Здание

 

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. Целью изобретения является повышение защитных свойств зданий от внешних взрывов, обеспечение необходимой герметичности, а также снижение затрат на проведение восстановительных работ. Указанная цель достигается тем, что здание содержит откидывающиеся стеновые панели и стеновые панели-вкладыши, установленные нижней стороной в пазы цокольных блоков и окаймленные сверху подкарнизными панелями, пластинчатые экраны с прикрепленными к ним с наружной стороны посредством болтов опорными элементами экрана в виде уголков, опорные прогоны-ограничители, прикрепленные к нижним поясам стропильных конструкций посредством болтов, сетку из пластичного материала, закрепленную поверху нижнего пояса стропильных конструкций, по которой проложен слой легкого податливого материала, окаймленный с двух сторон слоями пленки, а по краям этих слоев вдоль стен здания уложены по сетке откидные перфорированные панели, и кровлю, выполненную из слоя жесткопластичного материала и прикрепленную кровельными хомутами к верхним поясам стропильных конструкций. Пластинчатый экран крепится к колонне и нижним поясам стропильных конструкций посредством болтов, пропущенных через отверстия в этих конструкциях. По полкам опорных прогонов-ограничителей и опорных элементов экранов проложены слои податливого материала. Стеновые панели-вкладыши и подкарнизные панели имеют четверть с наружной стороны, а откидывающиеся стеновые панели - с внутренней стороны, при этом в горизонтальные верхние отверстия откидывающихся стеновых панелей и стеновых панелей-вкладышей установлены трубчатые фиксаторы из пластичного материала. Предложенное техническое решение обеспечивает значительное повышение защитных свойств зданий от внешних взрывов, не нарушается герметичность помещений. Кроме того, значительно снижаются затраты на проведение восстановительных работ. 8 ил.

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, что наиболее важные промышленные здания необходимо строить заглубленными или одно- и малоэтажными прямоугольной формы в плане. Это уменьшает парусность зданий и увеличивает их сопротивляемость воздействию воздушной ударной волны при взрыве [1] Недостатком подобных зданий является их разрушение при сверхрасчетном воздействии взрывов, что приводит к образованию обломков и осколков конструкций и остекления в результате чего поражаются люди и повреждается оборудование. В связи с этим некоторые уникальные виды технологического оборудования размещаются в наиболее прочных сооружениях (подвалах, подземных сооружениях), в зданиях из легких несгораемых конструкций павильонного типа, под навесами или открыто. В результате этого оборудование может выдержать гораздо большее давление ударной волны, чем оборудование установленное в кирпичных, бетонных или железобетонных зданиях, где оно разрушается в результате падения элементов конструкций и обломков здания [1] Кроме того, повышение защитных свойств зданий и оборудования от воздействия воздушной ударной волны взрыва достигается за счет применения жесткого каркаса (железобетонного или металлического), увеличенных световых проемов, стенового заполнения из облегченных слоистых материалов в виде взаимозаменяемых плит сборно-разборной конструкции, легкой долговечной и огнестойкой кровли [2] Известно также промышленное здание состоящее из железобетонного каркаса, железобетонных панелей стен и плит покрытия, светопрозрачных трехслойных панелей и оболочек (рис. 10.4) [2] Недостатком таких зданий является разрушение ограждающих конструкциций-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.

Наряду с указанными типами зданий известными являются здания взрывоопасных производств содержащие предохранительные конструкции в виде сплошного остекления или вскрывающихся остекленных створок. Предохранительные конструкции располагаются в стенах здания [3] Недостатками таких зданий является разрушение конструкций в виде остекления при расчетном воздействии и собственно образование и разлет осколков стекла поражающих окружающее пространство вокруг здания (при взрыве внутри здания) и внутри здания (при взрыве снаружи здания).

Избежать этих недостатков позволяют здания взрывоопасных производств имеющие 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) [4] (рис. 3.1, 3.2) [5] Недостатками указанных зданий является то, что они обеспечивают необходимые защитные свойства при взрыве внутри здания. Кроме того, при взрыве происходит вскрытие покрытия и стен, что приводит к значительной разгерметизации внутренних помещений здания.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является железобетонное каркасное промышленное здание включающее фундамент, каркас, покрытие со стропильными конструкциями и облегченными панелями и стены с легкосбрасываемыми облегченными панелями (стр. 293 и 299, рис. 7.7) [5] 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, а также снижение затрат на проведение восстановительных работ.

Указанная цель достигается тем, что в здании фундамент выполнен в виде отдельных фундаментов под колонны, цокольных блоков с пазами и опорных столбиков, а стены имеют дополнительные панели-вкладыши. Стеновые панели и панели-вкладыши шарнирно закреплены нижними концами в пазах цокольных блоков с возможностью поворота, при этом здание снабжено подкарнизными панелями, окаймляющими сверху стеновые панели и панели-вкладыши, пластинчатыми экранами с прикрепленными к ним с наружной стороны посредством болтов опорными элементами экрана в виде уголков, опорными прогонами-ограничителями, прикрепленными к нижним поясам стропильных конструкций покрытия посредством болтов, сеткой из пластического материала, закрепленной поверху нижнего пояса стропильных конструкций, по которой проложен слой легкого податливого материала, окаймленный с двух сторон слоями пленки, а облегченные панели покрытия выполнены перфорированными и установлены с возможностью откидывания по сетке по краям слоя податливого материала вдоль стен здания. Кровля здания выполнена из слоя жесткопластического материала и прикреплена кровельными хомутами к верхним поясам стропильных конструкций. Пластинчатый экран закреплен к колоннам каркаса и нижним поясам стропильных конструкций посредством болтов, пропущенных через выполненные в них отверстия. По полкам опорных прогонов-ограничителей и опорных элементов экранов уложены слои податливого материала. Стеновые панели-вкладыши и подкарнизные панели имеют четверть с наружной стороны, а стеновые панели с внутренней стороны, причем в стеновых панелях и панелях-вкладышах выполнены горизонтальные отверстия в верхней части для установки в них трубчатых фиксаторов из пластического материала.

Предлагаемое здание представлено на фиг. 1-3.

Узел сопряжения верхних конструктивных элементов представлен на фиг.4. Пластинчатые экраны представлены на фиг.5 и 6, а на фиг.7 и 8 опорные прогоны-ограничители.

Предлагаемое здание состоит из отдельных фундаментов под колонны 1, цокольных блоков с пазами 2, опорных столбиков 3, колонн 4, стеновых панелей 5, стеновых панелей-вкладышей 6, подкарнизных панелей 7, стропильных конструкций покрытия 8, кровли 9, слоев пленки 10, слоя легкого податливого материала 11, сетки из пластического материала 12, опорных прогонов-ограничителей 13, пластинчатых экранов 14, опорных элементов экранов 15, слоев податливого материала 16, перфорированных панелей покрытия 17, трубчатых фиксаторов из пластического материала 18, болтов 19 и кровельных хомутов 20.

Здание сооружается на основании 21.

Здание функционирует следующим образом: при воздействии воздушной ударной волны на здание, в том числе и на стены, происходит срез трубчатых фиксаторов из пластического материала 18 и стеновые панели 5 будут поворачиваться относительно нижней стороны, установленной в паз цокольных блоков 2, во внутрь здания до тех пор, пока не произойдет опирание на слои податливого материала 16, а также на опорные элементы экранов 15 и опорные прогоны-ограничители 13. Одновременно с этим происходит затекание воздушной ударной волны через 14, а со стороны помещений здания стеновыми панелями 5. После прохода этих ниш воздушная ударная волна, воздействуя на перфорированные панели покрытия 17, откидывает их и затекает в объем, ограниченный сверху кровлей 9, а снизу слоем легкого податливого материала 11 окаймленного с двух сторон слоями пленки 10 и прикрепленного к сетке из пластического материала 12. Образованный объем представляет собой своеобразную расширительную камеру, которая имеет податливое ограждение. Воздушная ударная волна создает в данной расширительной камере определенное давление, которое уравновешивается внешним избыточным давлением действующим на кровлю 9 и тем самым позволяет сохранить целостность кровли.

После прохождения фазы сжатия волны наступает фаза разрежения, где давление получает значение ниже атмосферного. В этом случае в расширительной камере, по сравнению с внешней средой, давление на какой-то период будет выше. Но, практически, с наступлением фазы разрежения, давление в расширительной камере будет падать за счет перетекания воздуха через отверстия перфорированных панелей покрытия 17 во внешнюю среду.

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 стеновые панели 5 в проектное положение и закрепить их трубчатыми фиксаторами из пластического материала 18.

Литература 1. Демиденко Г. П. и др. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения. Справочник. -Киев. Вища школа, 1987, 256 с.

2. Михно Е. П. Ликвидация последствий аварий и стихийных бедствий. -М. Атомиздат, 1978, 287 с.

3. Попов Н.Н. и др. Расчет конструкций на динамические специальные нагрузки. -М. Высшая школа, 1992, 319 с.

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

5. Пилюгин Л. П. Конструкция сооружений взрывоопасных производств. -М. Стройиздат, 1988, 315 с. 2

Формула изобретения

Здание, включающее фундамент, каркас, покрытие со стропильными конструкциями и облегченными панелями и стены с легкосбрасываемыми облегченными панелями, отличающееся тем, что фундамент выполнен в виде отдельных фундаментов под колонны, цокольных блоков с пазами и опорных столбиков, а стены имеют дополнительные панели-вкладыши, причем стеновые панели и панели-вкладыши шарнирно закреплены нижними концами в пазах цокольных блоков с возможностью поворота, при этом здание снабжено подкарнизными панелями, окаймляющими сверху стеновые панели и панели-вкладыши, пластинчатыми экранами с прикрепленными к ним с наружной стороны посредством болтов опорными элементами экрана в виде уголков, опорными прогонами-ограничителями, прикрепленными к нижним поясам стропильных конструкций покрытия посредством болтов, сеткой из пластического материала, закрепленной поверху нижнего пояса стропильных конструкций, по которой проложен слой легкого податливого материала, окаймленный с двух сторон слоями пленки, а облегченные панели покрытия выполнены перфорированными и установлены с возможностью откидывания по сетке по краям слоя податливого материала вдоль стен здания, причем кровля здания выполнена из слоя жесткопластического материала и прикреплена кровельными хомутами к верхним поясам стропильных конструкций, при этом пластинчатый экран закреплен к колоннам каркаса и нижним поясам стропильных конструкций посредством болтов, пропущенных через выполненные в них отверстия, по полкам опорных прогонов ограничителей и опорных элементов экранов уложены слои податливого материала, стеновые панели-вкладыши и подкарнизные панели имеют четверть с наружной стороны, а стеновые панели с внутренней стороны, причем в стеновых панелях и панелях-вкладышах выполнены горизонтальные отверстия в верхней части для установки в них трубчатых фиксаторов из пластического материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8