панель для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей

Формула изобретения

1. Панель для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей, включающая металлическую стенку, металлическое обрамление, выполненное по периметру панели, и арматурный каркас, залитый бетоном, отличающаяся тем, что продольные и поперечные элементы обрамления выполнены из полосы, швеллера или уголка как все четыре, так и в любом их сочетании, при этом арматурный каркас содержит по меньшей мере две решетки, продольные и поперечные элементы которых приварены встык к элементам обрамления, а к продольным швеллерам обрамления крайние продольные элементы решеток приварены по всей длине.

2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что продольные элементы обрамления выполнены из швеллеров, а поперечные элементы – из полос.

3. Панель по п.1, отличающаяся тем, что металлическая стенка расположена на наружной стороне панели и примыкает встык к полкам швеллеров обрамления, при этом решетки арматурного каркаса установлены параллельно друг другу и смещены от центра к поверхностям панели, а их продольные элементы расположены симметрично со стороны центра панели.

4. Панель по п.3, отличающаяся тем, что она содержит вторую металлическую стенку, расположенную на внутренней стороне панели.

5. Панель по п.1, отличающаяся тем, что решетки арматурного каркаса размещены параллельно одна над другой, при этом продольные и поперечные элементы второй решетки сдвинуты относительно продольных и поперечных элементов первой решетки на полшага, причем продольные элементы второй решетки приварены к поперечным элементам первой решетки.

6. Панель по п.5, отличающаяся тем, что арматурный каркас размещен в центре панели.

7. Панель по п.5, отличающаяся тем, что арматурный каркас смещен от центра панели к ее наружной стороне.

8. Панель по п.1, отличающаяся тем, что арматурный каркас содержит три решетки, при этом первая решетка размещена параллельно внутренней стороне панели и смещена от центра к ней, а вторая и третья решетки размещены под углом друг к другу, обращенным к первой решетке.

9. Панель по п.8, отличающаяся тем, что одни концы поперечных элементов второй и третьей решеток соединены между собой в вершине угла, а другие соединены с поперечными элементами первой решетки, образуя в поперечном сечении равнобедренный треугольник, при этом поперечные элементы всех решеток приварены к элементам обрамления.

10. Панель по п.8, отличающаяся тем, что одни концы поперечных элементов второй и третьей решеток соединены с наружной металлической стенкой на некотором расстоянии друг от друга, а их другие концы соединены с поперечными элементами первой решетки, при этом поперечные элементы всех решеток приварены к элементам обрамления.

11. Панель по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что металлические стенки по периметру приварены внахлест к элементам обрамления.

12. Панель по любому из пп.8-11, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит усиливающий элемент, размещенный внутри арматурного каркаса.

13. Панель по п.12, отличающаяся тем, что усиливающий элемент выполнен в виде напряженной пружины и соединен с элементами первой решетки во множестве точек.

14. Панель по п.12, отличающаяся тем, что усиливающий элемент выполнен в виде пружины, между витками которой размещены фиксирующие элементы в виде стержней.

15. Панель по п.14, отличающаяся тем, что концы фиксирующих стержней жестко соединены с элементами первой решетки.

16. Панель по п.14 или 15, отличающаяся тем, что фиксирующие стержни установлены под углом к металлическим стенкам панели.

17. Панель по любому из пп.8-16, отличающаяся тем, что вторая и третья решетки арматурного каркаса содержат дополнительные продольные стержни, размещенные с другой стороны относительно поперечных элементов и сдвинутые относительно их продольных элементов.

18. Панель по любому из пп.8-17, отличающаяся тем, что толщина наружной металлической стенки по меньшей мере в три раза больше толщины внутренней металлической стенки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным конструкциям специального назначения, в частности конструкциям панелей для банковских хранилищ, несгораемых сейфов, бронированных дверей и т.п. изделий.

При разработке ограждающих конструкций для специальных сооружений, которыми, в частности, являются банковские хранилища, обменные пункты, хранилища для музейных ценностей и ценных бумаг, сейфы и т.п., существует проблема создания конструкций, которые должны сохранять свойства прочности и надежности в различных экстремальных условиях в течение определенного нормированного промежутка времени. Такими экстремальными условиями могут быть, например, высокая температура, ударное воздействие, взрыв и/или взлом, производимый извне. В известных из уровня техники строительных панелях, предназначенных для различных специальных сооружений, основное внимание уделяется прочности панели.

Так из уровня техники известна строительная панель, включающая армирующие элементы, выполненные из продольных и поперечных брусков, причем часть из них имеют швеллерное сечение с отверстиями в стенке, сквозь которые пропущены поперечные армирующие элементы (RU 2041327 С1, 09.08.1995). Выполнение арматурного каркаса из брусков прямоугольного сечения позволяет панели воспринимать изгибающие моменты как по нормальным, так и по наклонным сечениям, а также обеспечивается прочность панели при работе на срез. Однако данная конструкция, несмотря на более мощный арматурный каркас, не обладает достаточной прочностью для использования в вышеперечисленных специальных сооружениях по следующим причинам. Во-первых, элементы арматурного каркаса (бруски) не связаны между собой и при разрушении панели извне могут быть извлечены из тела бетона по отдельности без особого труда. Во-вторых, такая конструкция при изготовлении предусматривает послойную заливку бетона, что приводит в результате к его неоднородной структуре. В-третьих, наличие множества отверстий в продольных элементах каркаса снижает жесткость конструкции в целом. В результате подобная конструкция при взломе сразу расколется по краям из-за наличия в ней краевого эффекта.

Известна также строительная панель, содержащая расположенные с одной ее стороны продольные и поперечные ребра, образующие кессоны, арматурную сетку, изогнутые прутки в теле ребер и расположенные вдоль внешних торцов ребер армирующие стенки. Выполнение арматурной сетки в виде контактирующих между собой охватываемых витками спиралей стержней обеспечивает повышение прочности и надежности панели (RU 2062845 С1, 27.06.1996). Однако такая конструкция имеет большое количество элементов, соединенных между собой, что снижает ее надежность. Кроме того, технологический процесс изготовления панели также предполагает послойную заливку бетона, т.к. при уменьшенных размерах ячеек арматурной сетки могут образовываться пустоты, и установку в залитый бетон отдельных арматурных элементов. Все это ведет к получению неоднородной структуры бетона и, как было сказано выше, является нежелательным в панелях, используемых в специальных вышеперечисленных сооружениях, а т.к. нарушается требование равнопрочности конструкции данная панель может быть довольно легко разрушена ударным воздействием, при котором бетон будет разделяться на слои и откалываться.

Наиболее близким аналогом изобретения является панель для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей, включающая металлическую стенку, металлическое обрамление, выполненное по периметру панели, и арматурный каркас, залитый бетоном (DE 19654017 А1, 25.06.1998).

В данной конструкции арматурный каркас, выполненный в виде пространственной решетки, не является жестким, т.к. не соединен с внутренней поверхностью стенки и металлического обрамления. При таком исполнении при нарушении целостности металлической стенки, например при помощи автогенной резки, ее отрыв от арматурного каркаса не представит особых трудностей для взлома, как и дальнейшее разрушение собственно панели.

Задачей настоящего изобретения является снижение возможности несанкционированного проникновения в банковские хранилища и аналогичные помещения путем повышения прочности панели за счет создания пространственной жесткой конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в панели для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей, включающей металлическую стенку, металлическое обрамление, выполненное по периметру панели, и арматурный каркас, залитый бетоном, согласно изобретению продольные и поперечные элементы обрамления выполнены из полосы, швеллера или уголка, как все четыре, так и в любом их сочетании, при этом арматурный каркас содержит по меньшей мере две решетки, продольные и поперечные элементы которых приварены встык к элементам обрамления, а к продольным швеллерам обрамления крайние продольные элементы решеток приварены по всей длине.

В первом варианте реализации изобретения металлическая стенка расположена на наружной стороне панели и примыкает встык к полкам швеллеров обрамления. Решетки арматурного каркаса установлены параллельно друг другу и смещены от центра к поверхностям панели, при этом их продольные элементы расположены симметрично со стороны центра панели, причем если крайние продольные элементы обеих решеток приварены к продольным швеллерам обрамления по всей длине, то поперечные элементы решеток приварены встык к продольным швеллерам обрамления. Поперечные элементы обрамления могут быть выполнены из металлических полос или уголка.

Во втором варианте реализации изобретения панель содержит вторую металлическую стенку, расположенную на внутренней стороне панели, при этом продольные и поперечные элементы обрамления чаще всего все выполнены из швеллера. Решетки арматурного каркаса размещены параллельно одна над другой, при этом продольные и поперечные элементы второй решетки сдвинуты относительно продольных и поперечных элементов первой решетки на полшага, причем продольные элементы второй решетки приварены к поперечным элементам первой решетки. Арматурный каркас может быть размещен в центре панели или смещен от центра панели к ее наружной стороне. Продольные и поперечные элементы всех решеток арматурного каркаса приварены встык к швеллерам обрамления.

В третьем варианте реализации изобретения арматурный каркас содержит три решетки, при этом первая решетка размещена параллельно внутренней стороне панели и смещена от центра к ней, а вторая и третья решетки размещены под углом друг к другу, обращенным к первой решетке. В этом варианте вершина угла, образуемого второй и третьей решетками арматурного каркаса, может примыкать к наружной стороне панели или располагаться за ней. В первом случае одни концы поперечных элементов второй и третьей решеток соединены между собой в вершине угла, а другие - соединены с поперечными элементами первой решетки, образуя в поперечном сечении равнобедренный треугольник. Во втором случае одни концы поперечных элементов второй и третьей решеток соединены с наружной металлической стенкой на некотором расстоянии друг от друга, а их другие концы соединены с поперечными элементами первой решетки. В обоих случаях поперечные элементы всех решеток приварены к элементам обрамления, а металлические стенки по периметру приварены внахлест к элементам обрамления.

В четвертом варианте реализации изобретения панель дополнительно содержит усиливающий элемент, размещенный внутри арматурного каркаса. Усиливающий элемент может быть выполнен в виде напряженной пружины и соединен с элементами первой решетки во множестве точек. Дополнительно усиливающий элемент может содержать фиксирующие элементы, выполненные в виде стержней и размещенные между витками пружины. При этом концы фиксирующих стержней жестко соединены с элементами первой решетки. Фиксирующие стержни могут быть установлены под углом к металлическим стенкам.

Вторая и третья решетки арматурного каркаса могут содержать дополнительные продольные стержни, размещенные с другой стороны относительно поперечных элементов и сдвинутые относительно их продольных элементов, например на полшага.

Наружная металлическая стенка имеет толщину, по меньшей мере, в три раза большую, чем толщина металлической стенки.

Настоящее изобретение обеспечивает получение жесткой пространственной конструкции панели за счет создания множества связей между усиленным арматурным каркасом и элементами обрамления панели на многих уровнях.

Сущность изобретения раскрывается в примерах его конкретного осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее

Фиг.1 - первый вариант реализации панели согласно изобретению (на фиг.1 - 6 бетон не показан), общий вид.

Фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.

Фиг.3 - продольный разрез Б-Б на фиг.1.

Фиг.4 - второй вариант реализации панели, общий вид.

Фиг.5 - поперечный разрез В-В на фиг.4.

Фиг.6 - продольный разрез Г-Г на фиг.4.

Фиг.7 - третий вариант реализации панели, поперечный разрез.

Фиг.8 - четвертый вариант реализации панели, общий вид.

Фиг.9 - поперечный разрез Д-Д на фиг.8.

Фиг.10 - продольный разрез Е-Е на фиг.8.

Панель включает металлическую стенку 1 и арматурный каркас, залитый бетоном, при этом панель содержит металлическое обрамление 2, выполненное по ее периметру. Арматурный каркас содержит, по меньшей мере, две решетки 3, 4, присоединенные к металлическому обрамлению 2 во множестве точек 5, например посредством сварки.

Элементы обрамления 2 могут быть выполнены из металлических полос, швеллеров или уголка. 7.

В первом варианте реализации изобретения (фиг.1-3) продольные элементы обрамления 2 выполнены из швеллеров 6, а поперечные элементы обрамления 2 выполнены из полос, при этом металлическая стенка 1 расположена на наружной стороне панели и примыкает встык к полкам 8 швеллеров 6 обрамления. Решетки 3, 4 арматурного каркаса установлены параллельно друг другу и смещены от центра к поверхностям панели. Продольные элементы 9 решеток 3, 4 расположены со стороны центра панели, причем крайние продольные элементы 9 обеих решеток приварены к продольным швеллерам 6 обрамления по всей длине. В этом случае поперечные элементы 10 решеток 3, 4 приварены встык к продольным швеллерам 6 обрамления.

Во втором варианте реализации изобретения (фиг.4-6) панель содержит вторую металлическую стенку 11, расположенную на внутренней стороне панели, при этом продольные и поперечные элементы обрамления 2 выполнены из швеллеров 6. Решетки 3, 4 арматурного каркаса размещены параллельно одна над другой, при этом продольные элементы 9 и поперечные элементы 10 второй решетки 4 сдвинуты относительно продольных элементов 9 и поперечных элементов 10 первой решетки 3, например, на полшага (1/2). Продольные элементы 9 второй решетки 4 приварены к поперечным элементам 10 первой решетки 3. Арматурный каркас, образованный из решеток 3, 4, может быть размещен в центре панели или смещен от ее центра к наружной стороне. Продольные 9 и поперечные 10 элементы решеток 3, 4 арматурного каркаса приварены встык к швеллерам 6 обрамления в точках 5.

В третьем варианте реализации (фиг.7-9) арматурный каркас содержит три решетки 12, 13 и 14, при этом первая решетка 12 размещена параллельно внутренней стороне панели и смещена от центра к ней, а вторая решетка 13 и третья решетка 14 размещены под углом друг к другу. Угол, образованный решетками, обращен к первой решетке 12. В этом варианте вершина угла , образуемого решетками 13, 14 арматурного каркаса, может примыкать к наружной металлической стенке 1 (фиг.7) или располагаться за ней (фиг.9). В первом случае одни концы поперечных элементов 10 второй решетки 13 и третьей решетки 14 соединены между собой в вершине 15 угла , а другие концы поперечных элементов 10 соединены с поперечными элементами 10 первой решетки 12, образуя в поперечном сечении равнобедренный треугольник. Во втором случае (фиг.9) одни концы поперечных элементов 10 второй и третьей решеток 13, 14 соединены с наружной металлической стенкой 1 на некотором расстоянии L друг от друга, а их другие концы соединены с поперечными элементами 10 первой решетки 12. В обоих случаях поперечные элементы 10 решеток 12, 13 и 14 приварены к швеллерам 6 обрамления 2, а металлические стенки 1, 11 по периметру приварены внахлест к полкам 8 швеллеров 6 обрамления.

В четвертом варианте реализации (фиг.8-10) панель дополнительно содержит усиливающий элемент, размещенный внутри арматурного каркаса. Усиливающий элемент может быть выполнен в виде напряженной пружины 16 и соединен с элементами 9, 10 первой решетки 12 во множестве точек 5. Дополнительно усиливающий элемент может содержать фиксирующие элементы, выполненные в виде стержней 17 и размещенные между витками пружины 16. Стержни 17 наклонены относительно металлических стенок 1, 11 на угол и приварены к элементам решетки 12.

Вторая решетка 13 и третья решетка 14 арматурного каркаса могут содержать дополнительные продольные стержни 18, размещенные с другой стороны относительно поперечных элементов 10 и сдвинутые относительно их продольных элементов 9, например на полшага. Толщина металлической стенки 1 для панели банковского хранилища может составлять 2-4 мм, соответственно металлическая стенка 11 будет иметь толщину, равную 4-6 мм.

Панель изготавливается следующим образом.

На первом этапе из швеллеров 6 и/или пластин 7 сваривают обрамление 2 в виде рамы требуемого размера, который зависит от конкретного назначения панели. Так, для панелей банковских хранилищ размер панели в плане может быть равен примерно 2000-2200х300-350 мм. Толщина панели зависит от ее класса и составляет от 53 до 160 мм. Для сейфов это 53-65, а для бронированных дверей 80-130 соответственно. Затем закладываются продольные элементы 9 и привариваются встык к поперечным элементам обрамления 2. На продольные элементы 9 устанавливаются поперечные элементы 10 и привариваются к продольным элементам 9 и элементам обрамления 2. Элементы второй решетки 4 или второй решетки 4 и третьей решетки 12 (в зависимости от варианта конструкции) устанавливаются аналогично. Далее конструкция заполняется на всю толщину одновременно бетоном соответствующего класса, так для панели 7 класса берется бетон класса В90. Бетон уплотняется и выдерживается до приобретения отпускной прочности. Затем приваривается одна или обе металлические стенки 1,11. Для панелей четвертого варианта после монтажа решеток устанавливается усиливающий элемент в виде напряженной (в растянутом виде) пружины 16, витки которой фиксируются к первой решетке посредством стержней 17 и/или сварки. Бетон заливается аналогично предыдущему варианту.

Получаемая согласно настоящему изобретению панель обладает повышенной прочностью за счет жесткого соединения металлических стенок и жесткого арматурного каркаса с металлическим обрамлением, представляющим собой раму.

Такая конструкция в значительной степени снижает возможность несанкционированного проникновения в помещение, выполненное из панелей согласно настоящему изобретению.