementa 8. Zglobnom vezom po jednoj osi, noseća šipka 89 visi iz spojnog elementa 8, i nosi svetlosne izvore 87 elastičnošću po vertikali.

4.9 Smanjenje oscilacija preko virtuelnog klatna

Visoke zgrade (oblakoderi), tanki tornjevi, visoki stubovi i dimnjaci su prilikom zemljotresa i jakih vetrova izloženi bočnim oscilacijama koje mogu dovesti i do kritičnnih efekata. Da bi se smanjila naizmanična opterećenja na savijanje prouzrokovana deformacijama i sprečio zamor materijala, mogu se koristiti veoma efikasni umanjivači oscilovanja, koji će smanjiti amplitude. Za te svrhe se na vrh građevine postavljaju dodatne mase, ili se tanki dimnjaci ili tornjevi pričvrste za tlo-kablovima na onim pozicijama gde se javljaju najveće amplitude. Oni mogu oscilovati i povezani su sa građevinom preko opružnih potpornih elemenata i amortizera, ili se oni pomeraju aktivnim sistemima, sa suprotnim delovanjem na pomeranje građevine preko sila reakcije mase koja se pomera dejstvom umanjivača oscilovanja. Za podupiranje takvih masa virtuelna klatna nalaze najkorisniju primenu. Zahtevajući samo malo prostora, virtuelna klatna mogu biti lako projektovana za svaku željenu sopstvenu učestanost oslonjene mase za umanjivanje slobodnim izborom odnosa parametara za dimenzionisanje. Za aktivne sisteme smanjivanja oscilovanja primena virtuelnih klatna je veoma korisna zbog veoma malih trenja u oslonskim ležištima mase i zbog mogućnosti slobodnog izbora sopstvenog perioda sistema.FIG.43prikazuje pasivni uređaj za smanjivanje oscilacija u jednom tornju. Tri vertikalna klatna P, prema principima sa FIG.11, nose redukcionu masu 90. Opružni amortizeri 91 podupiru masu horizontalno u odnosu na masu građevine.FIG.44Prikazani aktivni sistem za umanjivanje oscilacija se sastoji od redukcione mase 90, koja je oslonjena preko tri virtuelna klatna prema principu prikazanom na FIG.11, referentne mase 92, koja je oslonjena preko tri virtuelna klatna prema principu prikazanom na FIG.9. Ova virtuelna klatna za referentnu masu 92 su projektovana za veoma mala trenja.veoma mali histerezis i veoma dugački sopstveni period. Senzori 93 za određivanje položaja referentne mase 92, koji su razdvojeni od svih horizontalnih pomeranja građevine, u odnosu na položaj građevine, obezbeđuju preko kontrolera ulazne upravljačke parametre za pomeranje redukcione mase 90 preko aktuatora 94. FIG.45 prikazuje sistem za umanjivanje oscilovanja sa oslanjanjem redukcione mase 90 preko tri virtuelna klatna Pvprema principu kao što je prikazan na F1G.13, tako da se on može koristiti za aktivni ili pasivni sistem. Zatezno opterećenje oslonjenih elemenata u ovom primeru može biti projektovano kao užad 83.FIG.46prikazuje oslanjanje redukcione mase 90 ili referentne mase 92 za neki aktivni sistem preko tri virtuelna klatna P, prema principu kao što je prikazan na FIG.21. Stabilna, viseća klatna11u ovom primeru su projektovana kao užad.FIG.47Kod sistem za smannjivanje oscilacija cevastih stubova, redukciona masa 90 je projektovana kao prsten oko stuba i poduprta je sa tri virtuelna klatna Pvprema principu kao što je prikazan na FIG.11. Stabilno, viseće klatno 2 nije direktno vezano na spojni element 8, nego je preko produžetka 95, koji ne radi kao klatno, i međupoluge 96 pomereno na viši nivo. Ovim je potrebno manje prostora u radijalnom pravcu, a smanjena je i otpornost koja se pruža vetrovima. Obloge 97 sprečavaju dodatno delovanje sila vetrova na rad uređaja za smanjivanje oscilacija.FIG.48Kod pasivnog sistema za smanjivanje oscilacija rešetkastih stubova redukciona masa za smanjenje oscilacija je projektovana kao ravna prstenasta ploča oko stuba koja će smanjiti otpornost koja se pruža vetrovima. Redukciona masa 90 je poduprta sa tri virtualna klatna Pvprema principu koji je prikazan na FIG.11. Povratak u originalni položaj se izvršava pomoću samo-centrirajućih sila virtuelnog klatna Pvi opruge 98 na donjem zglobu nestabilnog, stojećeg klatna 7. Prigušivanje se vrši pomoći frikcionog diska 99. Stabilna, viseća klatna 2 su projektovana kao užad. Da rad sistema ne bi bio ometan delovanjem sila vetrova, struktura sistema za smanjivanje oscilacija je prekrivena aerodinamički oblikovanom oblogom 97.

li

4.10 Smanjenje opasnosti od rastresanja zemljišta (LiqUefaction)

Kad tlo osciluje prilikom zemljotresa, promenljivi momenti mase građevine izazivaju stvaranje narastajućih opterećenja osnove, koja, u pojedinim vrstama zemljišta, mogu izazvati omekšavanje zemljišta i smanjivanje sposobnosti zemljišta da nosi opterećenje. Građevina može da potone u zemljište.

Pošto su građevine oslonjene preko virtuelnih klatna potpuno izolovane od horizontalnih vibracija tla, masa građevine neće biti izložena nikakvim horizontalnim ubrzanjima, pa se neće javiti nikakve sile reakcije usled momenata prevrtanja mase građevine, tako da su efekti koji dovode do rastresanja zemljišta biti izbegnuti ili će biti smanjeni unutar graničnog područja.

Sile reakcije mase građevine koja osciluje prouzrokuju u nekim zemljištima rastresanje tj. likvefakciju zemljišta sa fatalnim posledicama. Zemljište se ponaša kao veoma viskozna te&nost i građevine se prevrću ili tonu u zemljište. Ukoliko je masa građevine manja od mase zapremine zemljišta koje je istisnuto delom zgrade u zemljištu, tada se građevina izdiže iz tla i pliva po rastrešenom zemljištu.Zemljotresno- zaštitniModuli na bazi virtuelnog klatna smanjuju sile reakcije građevine na 3/1000. U nekim slučajevima se likvefakcija čak potpuno iizbegava.

Tokom horizontalnih oscilacija zemljišta, momenti naginjanja mase građevine koja je ubrzana dodaju statičkim opterećenjima na osnovu dinamička uvećana opterećenja, koja menjaju pravce sa frekvencijom oscilovanja tla.

Dodatna naizmenična opterećenja na ivicama osnove prouzrokovana ubrzanjima mase građevine su

m Masa građevinea........... Ubrzanja u centru ili težištu

građevine

hmvisina centra ili težišta građevine iznad

ivice nagiba

W.najveće rastojanje ivica nagiba u smeru osnovnih oscilacija

Promenljivi pritisci tla prouzrokuju u vlažnom tlu pumpajuće dejstvo na vodu u tlu. Ovim se adhezivno trenje između elemenata tla, takvih kao pesak i stene, smanjuje pulsirajućim iebdenjem između elemenata tla, a što ima za posledicu da tlo postaje viskozni fluid, odnosno tlo tlo se razređuje u kašastu masu.

Građevine mogu utonuti u tlo i ako se sile ne javljaju simetrično one se takođe mogu nakrenuti u tlu.

Ukoliko su građevine oslonjene uređajima prema predmetnom pronalasku, opisane reakcije oslonjene mase se neće javiti, pošto masa nije podvrgnuta nikakvim značajnim ubrzanjima. Statička opterećenja temelja neće biti dodatno nadvladana promenljivim opterećenjima iz momenta naginjanja. Opasnost od razređivanja tla (od pojave likvefakcije tla) će biti u velikoj meri smanjena.

FIG.49 Da bi se dalje smanjila opasnost od razređivanja tla (likvefakcije) na veoma mekim i vlažnim zemljištima, za građevine zaštićene virtuelnim klatnom Pvovde se temelj kao osnova zaZemljotresno- zaštitneModule tako odredi, tj. dodatno se napraviZemljotresno- zaštitnitemelj što znači da se temelj projektuje kao kruta i laka konstrukcija na takav način, i sa takvim dimenzijama, da zapremina donjeg dela građevine koji je ukopan u zemljištu odgovara veličini mase iskopane zemlje iz tla na mestu gradnje i da je jednak masi cele građevine.

Da bi smanjili uticaj mehaničkih sila na temelj preko kompresionih talasa, donja stranaZemljotresno- zaštitnogtemelja100je zakrivljena sa zakrivljenjem koje raste ka njegovim ivicama.

FIG.50Ako ispod vlažnog i mekog tla imamo sedimentni sloj čvrstog tla ili čak stenovito tlo koje se može dosegnuti, može se izvršiti dodatno fundiranje stubovima103da bi se dobioZemljotresno- zaštitnitemelj kao što je prikazano na FIG.49.

4.11 Zaptivanje građevine između osnove i oslonjenog objekta

FIG.51Između spoljašnjih zidova22podruma, koji su ukopani u zemljište i koji tokom zemljotresa prate horizontalne oscilacije zemljišta, i konstrukcije51građevine, koja je oslonjena po principu virtuelnog klatna naZemljotresno- zaštitneModule i koja ostaje da mirno stoji, predviđen je razmak113za pomeranja, koji zato treba da bude nepropustan za vetar, prašinu, vlagu i štetočine. Na jednoj strani razmaka, poželjno na gornjoj strani, su postavljene trake101od žičane četke a međuprostori su ispunjeni izolacionom vunom104.Na drugoj strani razmaka je postavljen klizni okvir102sa zakošenim ivicama.FIG.52Ako su za kompenzovanje vertikalnih ubrzanjaZemljotresno- zaštitniModuli dodatno opremljeni sa vertikalnim oprugama i amortizerima, tada je potrebno opremiti zaptivku razmaka za pomeranje takođe sa vertikalnim oprugama.

Naspram izolovane konstrukcije 51 građevine ili dodatne lamele105za zaštitu od klizanja je zaptivni okvir106oblika slova U pritisnut opružnim elementima 107, na pr. u obliku zavojnih opruga ili listastih opruga. Okvir106je vertikalno vođen u okviru108oblika slova u, a koji je učvršćen za zid22podruma. Zaptivne trake109,potisnute oprugom, zaptivaju okvir108gurajući ga ka zaptivnom okviru106.Zaptivne trake109,takođe pritisnute oprugama, i zaptivni paket110zaptivaju okvir106u pravcu izolovane osnove građevine ili ka lameli105za zaštitu od klizanja.

4.12 Manja opasnost od požara pomoću poboljšanog međusklopa

FIG.53Pošto je masa građevine zbog nekog zemljotresa horizontalno ubrzana naizmeničnim kretanjima napred -nazad, sile reakcije mase proizvode pritisak u zemljištu oko građevine preko vertikalnih površina zidova22podruma. Zemljište će se sabijati i razređivati. Zbog toga može doći do pojave pritiska između napojnih vodova111gasne, vodovodne ili električne mreže u zemljištu i cevima i vodovima u građevini, a što može dovesti do njihovog lomljenja ili kidanja.

Oštećenja na gasovodnim cevima i električnim vodovima mogu zbog kratkog spoja prouzrokovati požar. Opasnost od požara je smanjena, zato što su sabijanja u zemljištu i njima prouzrokovana krivljenja napojne mreže smanjeni, zato što su smanjeni površinski pritisci na zemljište, jer sile reakcije usled nekog ubrzanja nisu više prouzrokovane celokupnom masom građevine nego samo njenim znatno manjim delom tj. masom temelja. Mogućnost pojave lomljenja je mnogo smanjena.

Unutar građevine stoje elastične veze između napojnih vodova mreže i cevi gasovodne instalacije i provodnika u zgradi, projektovane kao viseće U-petlje112,a koje obezbeđuju pokretljivost, tako da relativna kretanja osnove koja osciluje i izolovane osnove konstrukcije 51 građevine neće prouzrokovati nikakvu štetu,

4.13 Podnošenje stvaranja pukotina u zemljištu ispod građevine

Čak i u najnepoželjnijem slučaju, da se duž pukotine u zemljištu tačno ispod građevine obe ivice pukotine kreću jedna ka drugoj, ili da se razmiču tj. da se zemljište otvara baš ispod građevine, građevina ima velike šanse da ostane da stoji zato što zaštitni moduli imaju sposobnost da se pomeraju nezavisno jedan od drugog i sposobnost da izjednače promenjene razmake oslonaca na osnovi.

Sistem će i dalje obezbeđivati stabilnost za oslonjenu konstrukciju.

FIG.54 Razmak t između kruto postavljenih nosećih elemenata oslonjene konstrukcije 51 je nepromenljiv. Razmak izmeđuZemljotresno- zaštitnihModula 56 u temeljima 20 je isti.

Ako se ovde pojavi pukotina u zemljištu izmeđuZemljotresno zaštitnihModula 56, zbog pojave pritiska od zemljotresnih talasa, razmak zaštitnih modula 56 se povećava za širinu SPpukotine.Zemljotresno-zaštitniModuli, kao virtuelna klatna, centriraju napadnute tačke oslonca opterećenja u centar njihovih amplituda ispod njihove virtuelne tačke vešanja.

Ako se tačke vešanja dva virtuelna klatna razmaknu, tada čvrsto povezane tačke oslonca nosača ležišta opterećenja zauzmu jedan izravnavajući položaj, tako da odstupanje od originalnog srednjeg položaja bude isto za oba virtuelna klatna.

4.14 Umanjenje udara, prilikom eksplozija

Dodatno, u slučaju eksplozije u blizini građevine, sa jakim opterećenjima usled vazdušnog pritiska koji prevazilazi granična opterećenja najjačih oluja koje bi izdržala zgrada a da se ne sruši, objekt ili građevina opremljeni ovim sistemom za oslanjanje mogu se pomerati u bilo kojem pravcu, smanjujući zbog toga momente vazdušnog opterećenja.

Sistem za pružanje otpora vetru automatski odgovara silama vetra brzinom promene regulacionih parametara koji odgovara veličinama promene sila vetra.

Povećanje opterećenja usled vazdušnog pritiska od eksplozije pojavljuje se u jednom krajnje kratkom vremenskom periodu, unutar kojeg nema značajnog povećanja otpornih sila za kompenzovanje sila vetra koje se javljaju usled automatske regulacije. Zbog toga, ukoliko je iznenada udarena talasom vazdušnog pritiska, građevina će se pomeriti unatrag sa malom silom reakcije, koja veoma mnogo smanjuje udarni impuls.

5 Kratak opis nacrta

FIG.1 prikazuje kuću oslonjenu naZemljotresno- zaštitneModule, koji predstavljaju virtuelna klatna velike dužine, koji se ponašaju kao da je kuća obešena o veliko klatno dužine l¥. FIG.2 - FIG.4 prikazuju uređaje za zaštitu od zemljotresa iz stanja tehnike, uzete iz nacrta iz odgovarajuće literature. (Referentni dokumenti) FIG.5 je šematski prikaz matematičkog klatna ipokazuje referentne simbole i funkcionalne vrednosti kakvi će se koristiti za fundamentalnu diskusiju u delu "Izvođenje rešenja postavljenog zadatka". FIG.6 i FIG.7 pokazuju preklapanje harmoničnih kretanja koja se podižu i spuštaju. FIG.8 služi za objašnjenje pronalaska i šematski pokazuje poređenje između stabilnog i nestabilnog klatna kao elemenata za oslanjanje. FIG.9 je pojednostavljen šematski prikaz primera uređaja koji predstavlja virtueino klatno i šematski prikazuje primer.uređaja koji predstavlja virtueino klatno velike dužine sa relativno malim stvarnim vertikalnim prostiranjem. Ilustrovan je stvarni princip rešenja prema pronalasku, gde tačka uovom kinematskom crtežu služi kao tačka oslonca za oslonjeni objekt, sa ponašanjem u prostoru kao kada bi ta tačka bila oscilujući kraj dugačkog klatna. FIG.10 je pojednostavljena ilustracija vertikalnog pogleda odozgo na dijagram sa FIG.9.

FIG.11 prikazuje korišćene referentne oznake na nacrtu klatna.

FIG.12 je pojednostavljeno šematsko prikazivanje jedne varijante šeme sa slike FIG.9. FIG.13 prikazuje virtueino klatno kao varijaciju šeme prikazane na slici FIG.12, gde su poluga za vezu sa stabilnim visećim klatnom i poluga za vezu sa nestabilnim, stojećim klatnom postavljene na različitim nivoima. FIG.14 - FIG.16 prikazuju virtueino klatno kao što je prikazano na slici FIG.13 u različitim fazama kretanja. FIG.17 prikazuje kretanje virtuelnog klatna prikazanog na slici FIG.13 u odnosu na osnovu koja osciluje. FIG.18 je pojednostavljeni šematski prikaz drugog rešenja za realizaciju virtuelnog klatna različito od onog realizovanog u primeru prikazanom na slici FIG.9.

FIG.19 prikazuje šematski vertikalni pogled odozgo na primer na slici FIG.18.

FIG.20 i FIG.21 prikazuju pojednostavljeni šematski prikaz dopu\ne primera sa slika

FIG.18 i FIG.19 da bi se ostvarilo virtueino klatno velike dužine.

FIG.22 je šematski prikaz varijanti virtuelnog klatna.

FIG.23, 23a, 23b, 23c prikazuju šemu virtuelnog klatna i razne položaje tokom kretanja.

FIG.24 prikazuje pomeranje osnove u odnosu na virtueino klatno.

FIG.25 prikazuje u jednom principijelno izvodljivom obliku uređaj za centriranje i kompenzaciju sila vetra za neki objekt oslonjen po principu virtuelnog klatna. FIG.26 predstavlja uređaj za centriranje nekog objekta oslonjenog po principu virtuelnog klatna uz primenu bloka elastomerne opruge. FIG.27 je uređaj za centriranje i kompenzaciju sila vetra za objekt oslonjen po principu virtuelnog klatna preko sredstva kao što je kotrljajna kugla, koja se gura u konus za centriranje silom opruge. FIG.28 prikazuje pojednostavljeni prikaz šeme sistema za hidro-pneumatsko upravljanje centriranjem i kompenzacijom sila vetra objekta oslonjenog po principu virtuelnog klatna. FIG.29 prikazuje uređaj za centriranje i kompenzaciju sila vetra objekta oslonjenog po principu virtuelnog klatna, pomoću klateće poluge koja horizontalno podupire građevinu u odnosu na zidove temelja preko sila hidro-pneumatske opruge. FIG.30 prikazuje isti uređaj kao i slika FIG.29 sa dodatno ugrađenom hidrauličnom pumpom, koja za svoje napajanje koristi kretanja osnove tokom nekog zemljotresa. FIG.31 prikazuje sistem za centriranje i pružanje otpora opterećenjima usled sila vetra, gde deo građevine, koji nije podvrgnut nikakvom dejstvu sila vetra služi kao referentni položaj.

FIG.32 prikazuje šematski vertikalni opružni sistem za smanjivanje ubrzanja.

FIG.33 prikazujeZemljotresno- zaštitniModul sa ugrađenim vertikalnim opružnim sistemom za pružanje otpora delovanju vetra. FIG.34 prikazuje elastične deformacije stuba ulične lampe tokom kritičnih oscilacija.

FIG.35 prikazuje virtueino klatno na vrhu stuba.

FIG.35a prikazuje poprečni presek sa slikef FIG.35

FIG.35b prikazuje pogled odozgo sa slike FIG.35

FIG.36, 36a, 36b prikazuju grupu lampi na vrhu stuba sa virtuelnim klatnom za izolovanje od oscilacija i detalje.

FIG.37 - FIG.39 prikazuju varijacije lampi na stubovima izolovanih od oscilacija.

FIG.40 i FIG.41 prikazuju viseće lampe sa virtuelnim klatnima za izolovanje od oscilacija prema šemi sa slike FIG.21. FIG.42 prikazuje niz obešenih svetlosnih izvora prema principu virtuelnog klatna prema šemi sa slike FIG.9 FIG.43 prikazuje uređaj za smanjivanje oscilacija oslonjen virtuelnim klatnima prema šemi sa slike FIG.9. FIG.44 prikazuje uređaj za smanjivanje oscilacija kao sa slike FIG.43 sa položajem referentne mase oslonjene virtuelnim klatnima prema šemi sa slike FIG.21. FIG.45 prikazuje uređaj za smanjivanje oscilacija oslonjen virtuelnim klatnima prema šemi sa slike FIG.13. FIG.46 prikazuje masu oslonjenu preko virtuelnih klatna prema šemi sa slike FIG.21, koja može biti masa za smanjivanje oscilacija ili referentna masa. FIG.47 prikazuje uređaj za smanjivanje oscilacija oslonjen preko virtuelnih klatna na cevastom stubu. FIG.48 prikazuje uređaj za smanjivanje oscilacija oslonjen preko virtuelnih klatna na rešetkastom stubu.

FIG.49 prikazujezemljotresno zaštitnitemelj kao osnovu za virtuelna klatna.

FIG.50 prikazujezemljotresno zaštitnitemelj sa fundiranjem stubovima kao osnovu za virtuelna klatna. FIG.51 prikazuje zaptivanje razmaka za pomeranja kod zgrada sa izolovanom osnovom. FIG.52 prikazuje zaptivanje razmaka za pomeranja za horizontalno i vertikalno izolovanje osnove zgrade.

FfG.53 prikazuje situaciju sa međusklopom za povezivanje napojnih vodova za zgrade sa izolovanom osnovom. FIG.54 prikazuje otklanjanje dejstva pukotine u tlu ispod građevine izmeđuzemljotresno-zaštitnihModula tokom zemljotresa primenom principa virtuelnog klatna. FIG.55 prikazujezemljotresno- zaštitniModul ugrađen u podrumu zgrade kao uređaj za nošenje građevina i objekata koji ostvaruje virtueino klatno, prema principu prikazanom na slici FIG.21. FIG.56 prikazujezemljotresno- zaštitniModul sa vertikalnom oprugom ugrađen u podrumu građevine. FIG.57 jezemljotresno- zaštitniModul, kao što je prikazan na slici FIG.21, integracijom uređaja za centriranje i uređaja za kompenzaciju sile vetra prema šemi sa slike FIG.25. FIG.58 jezemljotresno- zaštitniModul, kao što je prikazan na slici FIG.55 kombinovan sa elastomernim blokom kao oprugom za centriranje i obuzdavanje sila vetra. FIG.59 prikazujezemljotresno zaštitniModul ugrađen u prizemlju, kao uređaj za nošenje građevina i objekata koji ostvaruje virtueino klatno, prema principu prikazanom na FIG.12. FIG.60 prikazuje vertikalni presek građevine, oslonjene prekozemljotresno- zaštitnihModula kao što je prikazano na slici FIG.59, sa prikazom položaja horizontalnih oslonaca za centriranje građevine i prihvatanje dejstva sila vetra. FIG.61 je horizontalni presek kroz temelj građevine i njeno fundiranje preko rama u ravni uređaja za centriranje prema primeru sa FIG.30, prikazujući raspored uređaja. FIG.62 prikazuje pomeranje osnove sa temeljem u odnosu na prizemlje građevine, koje ostaje da stoji mirno, u pravcu pomeranja paralelnom zidu građevine. FIG.63 prikazuje pomeranje osnove sa temeljem u odnosu na zgradu koja stoji mirno, gde je pomeranje u pravcu pod uglom prema nekom zidu građevine.

FIG.64, 64a, 64b prikazuju virtueino klatno za nošenje visoke zgrade.

FIG.65 prikazuje virtueino klatno prema šemi sa slike FIG.21 ugrađeno u betonsku osnovu. FIG.66 prikazuje oslanjanje puta na nosećim stubovima po principu virtuelnog klatna..

FIG.67 prikazuje oslanjanje osnove stuba po principu virtuelnog klatna.

FIG.68 prikazuje oslanjanje rešetkastog stuba po principu virtuelnog klatna prema šemi sa slike FIG.21

FIG.69 prikazuje oslanjanje cevovoda po principu virtuelnog klatna.

FIG.70 prikazuje oslanjanje mosta za nošenje cevovoda po principu virtuelnog klatna.

6 Opis poželjnih izvođenja

FIG.1 prikazuje da, prema predloženom pronalasku, zgrada illi bilo kakav objekt može biti zaštićen od zemljotresa ako je oslonjen preko uređaja za nošenje opterećenja, ovde nazvanih Zemljotresno-zaštitni moduli, koji nose masu zgrade. Zemljotresno-zaštitni moduli su čvrsto priključeni na tle preko jedne zajedničke osnove ili preko posebnih osnova za svaki modul.

Zemljotresno-Zaštitni moduli 56 nose konstrukciju tela zgrade i dozvoljavaju joj da se u svojim tačkama oslonca pokreće na takav način, kao da je zgrada obešena na kraj veoma dugačkog klatna. Kao što je objašnjeno ranije, obešeni objekt trpi samo minimalna ubrzanja, u poređenju sa nivoom ubrzanja pri kretanju tla prilikom zemljotresa.

lako zahtevaju samo male visine, Zemljotresno zaštitni moduli rade kao virtuelna klatna Pvsa velikom virtuelnom dužinom I, i dugačkom periodom oscilacije. Ovi uređaji za oslanjanje mogu biti projektovani za svaku željenu Ili potrebnu amplitudu pomeranja zemljišta, koje se čak i pri ekstremnim horizontalnim pomeranjima osnove ne prenose na oslonjeni objekt.

Odgovarajućim projektovanjem i dimenzionisanjem modula, on se može ostvariti tako da sopstvena učestanost zgrade oslonjene preko Zemljotresno zaštitnog modula bude mnogo puta manja od dominantne učestanosti trešenja zemlje, kako se uobičajeno javljaju pri zemljotresima.1

FIG.55 prikazuje postavljanje nekog zemljotresno-zaštitnog modula 56, prema šemi sa slike FIG.21, u temelju građevine. Tri noseća elementa 11 imaju na svakom kraju dvo-osno sferno ležište 15, ili alternativno kardanskii zglob ili kugličnii zglob, koji ih spaja na njihovom gornjem kraju sa nosećom strukturom 5, a na njihovom donjem kraju sa spojnim elementom 9, obešenim pomoću ova tri noseća elementa. Na svom gornjem kraju spojni element 9 je zglobno spojen preko vezne kugle 17 sa nosačem građevine 16, koji je povezan sa oslonjenom strukturom 51. Elastični naborani meh 18 napravljen od elastomernog materijala ili metala hermetički zaptiva ležište vezne kugle Klizna zaptivka 19 zaptiva razmak između oslonjene strukture, koji se može pomerati u odnosu na osnovu 6, i zid temelja osnove 6. FIG.56 prikazuje zemljotresno zaštitni modul 56 prema šemi sa slike FIG.12, postavljen u podrumu građevine. Izolacija od vertikalnih oscilacija, prema šemi sa slike FIG.32, je ugrađena u noseći element 16 građevine. Zaptivka 114 razmaka zgrade između osnove i izolovane zgrade je projektovan prema šemi sa slike FIG.52. FIG.57 prikazuje zemljotresno zaštitni modul 56 similar to the module in FIG.21. Here is additionallv integrated a centering and wind force compensation device 57 according to FIG.25. This solution has the advantage to save space. The functions, to support the object and to keep it exactly centered and to produce a counterforce against wind forces, are united into one module. FIG.58 prikazuje zemljotresno zaštitni modul 56 sa drugom kombinacijom noseće i funkcije centriranja. Funkcija centriranja je ostvarena elastomernim opružnim blokom 48. FIG.59 prikazuje zemljotresno zaštitni modul projektovan prema šemi sa slike FIG.12, u verziji za teška opterećenja, za visoke građevine, sa postavljanjem iznad tla. Viseće, stabilno klatno 2 ima na oba kraja bilo loptasto ležište ili kardanski zglob. Na svom gornjem kraju ono je obešeno na noseću strukturu 5. Na svom donjem delu klatno 2 je spojeno sa nosačem 8, koji je spojni element. Druga strana spojnog elementa 8 je oslonjena na stojeće nestabilno klatno 7, bilo preko kugličnog zglobnog ležišta 17 ili alternativno kardanskog zgloba ili sfemog ležišta. Na svom donjem kraju stojeće klatno 7 je oslonjeno na temelj 20 preko istog

ležišta 17 kao na svom gornjem kraju. Nosač 8 je uležišten preko jedno-osnog zglobnog ležišta na nosač 16 građevine, koji podupire konstrukciju građevine 1.

Prvi sprat i podrum 22 građevine su delovi konstrukcije građevine 1. Razmak 23 između podruma 22 i temelja 20 je pokriven podorn prvog sprata i zaptiven prema temelju kliznom zaptivkom 19. Napojni vodovi 21, za vodu, energiju, komunikacije, priključeni da budu elastično obešeni i da vise u obliku slova U između temelja 20 i podruma 22, tako da su moguća pomeranja osnove u odnosu na građevinu a da ne dođe do njihovog oštećenja. FIG.60 prikazuje vertikalni delimični presek visoke građevine oslonjene na zemljotresno-zaštitne module 56 kao što je prikazano na slici FIG.59, koji su poravnati duž ivica zgrade. U ravni54podruma 22 su horizontalni potporni uređaji 24 raspoređeni i povezani sa građevinom, vrste prema slici FIG.29 ili FIG.30, sa odgovarajućom hidrauličnom opremom prema slici FIG.28. FIG.61 prikazuje horizontalni presek u ravni54sa slike FIG.60 kroz podrum 22 i temelj 20, čiji okvir oko podruma služi kao oslonac za zemljotresno-zaštitne module. Na svaku stranu podruma 22, koji se može pomerati u svim pravcima, su pričvršćena dva uređaja 24, da horizontalno kompenzuju sile vetra i da tačno centriraju građevinu u odnosu na temelj. Uređaji za horizontalno oslanjanje odgovaraju šemi koja je prikazana na slici FIG.30. Ako na gornji deo građevine deluju sile vetra, građevina će ipak ostati u istom položaju kao što je prikazan na slici FIG.61. Uređaji za horizontalno oslanjanje odmah reaguju na svako pomeranje i povećavaju sile otpora u opružnim elementima da izravnaju sile vetra. U tačno srednjem položaju, bez spoljašnjih sila vetra, postoji minimalni razmak između valjaka i zidova temelja. Svi cilindri sa oprugama su potpuno izduženi sve do kraja svojih hidraulično amortizujućih krajeva. FIG.62 Ukoliko se pojave pomeranja osnove u smeru prikazanom strelicama 58 zbog nekog zemljotresa, horizontalni potporni uređaji 24 su gurnuti tako da se njihovei opruge sabijaju na strani građevine koja se pomera bliže zidu temelja 20, dok se na suprotnoj strani građevine oni podižu sa zida. FIG.63 Ako se osnova pomera u smeru strelica 58 koje nisu paralelne nijednoj ivici građevine, horizontalni potporni uređaji su gurnuti tako da se njihove opruge sabijaju na dvema stranama građevine a podižu se od zida na dvema suprotnim stranama.FIG.64prikazuje delimični izgled spoljašnjeg dela visoke građevine, koja je vidljivo u nivou prizemlja oslonjena na zemljotresno zaštitne module 56, prema principima virtuelnog klatna. Virtuelna klatna, prema šemi koja je prikazana na slici FIG.12, su postavljena u parovima koji se jedan prema drugom odnose kao likovi u ogledalu. Viseća stabilna klatna 2 su oslonjena u parovima, za izravnanje tolerancija, preko klackajućeg nosača115,koji je u svojoj sredini jednoosno zglobno uležišten na nosećem stubu 116.

Raspored zemljotresno zaštitnih modula pokazuje da je ono pogodno za povratno poravnavanje postojećih konstrukcija sa čeličnim skeletom. Rasponi G postojećih nosećih stubova su zamenjeni elementima virtuelnih klatna.FIG.64aiFIG.64bpredstavljaju vertikalni poprečni presek izgleda sa slike FIG.64 i prikazuju spoljašnju vezu građevine u ravni tla sa razmakom za pomeranja i zaptivkom114razmaka za pomeranja. Jedna prikazuje slučaj kada su zemljotresno-zaštitni moduli postavljeni izvan zgrade, a druga ih prikazuje kada su postavljeni unutar fasade građevine. FIG.65 prikazuje virtueino klatno kao zemljotresno-zaštitni modul prema principu prikazanom na slici FIG.21. U kućištu 117, koje je ubetonirano u osnovi 6, prethodno je umetnut sastavljeni modul koji je pozicioniran i učvršćen preko obodne veze. Podupirač 89 je povezan sa oslonjenim objektom preko obodnih veza. Stabilni noseći elementi, viseća klatna11,su izvedena kao užad. Spojni element14je za odupiranje silama vetra centriran oprugom118i potisnut nadole oprugom119za kompenzaciju negativnih vertikalnih ubrzanja. Podupirač 89 je oslonjen na spojni element14preko kugle 17 koja je dvo-osno zglobno uležištena i nosi preko teleskopske vodice120i mehaničke opruge126,ili alternativno pneumatskih opruga, teret oslonjenog objekta.FIG.66prikazuje konstrukciju platforme122autoputa izdignutog na noseće stubove izolovanu od bočnih pomeranja platforme121nosećeg stuba. Ovo smanjuje opterećenja na savijanje stuba, pošto on više nije opterećen, ako mu se ubrzava bočno pomeranje, silama reakcije mase platforme autoputa, nego samo silama reakcije sopstvene mase i bitno manjim delom mase modula. Ostvarenje virtuelnog klatna odgovara principu prikazanom na slici FIG.13. Ako je tačka oslonca platforme autoputa u nepomičnom ležištu, spojni element se drži u srednjem položaju horizontalnim opružnim elementima126.Samo kada se ove prethodno određene šile opruga prevaziđu, moguća su relativno slobodna pomeranja između platforme122autoputa i platforme121nosećeg stuba.FIG.67prikazuje izolovanje oscilacija stubova nosača izdignutog autoputa u osnovi stuba. Virtueino klatno je zasnovano na principu koji je prikazan na slici FIG.9. U prikazanom obliku noseći stub putne platforme istovremeno predstavlja neopterećeno ležište mosta. Stabilno viseće klatno, noseći element 2, se sastoji od dve vertikalne oslonske šipke 123 i

dva poprečna nosača124. ,

FIG.68prikazuje rešetkasti stub, oslonjen preko zemljotresno zaštitnih modula prema šemi kao što je prikazana na slici FIG.21 i opremljen uređajima za ublažavanje sila vetra.FIG.69prikazuje oslanjanje cevbvcda preko stabilnog i nestabilnog klatna 2 i 7, prema dijagramu sa FIG.9. Spojni element 8 je sam projektovan kao ležište za eev-Centar poprečnog preseka cevi opisuje, ako je horizontalno pomeren, krivu koja predstavlja putanju krajnje tačke dugačkog klatna. Cev je na taj način obešena na Virtueino Klatno. Stojeće klatno 7 se drži u svom vertikalnom položaju oprugom47.Samo pojedini moment naginjanja klatna 7 može pritisnuti oprugu 47 i dozvoliti kretanje sistema za oslanjanje. Moment naginjanja je tako određen, da samo sile reakcije mase prouzrokovane bočnim ubrzanjem koe odgovara vrednostima ubrzanja usled zemljotresa mogu prouzrokovati ova pomeranjaFIG.70predstavlja most za nošenje cevovoda, kao što se koristi u hemijskim postrojenjima i rafinerijama, oslonjen po principu virtuelnog klatna. Nosač opterećenja89je oslonjen na spojni element 8, koji je oslonjen na stabilni element za oslanjanje, viseće klatno 2, i nestabilni element za oslanjanje, stojeće klatno 7.

Claims (29)

1. Postupak za zaštitu objekata, naročito građevina, od dinamičkih sila nastalih od ubrzanja osnove (6), na pr. prouzrokovanih zemljotresima, naznačen time, što se u nekom nosećem sistemu, koji nosi objekt (1), delovanja stabilnih nosećih elemenata (2,11), koji se klate u svakom bočnom pravcu i koji podižu masu objekta (1), i nestabilnih nosećih elemenata (7, 11, 14), koji se klate u svakom bočnom pravcu i koji spuštaju masu objekta (1), međusobno prožimaju preko veza (2,7,11,14) nosećih objekata na takav način, da, tokom horizontalnih oscilacija izazvanih zemljotresnim pomeranjem osnove (6), pomeraji tačaka (10) oslonaca nosećih elemenata (2, 7, 11, 14), povezanih sa osnovom, u odnosu na položaj inertne mase oslonjenog objekta (1), prouzrokuju samo minimalno dizanje objekta (1) oslonjenog u tačkama (P) nosećih ležišta opterećenja na spojnim elementima ili kombinovanim spojnim nosećim elementima, koji za uzvrat, zbog malog gradijenta putanje kretanja u prostoru u odnosu na osnovu tačke (P) nošenja, stvara samo malu stabilizirajuću povratnu silu (FR) dejstvujuću ka centralnom položaju prouzrokovanu težinom mase objekta (1) na koji se dejstvuje, koja čak i tokom velikih bočnih ubrzanja osnove posledično rezultira samo kao neznatno ubrzanje oslonjenog objekta (1) sa dugačkim periodom njegovih sopstvenih oscilacija. (FIG.9, 12, 13,16, 17, 21, 22, 23, 24)

2. Uređaj za ostvarenje postupka prema zahtevu 1, za zaštitu nekog objekta (1), naročito građevine, od oscilacija osnove (6), naznačen time što je za oslanjanje nekog objekta (1) odvojeno od oscilacija na tačkama oslonaca (P) njegovih statičkih opterećenja u odnosu na oscilovanje osnove (6), objekt (1) oslonjen na svaki uređaj preko tačke oslonca (P) na spojni element ili na kombinovani spojno-noseći element (8, 9, 14), koji je oslonjen i spojen na oscilujuću osnovu (6) preko nosećih elemenata (2, 7, 11, 14), a koji mogu da se ljuljaju u proizvoljnom pravcu i koji su međusobno povezani spojnim elementom ili kombinovanim spojno-nosećim elementom (8, 9, 14) i što je dimenzionisanje i raspored nosećih elemenata (2, 7, 11, 14) u njihovim početnim mirnim položajima odabrano tako, da spojni element ili kombinovano spojno-noseći element (8, 9, 14) sa povezanim nosećim elementima (2, 7, 11, 14) kojima upravlja predstavljaju Virtualno klatno, gde se tačka (P) oslonca objekta (1) na spojne ili kombinovano spojno-noseće elemente (8, 9, 14) može slobodno pomerati u svakom bočnom pravcu po obliku kretanja koji se može uporediti sa putanjom koju opisuje po površini konkavne sfere slobodni kraj dvo-osno obešenog veoma dugačkog klatna koje može da se klati u svim pravcima. (FIG.9, 12, 13, 16, 17, 21, 22, 23, 24)

3. Uređaj prema zahtevu 2, naznačen time, što se tokom horizontalne amplitude oscilujuće osnove (6) spojni elementi (8, 9) izdižu na jednoj strani na kojoj su vezani za noseće elemente (2, 7, 11, 14) a spuštaju se na naspramnom kraju, i Što tačka (P) oslonca objekta (1) na spojni element (8, 9, 14) vrši samo minimalno pomeranje i kreće se na takav način da opisuje jednu ravno zakrivljenu gore otvorenu konkavnu površinu. (FIG.9, 12, 13, 16, 17,21)

4. Uređaj prema zahtevima 2 ili 3, naznačen time, što dva noseća elementa (2, 7, 11, 14) koji su preko spojnog elementa (8), (8b) dvo-osno zglobno povezani, pri čemu je jedan noseći element (2,12) izveden kao obešeno stabilno klatno, koje je na svom gornjem kraju dvo-osno zglobno povezano na noseću tačku (10), koja je kruto povezana na osnovu (6), i gde je drugi od dva noseća elementa (7, 14) izveden kao stojeće nestabilno klatno, koje je dvo-osno zglobno vezano svojim donjim krajem na osnovu (6), i gde je spojni element (8, 8b) spojen za oslonjeni objekt (1) preko dva ležišta, stvarajućii horizontalnu osu, tako da je u odnosu na objekt (1) spojni element (8) onemogućen da rotira oko svoje vertikalne ose. (FIG.9,12,13, 16,17)

5. Uređaj prema zahtevu 4, naznačen time, što je spojni element (8) vođen u dodatnom spojnom elementu (8b), na svoja oba kraja jedno-osno zglobno spojen vertikalnim spojnim elementom (8a) za oba spojna elementa (8, 8b), i što je spojni element (8b), koji je jedno-osno zglobno vezan na oslonac opterećenja (W,) jednim krajem i što mu je drugi kraj zglobno dvo-osno oslonjen na vrh nestabilnog klatna, noseći element (7). (FIG.13 to 17)

6. Uređaj prema zahtevima 2 ili 3, naznačen time, što su tri noseća elementa (11) dvo-osno zglobno spojena na spojni element (9, 14) na tri tačke duž njegovog obima gde je svaki, kada se nalazi u položaju mirovanja, usmeren nagore i nagnut od centra spojnog elementa (9), i što je svaki dvo-osno zglobno vezan za tačke vešanja koje su kruto vezane na osnovu (6). (FIG.18, 19)

7. Uređaj prema zahtevu 6, naznačen time, što je tačka oslonca (P) objekta (1) postavljena na ravan koju čine tri tačke (12) ležišta na spojnom elementu (9) za noseće elemente (11). (FIG.19, 20, 21)

8. Uređaj prema zahtevu 2, naznačen time, što spojni element (8), koji je dvo-osno zglobno spojen sa najmanje dva paralelna noseća elementa (2), od kojih je svaki na svom gornjem kraju dvo-osno zglobno obešen o jednu sa osnovom (6) vezanu tačku oslonca (10) tako da može da se klati, i koji nosi u svom središtu noseći element (14) koji je u spojnom elementu (8) jedno-osno zglobno uležišten, gde se bočno pomeranje nosećeg elementa (14) vrši u smeru nosećih tačaka spojnog elementa (8) obešenog o noseće elemente (2) i što je uležišten na njegovom donjem kraju ispod njegovog uležištenja na spojni element (8) dvo-osno zglobno i pomerljivo duž ose, i što je iznad njegovog uležištenja na spojnom elementu (8) dvo-osno zglobno oslonjen objekt (1) u tački oslonca (P).(FIG.22, 23, 24)

9. Uređaj prema zahtevima 2 i 8, naznačen time, što je, različito od uređaja prema zahtevu 8, spojni element (8) oslonjen preko više simetrično postavljenih paralelnih nosećih elemenata (2) i što je noseći element (14) oslonjen na spojni element (8) u dvo.osnim ležištima.(FIG.22, 23, 24)

10. Uređaj prema zahtevima 2 do 9 naznačen time, što je, u svrhu kompenzacije opterećenja od vetra, ispod oslonjenog objekta (1) postavljeno vratilo (42) između osnove (6) i objekta (1) da rastereti bočne sile, pri čemu je jedan kraj vratila (42) kruto spojen na jedan kraj prenapregnute rastezne opruge (41), čiji je drugi kraj kruto spojen bilo za osnovu (6) ili za oslonjeni objekt (1), i gde je drugi kraj vratila (42) polugom aksijalno pokretan u dvo-osno pokretnom sfernom ležištu (43) koje je spojeno bilo za oslonjeni objekt (1) ili za osnovu (6) i preko koga je položaj objekta (1) i osnove (6) jednog u odnosu na drugi fiksiran i preko koga relativna pokretljivost osnove (6) i objekta (1) jednog u odnosu na drugi postaje moguća kada bočne sile udara na vratilo (42) prevaziđu naponsku silu prenapregnute rastezne opruge (41). (FIG.25)

11. Uređaj prema zahtevima 2 do 9, naznačen time, što je ispod oslonjenog objekta (1) između osnove (6) i objekta (1) postavljeno vratilo za kočenje bočnih sila, pri čemu je jedan kraj vratila kruto spojen na blok elastomerne opruge (48) koji je kruto spojen bilo na osnovu (6) ili na oslonjeni objekt (1), pri čemu je drugi kraj vratila kao poluga pokretan duž ose u dvo-osno pokretnom sfernom zglobnom ležištu (43), koje je spojeno bilo sa oslonjenim objektom (1) ili sa osnovom (6), i kroz koje je položaj objekta (1) i osnove (6) jednog u odnosu na drugi elastično fiksiran. (FIG.26)

12. Uređaj prema zahtevima 2 do 9, naznačen time, što je za kompenzaciju opterećenja zbog vetra ispod oslonjenog objekta (1) instaliran jedan ili više uređaja (50) za pozicioniranje za kompenzovanje opterećenja zbog vetra, pri čemu je za svaki uređaj vertikalno vođena kugla (44), koja može da se kotrlja u svim pravcima, pritisnuta nadole prethodno određenom silom mehaničke ili hidropneumatičke opruge (47) u centar šupljine konusa (45), kruto spojenog sa osnovom (6), koji ima ugao otvora koji raste počev od centra sve do 180° stepeni, čime se stvara oblikom zabravljiva veza između objekta (1) i osnove (6) , koja može da prenese horizontalne sile sve do granične vrednosti određene silom opruge i uglom otvora u centru šupljine konusa (45), a kada se granična vrednost prekorači horizontalnim silama, nagig šupljine konusa (45) diže kuglu (44) vertikalno nasuprot sili opruge, i kugla (44) se otkotrlja u oblast sa manjim nagibom šupljine konusa (45), preko čega se horizontalne prenosive sile smanjuju i postaju jednake nuli izvan oblasti šupljine konusa (45), i zato, tokom relativnih pomeranja osnove (6) u odnosu na objekt (51) prouzrokovanih zemljotresom, samo male ili, u zavisnosti od amplitude oscilacija, virtueino nulte horizontalne sile budu prenesene sa osnove (6) na objekt. (FIG.27)

13. Uređaj prema zahtevu 12 za centriranje, zbog vrste njegovog oslanjanja, horizontalno lako pokretljivih objekata ili građevina, i za obezbeđenje sila prigušenja, naznačen time, što vertikalno vođena kugla (44) za centriranje, smeštena u kugličnom ležištu (49), je potisnuta mehaničkom ili hidropneumatičkom ili viško elastičnom oprugom u šupljinu konusa (45) za centriranje, tako da nikakve horizontalne sile koje stvaraju udari vetra na konstrukciju građevine (51) ne mogu stvoriti sile reakcije na tački spoja kugle (44) za centriranje sa šupljinom konusa (45), čije vertikalne komponente (Fv) mogu da potisnu kuglu (44) za centriranje nagore u njenoj vertikalnoj vodici protiv sile opruge (FIG.27)

14. Uređaj prema zahtevu 12, naznačen time, što šuplji konus (45) za centriranje, izvan kruga koji čini kontaktna linija kugle (44) za centriranje unutar šupljine konusa u svom najnižem položaju gradi ugao (y) čiji otvor raste sve do 180, tako da se horizontalna komponenta (FH) normalne sile u tački kontakta kugle (44) za centriranje sa konusom (45) za centriranje smanjuje radijalno ka spolja, kada bočne sile pomeranja, koje su veće od maksimalnih horizontalnih opterećenja usled vetra, pritisnu preko kugle (44) za centriranje vertikalnu oprugu u svojoj vertikalnoj vodici, i kontaktna tačka kugle (44) za centriranje i konus (45) za centriranje se pomere radijalno ka spoljašnjosti u konusu (45) za centriranje. (FIG.27)

15. Uređaj prema zahtevu 12, naznačen time, što se kugla (44) za centriranje može kretati u svojoj vertikalnoj vodici bez otpora, ukoliko vertikalne sile (F„), prouzrokovane horizontalnim pomeranjem šupljeg konusa (45) za centriranje, prekorače sile opruge, i što je potiskivanje unatrag vertikalne vodice sa kuglom (44) za centriranje od strane opruge smanjeno do veoma male brzine hidrauličnim prigušenjem, tako da vremenski period za potpuno vraćanje iznosi višestruko više od maksimalne vremenske periode oscilacija zemljotresa. (FIG.27)

16. Uređaj prema zahtevima 2 do 9, naznačen time, što je za kompenzovanje opterećenja usled vetra, između vertikalnih zidova osnove (6) i oslonjenog objekta (1) postoje najmanje tri para mehaničkih ili hidropneumatičkih opruga (47), sa malim naponom opruge, pravilno raspoređenih oko oslonjenog objekta kao slika u ogledalu, sa po jednim parom za svaku osu pomeranja, jednim parom za vertikalnu osu i dva para za dve horizontalne ose, a na naspramnom zidu osnove montirani su za njih klizači ili kotrljajući valjci (25), horizontalno pomerljivi sa jednim ili više valjaka na sistemu za vođenje koji se može izduživati. (FIG.28, 29, 30)

17. Uređaj prema zahtevu 16, naznačen time,što je održavanje jednakog odstojanja svih zidova (22) objekta prema zidovima (20) osnove, tokom i najmanjih pomeranja opruge, prouzrokovanog pomeranjem oslonjenog objekta (1) u odnosu na osnovu zbog delovanja sila vetra, sila opruge se automatski povećava, upravljana hidrauličnim kontrolnim ventilima, sve dok se ponovo ne uspostavi puno izduženje u željenom položaju, a ako se tokom pomeranja opruge prouzrokovanog silama vetra dodatno pojave i oscilacije osnove zbog zemljotresa, sile reakcije protiv sila vetra se samo neznatno povećavaju zbog niskog napona opruge, kao posledica samo male, sile razlike koja udara masu oslonjenog objekta kao sila ubrzanja. (FIG.28, 29, 30)

18. Uređaj prema zahtevima 16 i 17, naznačen time,što se relativno pomeranje između osnove (6) koja osciluje i objekta, oslonjenog virtuelnim klatnika, koja odvajaju oslonjeni objekt od osnove koja osciluje, koristi za pokretanje jedne ili više pumpi (37) za dobijanje servoenergije, a koje mogu biti raspoređene same od sebe ili u vezi sa elementima za kompenzovanje sila za centriranje i sila vetra, a koje će odgovarati na relativna pomeranja. (FIG.28, 30)

19.Uređaj prema zahtevima 2 do9,naznačentime, što je iz glavne konstrukcije (51) građevine izdvojen deo (22), koji nije izložen nikakvim opterećenjima usled vetra i koji je takođe oslonjen virtuelnim klatnima (56u) kao referentni položaj za kontrolu položaja glavne građevine izložene opterećenjima usled vetra. (FIG.31)

20.<i>Uređaj prema zahtevima 2 to 9, naznačen time,što je element za nošenje opterećenja između tačke (P) oslonca opterećenja virtuelnog klatna i oslonjenog objekta (51) projektovan kao vertikalni opružni element sa veoma niskim naponom opruge i odgovarajućim prigušenjem, pri čemu opružni elementi mogu biti mehanički, hidropneumatički ili fluidno elastični. (FIG.32)

21. Uređaj prema zahtevima 4, 6, 10i20, naznačen time,što su uređaji (70) za kompenzaciju sila vetra i uređaji (69) za apsorpciju vertikalnih udara integrisani sa Virtuelnim klatnom (56) u jednu celinu. (FIG.33, 56)

22. Uređaj prema zahtevu 4, naznačen time,što je spojnii element (8) virtuelnog klatna na stubovima oslonjen pomoću dva obešena klatna, nosećih elemenata (2), i jednog stojećeg klatna, noseći element (7), i što su noseći elementi (2) i (7) prostorno raspoređeni pod otklonskim uglom od sredine, da bi kompenzovali zakošenje kraja stuba tokom oscilovanja i da bi se izbeglo da se i tačke oslonca izolovanog objekta budu podvrgnute istom zakošenju. (FIG.35, 35a, 35b)

23. Uređaj prema zahtevima 4i 6,naznačen time,što spojni elementi (8, 9) imaju noseću tačku (P) ležišta opterećenja postavljenu na svojoj donjoj strani i što ona nosi viseće objekte i što su noseći elementi (2, 11) napravljeni od užadi. (FIG.37, 40, 41, 42)

24. Uređaj prema zahtevima 8i9, naznačen time, što su noseći elementi (2) projektovani kao užad. (FIG.38, 39)

25. Uređaj premazahtevima4i23,naznačen time,što' viseće klatno, noseći element (2), visi iz tavanice, koja je spojena za osnovu preko građevine, i što je nestabilno, stojeće klatno, noseći element (7), na svom donjem kraju oslonjeni na centar, koji je oblikovan pomoću četiri ili tri iskošene poluge, užeta ili lanaca (5), koji vise sa tavanice. (FIG.42)

26. Uređaj prema zahtevima 4, 5, 7 i 23, naznačen time, što najmanje tri virtuelna klatna podupiru masu kao oslabljivači oscilacija. (FIG.43, 44, 45, 46, 47, 48)

27. Uređaj prema zahtevima 4, 5, 6, 7, 8, 9, i 23, naznačen time, što stabilna viseća klatna mogu biti projektovana kao užad ili lanci. (FIG.36b, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 45,46, 47, 48)

28. Uređaj prema zahtevima 2 to 9, naznačen time, što kao njegova osnova za pravljenje virtuelnog klatna i za prenošenje opterećenja oslonjenog objekta na osnovu temelja (100) sadrži na svojoj donjoj strani prema rubnom delu nagnutu zakrivljenost. (FIG.49, 56) ? ■ .

29. Uređaj prema zahtevu 4, naznačen time, što je spojni element (8) direktno ležište za neki objekt. (FIG.69)