здание

Формула изобретения

1. Здание, включающее одноэтажный железобетонный каркас, фундамент, покрытие со стропильными конструкциями и облегченными смещаемыми плитами, стеновые облегченные панели, отличающееся тем, что оно имеет подвал, перекрытый ребристыми плитами, и технический чердак в межстропильном пространстве, а стеновые панели выполнены ребристыми с поворотными полками, шарнирно закрепленными по верхнему торцу с возможностью поворота, при этом здание снабжено расширительными камерами в межстропильном пространстве, в подвале и наружных стенах, причем расширительные камеры наружных стен сверху и снизу имеют проемы, перекрытые облегченными смещаемыми плитами, выполненными перфорированными с подвесками на пружинах, к ребрам плит перекрытия подвала и к нижнему поясу стропильных конструкций закреплены посредством болтов упорные уголковые элементы, а по верхнему торцу ребристых стенок панелей установлены подкарнизные блоки.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что расширительная камера в межстропильном пространстве ограничена сверху кровлей, выполненной из жесткопластического материала, прикрепленной посредством кровельных хомутов к верхнему поясу стропильных конструкций, а снизу слоями податливого материала, уложенного по сетке из пластичного материала, закрепленной к верху нижнего пояса стропильных конструкций.

3. Здание по п.1, отличающееся тем, что расширительная камера в подвале ограничена сверху ребристыми плитами перекрытия, выполненными усиленными, снизу полом подвала, а с боков стенами подвала, выполненными из ребристых плит.

4. Здание по п.1, отличающееся тем, что расширительные камеры в наружных стенах ограничены с наружной стороны панелями стен, имеющими внизу отверстия для установки в них трубчатых фиксаторов из пластичного материала, и перфорированным экраном из податливого материала, закрепленного по сетке из пластичного материала, с внутренней стороны дополнительными ребристыми панелями, опертыми вверху и внизу на слои податливого материала и упорные уголковые элементы и соединенными ребрами с дополнительной сеткой из пластичного материала и слоем податливого материала, а с боков камера ограничена пластинчатыми прямоугольными экранами, прикрепленными к колоннам каркаса и нижнему поясу стропильных конструкций посредством болтов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства наземных промышленных зданий и может быть использовано при возведении этих зданий в районах, где возможно воздействие поражающих факторов возникающих в результате взрывов взрывоопасных веществ при авариях и катастрофах техногенного характера.

Известно промышленное здание состоящее из железобетонного каркаса, железобетонных панелей стен и плит покрытия, светопрозрчных трехслойных панелей и оболочек (рис. 10.4) [1]

Недостатком таких зданий является разрушение ограждающих конструкций - панелей стен и плит покрытия, светопрозрачных трехслойных панелей стен и оболочек покрытия при сверхрасчетном воздействии воздушной ударной волны. Кроме того, в этом случае образуется большое количество осколков стеклопластика, которые оказывают значительное поражающее воздействие на людей. После воздействия ударной волны необходимо проведение в больших объемах восстановительных работ.

Указанные недостатки устранены в зданиях взрывоопасных производств имеющих легкосбрасываемые конструкции: смещаемые горизонтальные и вертикальные плиты устраиваемые в покрытии и стенах; поворотные плиты с шарнирным закреплением одной из сторон устраиваемые в стенах. Плиты легкосбрасываемых конструкций выполняются из легких материалов (рис. 2.5, 2.6) [2] (рис. 3.1, 3.2) [3]

Недостатком указанных зданий является то, что они обеспечивают необходимые защитные свойства только при взрыве внутри здания. Кроме того, при воздействии взрыва происходит вскрытие покрытия и стен, что приводит к значительной разгерметизации внутренних помещений здания.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является здание содержащее одноэтажный железобетонный каркас, фундамент, покрытие со стропильными конструкциями и облегченными смещаемыми плитами, стеновые облегченные панели (стр. 293 и 299, рис. 7.7) [3]

Данное здание принято за прототип, прототип является базовым объектом.

Недостатками подобных зданий является то, что они обеспечивают необходимые защитные свойства при взрыве только внутри здания. При взрыве происходит вскрытие покрытия и стен, что приводит к полной разгерметизации внутренних помещений здания. Кроме того, для восстановления таких зданий потребуются значительные затраты сил и средств.

Целью изобретения является повышение защитных свойств зданий от внешних взрывов, обеспечение необходимой герметичности при воздействии взрывов, а также снижение затрат на проведение восстановительных работ.

Указанная цель достигается тем, что здание имеет подвал, перекрытый ребристыми плитами, и технический чердак в межстропильном пространстве, а стеновые панели выполнены ребристыми с поворотными полками, шарнирно закрепленными по верхнему торцу с возможностью поворота, при этом здание снабжено расширительными камерами в межстропильном пространстве, в подвале и в наружных стенах. Расширительные камеры наружных стен сверху и снизу имеют проемы, перекрытые облегченными смещаемыми плитами, выполненными перфорированными с подвесками на пружинах, к ребрам плит перекрытия подвала и к нижнему поясу стропильных конструкций закреплены посредством болтов упорные уголковые элементы, а по верхнему торцу ребристых стеновых панелей установлены подкарнизные блоки.

Расширительная камера в межстропильном пространстве ограничена сверху кровлей, выполненной из жесткопластического материала, прикрепленной посредством кровельных хомутов к верхнему поясу стропильных конструкций, а снизу слоями податливого материала, уложенного по сетке из пластичного материала, закрепленной к верху нижнего пояса стропильных конструкций.

Расширительная камера в подвале ограничена сверху ребристыми плитами перекрытия, выполненными усиленными, снизу полом подвала, а с боков - стенами подвала, выполненными из ребристых плит.

Расширительные камеры в наружных стенах ограничены с наружной стороны панелями стен, имеющими внизу отверстия для установки в них трубчатых фиксаторов из пластичного материала и перфорированным экраном из податливого материала, закрепленного по сетке из пластичного материала, с внутренней стороны дополнительными ребристыми панелями, опертыми вверху и внизу на слои податливого материала и упорные уголковые элементы и соединенными ребрами с дополнительной сеткой из пластичного материала и слоем податливого материала, а с боков камера ограничена пластинчатыми прямоугольными экранами, прикрепленными к колоннам каркаса и нижнему поясу стропильных конструкций посредством болтов.

Предлагаемое здание представлено на фиг. 1-3. На фиг. 4-6 представлен пластинчатый прямоугольный экран.

Предлагаемое здание состоит из фундаментов под колонны 1, ребристых плит стен подвалов 2, колонн 3, балок 4, ребристых плит перекрытия 5, облегченных смещаемых перфорированных плит 6, ребристых панелей стен 7, поворотных полок 8, трубчатых фиксаторов из пластичного материала 9, цилиндрических шарниров 10, перфорированных экранов из податливого материала 11, сетки из пластичного материала 12, пластинчатых прямоугольных экранов 13, слоев податливого материала 14, дополнительных ребристых панелей 15, стропильных конструкций 16, кровли из жесткопластичного материала 17, кровельных хомутов 18, пружин 19, болтов 20, пола подвала 21, упорных уголковых элементов 22, подкарнизных блоков 23.

Здание функционирует следующим образом: при воздействии положительной фазы воздушной ударной волны на здание, в том числе и на стены, происходит срез трубчатых фиксаторов из пластичного материала 9 и поворотные полки панелей 8 будут поворачиваться относительно верхних горизонтальных цилиндрических шарниров 10 во внутрь здания. Одновременно с этим, происходит затекание воздушной ударной волны через образовавшиеся проемы в ребристых панелях стен 7. После этого волна затекания воздействует на перфорированный экран из податливого материала 11, деформирует его (растягивает), а также сетку из пластичного материала 12 и через отверстия в перфорированном экране из податливого материала 11 затекает во внутрь расширительных камер в наружной стене здания. В расширительной камере волна затекания начинает распространяться в объеме камеры и воздействует на слой податливого материала 14 и сетку из пластичного материала12, которые прикреплены к ребрам дополнительных ребристых панелей 15. Далее волна затекания воздействует на облегченные смещаемые перфорированные плиты 6 открывает их и затекает в расширительные камеры в межстропильном пространстве и подвале. В первом случае волна затекания воздействует на кровлю из жесткопластического материала 17 и слой податливого материала 14. Кроме того, с внешней стороны на кровлю действует воздушная ударная волна. Это воздействие вызывает деформацию указанных слоев и сетки из пластичного материала 12. Во втором случае волна затекшая в подвал будет распространяться в объеме подвала. При увеличении интенсивности затекающей воздушной ударной волны в расширительные камеры наружной стены воздействие будет передаваться и на дополнительные ребристые панели 15, которые деформируясь будут перемещаться за счет податливости слоев податливого материала 14. Это перемещение ограничивают упорные уголковые элементы 22.

При воздействии отрицательной фазы (разрежения) воздушной ударной волны давление в расширительных камерах на какой-то период будет выше. Но, практически, с наступлением фазы разрежения, давление в расширительных камерах будет подать за счет перетекания воздуха через отверстия облегченных смещаемых перфорированных плит 6, отверстия перфорированных экранов из податливого материала 11, а также через проемы в ребристых панелях стен 7 во внешнюю среду. Закрытию поворотных полок 8 в фазе разрежения будут препятствовать установленные в них срезанные трубчатые фиксаторы из пластичного материала 9, путем опирания срезанной частью фиксаторов на горизонтальные ребра ребристых панелей стен 7.

Применение расширительных камер со слоями податливых материалов позволяет обеспечить значительное снижение интенсивности избыточного давления в волне затекания за счет резкого расширения объема и нарушения режимов дифракции и обтекания, что не позволяет сформироваться высокоинтенсивной динамической нагрузке отражения. Наибольшее избыточное давление отражения соответствует режиму дифракции на неподвижных жестких преградах.

C учетом вышеизложенного обеспечивается значительное повышение защитных свойств зданий от внешних взрывов, не нарушается герметичность помещений. Кроме того, значительно снижаются затраты на проведение восстановительных работ.

Проведение восстановительных работ заключается в том, чтобы восстановить поворотные полки 8 в проектное положение и закрепить их трубчатыми фиксаторами из пластичного материала 9.

Литература

1. Михно Е. П. Ликвидация последствий аварий и стихийных бедствий. -М. Атомиздат, 1979, 287 с.

2. Справочник проектировщика. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. -М. Стройиздат, 1981, 215 с.

3. Пилюгин Л. П. Конструкции сооружений взрывоопасных производств. -М. Cтройиздат, 1988, 315 с.