Здание

 

Изобретение относится к строительству жилых, общественных и промышленных зданий и может быть использовано при возведении этих зданий в районах, где возможны катастрофы природного или техногенного характера. Цель: повышение защищенности людей в зданиях от воздействия поражающих факторов возникающих при техногенных и природных катастрофах. Здание содержит защитные фибробетонные объемные блоки, установленные друг на друга поэтажно, а также в подвале или техподполье в середине типовой секции здания, скрепляемые между собой при помощи петлевых арматурных выпусков с последующим их замоноличиванием и имеющие в перекрытиях сквозные каналы, в которые установлены проволочные демпферы, крепящиеся по концам к петлевым арматурным выпускам междуэтажных плит перекрытия и покрытия, причем междуэтажные плиты перекрытия и покрытия одним концом опираются или на панели внутренних стен, примыкающие к защитному фибробетонному объемному блоку или непосредственно на него, а блоки установленные в подвале или техподполье соединены с галереей аварийного выхода,выходяшщей за пределы зоны завала завала разрушенного здания и заканчивающейся оголовком. Защитный фибробетонный объемный блок выполнен в виде блока типа "колпак" без одной торцевой стенки, имеющего в стенках дверные проемы защищаемые дверьми, усиленными в противовзрывном и противопожарном отношениях, ниши с петлевыми арматурными выпусками, поворотные лестницы и с устроенными в перекрытии проемом аварийного выхода, перекрываемом люком, каналами для установки проволочных демпферов и по контуру пазом шириной, равной толщине стенки блока, с петлевыми арматурными выпусками паза, соосными петлевым арматурным выпуском в нишах стенок блока, причем при опоре непосредственно на блок междуэтажных плит перекрытия и покрытия в его стенках устраивается дополнительный паз. Проволочный демпфер выполнен в виде отдельных проволок или стержней из пластической стали, концы которых пропущены через отрезки труб, сваренных между собой в анкерные кассеты, причем к анкерным кассетам крепятся арматурные петли демпфера, а концы проволок или стержней крепятся внутри к отрезкам труб на сварке. Ориентировочные расчеты, показывают, что защищенность людей в зданиях может достигать практически 100 % при воздействии землетрясения и несколько ниже при воздействии взрывов. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к строительству жилых, общественных и промышленных зданий и может быть использовано при возведении этих зданий в районах, где возможны катастрофы природного или техногенного характера.

Известны наземные здания различного назначения выполняемые по типовым, индивидуальным и экспериментальным проектам и содержащие несущие и ограждающие конструкции: фундаменты, наружные и внутренние стены, каркас, междуэтажные перекрытия и покрытие. Выполняются эти конструкции из кирпича, камня, бетона, железобетона, металла, дерева и с применением других строительных материалов [1] Недостатком указанных зданий является то, что при применении их в районах с повышенной опасностью возникновения катастроф природного или техногенного характера, при которых воздействие поражающих факторов выше расчетного для данного здания определенного конструктивного решения, эти здания получают разрушения, в результате чего происходит поражение людей находящихся в них. Чем больше разрушения, тем выше количество и тяжесть поражений. И наибольшие поражения людей возникают при полном разрушении зданий. В то же время при воздействии поражающих факторов (например, при землетрясениях, взрывах), не всегда есть у людей возможность своевременно покинуть здание.

Как показывает опыт последних лет у нас в стане и за рубежом сверхрасчетное воздействие землетрясений и взрывов на здания приводит к массовым поражениям людей с большим процентом погибших [2] Наиболее близким к изобретению является железобетонное жилое здание, включающее фундаменты, наружные и внутренние стены, междуэтажные перекрытия и покрытия, подвал или техподполье [3] Данное здание принято за прототип является базовым объектом.

Недостатками подобных зданий является невозможность обеспечения находящихся в них людей при сверхрасчетных воздействиях поражающих факторов природного или техногенного характера, которые приводят к сильным или полным разрушениям указанных зданий.

Целью изобретения является повышение защищенности людей в зданиях от воздействия поражающих факторов возникающих при техногенных и природных катастрофах.

Это достигается тем, что предполагаемое здание содержит защитные фибробетонные объемные блоки, установленные друг на друга поэтажно, а также в подвале или техподполье в середине типовой секции здания, скрепляемые между собой при помощи петлевых арматурных выпусков с последующим из замоноличиванием и имеющие в перекрытиях сквозные каналы, в которые установлены проволочные демпферы крепящиеся по концам к петлевым арматурным выпускам междуэтажных плит перекрытия и покрытия, причем междуэтажные плиты перекрытия и покрытия одним концом опираются или на панели внутренних стен, примыкающих к защитному фибробетонному объемному блоку или непосредственно не него, а блоки, установленные в подвале или техподполье, соединены с галереей аварийного выхода, выходящей за пределы зоны завала разрушенного здания и заканчивающейся оголовком.

Защитный фибробетонный объемный блок выполнен в виде блока типа "колпак" без одной торцевой стенки, имеющего в стенках дверные проемы, защищаемые дверьми, усиленными с противовзрывном и противопожарном отношениях, ниши с петлевыми арматурными выпусками, поворотные лестницы и с устроенными в перекрытии проемом аварийного выхода перекрываемым люком, каналами для установки проволочных демпферов и по контуру пазом шириной, равной толщине стенки блока с петлевыми арматурными выпусками паза, соосными петлевыми арматурными выпусками в нишах стенок блока, причем при упоре непосредственно на блок междуэтажных плит перекрытия и покрытия в стенках устанавливается дополнительный паз.

Проволочный демпфер выполнен в виде отдельных проволок или стержней из пластической стали, концы которых пропущены через отрезки труб сваренных между собой в анкерные кассеты, причем к анкерным кассетам крепятся арматурные петли демпфера, а концы проволок или стержней крепятся внутри к отрезкам труб на сварке.

На фиг. 1-14 представлено предлагаемое здание, которое состоит, из фундаментов 1, нагруженных 2 и внутренних 3 стен, междуэтажных перекрытий 4 и покрытия 5, подвала или техподполья 6, защитных фибробетонных объемных блоков 7, галереи аварийного выхода 8 и оголовка 9, проволочных демпферов 11, петлевых арматурных выпусков междуэтажных плит перекрытия и покрытия 12 и отдельных соединительных стержней 13.

Защитный фибробетонный объемный блок 7 (фиг. 6-12) представляет собой блок типа "колпак" без одной торцевой стенки, имеющий в перекрытии каналы 10, усиленные в противовзрывном и противопожарном отношениях двери 14, ниши в стенках блока 15 с петлевыми арматурными выпусками 16, проем аварийного выхода 17 перекрываемый люком 18, поворотную лестницу 19, паз 20, петлевые арматурные выпуски паза 21 и дополнительный паз 22.

Проволочный демпфер 11 (фиг. 8, 13 и 14) состоит из отдельных проволок или стержней из пластической стали 23, анкерных кассет 24, арматурных петель демпфера 26. Анкерные кассеты 24 выполнены из сваренных между собой отрезков труб 25.

Здание функционирует следующим образом: при техногенных и природных катастрофах включаются в работу фундаменты 1, наружные 2 и внутренние 3 стены, междуэтажные перекрытия 4 и покрытия 5, защитные фибробетонные объемные блоки 7 в результате сейсмического воздействия, а также наружные 2 и внутренние 3 стены, междуэтажные перекрытия 4 и покрытие 5, защитные фибробетонные объемные блоки 7 в результате воздействия воздушной ударной волны /фиг. 1/.

При сверхрасчетном воздействии указанных поражающих факторов начинается разрушение конструкций здания: наружных 2 и внутренних 3 стен, междуэтажных перекрытий 4 и покрытия 5 /фиг. 4, 5/.

В этом случае разрушение междуэтажных перекрытий 4 и покрытия 5 вызывает деформацию проволочного демпфера 11, который препятствует обрушению междуэтажных перекрытий 4 и покрытия 5 с опор блока 7 и внутренних стен 3, примыкающих к этим блокам 7, и уменьшает амплитуду колебания всей конструкции, состоящей из блоков 7. Кроме того, плиты междуэтажных перекрытий 4 и покрытия 5 скрепленные проволочными демпферами 11, а также другие конструкции здания создают эффект присоединенных масс, что также снижает амплитуды колебаний и тем самым обеспечивает устойчивость конструкции из блоков 7.

В процессе разрушения бетонных и железобетонных конструкций здания возможны падения отдельных его конструкций на защитные объемные блоки, что может сопровождаться откольными явлениями с образованием осколков и обломков бетонных и железобетонных блоков. Это в свою очередь может привести к поражению людей, находящихся в таких блоках. Указанные негативные последствия устраняет фибробетон, в связи с чем блоки 7 выполнены из указанного материала. Одновременно с этим защиту людей в блоках 7 обеспечивают и усиленные в противовзрывном и противопожарном отношениях двери 14.

После прекращения воздействия поражающих факторов, возникающих при техногенном и природных катастрофах, начинается эвакуация людей из защитных фибробетонных объемных блоков 7 разрушенного здания. Эвакуация происходит через проемы аварийного выхода 17 и по поворотным лестницам 19 в блоки 7 подвала или техподполья 6, откуда она продолжается по галерее аварийного выхода 8 и через оголовок 9 на поверхность грунта за зоной завала разрушенного здания.

С учетом вышеизложенного, обеспечивается значительное повышение защищенности людей по сравнению с известными техническими решениями зданий при воздействии указанных поражающих факторов.

Аналогичные эффекты в отдельности были получены при выполнении экспериментальных и теоретических исследований фрагментов и конструктивных элементов убежищ при воздействии динамической нагрузки.

Ориентировочные расчеты показывают, что защищенность людей в зданиях может достигать практически 100 при воздействии землетрясения и несколько ниже при воздействии взрывов.

Формула изобретения

1. Здание, включающее типовые секции, содержащие наружные стены, панели внутренних стен, плиты междуэтажных перекрытий и покрытия, подвал или техподполье, отличающееся тем, что каждая секция здания снабжена галереей аварийного выхода с оголовком, выходящей за пределы зоны завала разрушенного здания, и защитными фибробетонными объемными блоками, установленными друг на друга в середине секции поэтажно и в подвале или техподполье, скрепленными между собой при помощи петлевых арматурных выпусков с последующим их замоноличиванием и имеющими сквозные каналы в их перекрытии, а плиты междуэтажных перекрытий и покрытия выполнены с арматурными выпусками, соединены между собой посредством проволочных демпферов, пропущенных через сквозные каналы объемных блоков, и оперты на объемные блоки или на панели внутренних стен, примыкающих к последним, причем установленные в подвале или техподполье объемные блоки соединены с галереей аварийного выхода.

2. Здание по п. 1, отличающееся тем, что каждый объемный блок выполнен из двух продольных и одной торцевой стенок с противовзрывными и противопожарными дверями и нишами по периметру стенок, плиты перекрытия с пазами, ширины которых равна толщине стенок, и проемом аварийного выхода с люком и поворотной лестницей, причем в пазах плиты перекрытия и в нишах стенок размещены соосно арматурные выпуски, а при опирании плит междуэтажных перекрытий на объемные блоки плиты перекрытия последние выполнены с выемками.

3. Здание по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что каждый демпфер выполнен в виде отдельных проволок или стержней из пластической стали, концы которых пропущены через отрезки труб и сварены с ними с образованием анкерных кассет, к которым прикреплены арматурные петли.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14