Панель ограждения
Изобретение относится к ограждающим конструкциям и может быть использовано в качестве стеновых панелей, панелей перекрытия и пола. Панель ограждения включает металлическую стенку и арматурный каркас, связанный с металлической стенкой во множестве точек. Арматурный каркас содержит, по меньшей мере, два продольных стержня, проходящих по всей длине панели и размещенных в углах панели с внутренней стороны, и узлы, образованные каждый из четырех коротких стержней и размещенные по длине панели с постоянным шагом. Первый короткий стержень узла расположен в центральной зоне панели поперек продольных стержней, а его длина примерно равна ширине панели. Второй и третий короткие стержни расположены в смежных перпендикулярных плоскости панели плоскостях под углом друг к другу и связаны посредством сварки между собой в точке пересечения и каждый - с первым коротким стержнем и продольными стержнями. Четвертый короткий стержень расположен в плоскости, перпендикулярной плоскости панели и проходящей через ее продольную ось, под углом 45° к плоскости панели и связан посредством сварки с первым коротким стержнем и точкой пересечения указанных второго и третьего коротких стержней. Металлическая стенка соединена посредством сварки с концами второго, третьего и четвертого коротких стержней. Панели имеют повышенную устойчивость к взлому, обладают пулестойкостью при уменьшении толщины и снижении металлоемкости, что позволяет расширить сферу их использования.10 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к ограждающим конструкциям и может быть использовано в качестве стеновых панелей, панелей перекрытия и пола при сооружении кладовых ценностей и операционных касс.
Основной проблемой при создании панелей для сооружения различных хранилищ ценностей (называемых также силовые панели) является создание конструкции, которая при заданной устойчивости к взлому была бы достаточно универсальной для сооружения различных частей защищаемого помещения и при этом имела бы невысокую материалоемкость, в том числе металлоемкость. Из уровня техники известны различные панели, в которых усиление или повышение несущей способности достигается путем применения различных пространственных арматурных каркасов.
Известен пространственный каркас, включающий вырезанные из цельной ленты продольные стержни V-образного сечения, лежащие в двух плоскостях на заданном расстоянии и соединенные между собой через определенный период отогнутыми наклонными стержнями (RU 2063502, МПК Е 04 С 3/08, 10.07.1996). Панель ограждения, армированная каркасом, описанной конструкции, будет иметь невысокую устойчивость к взлому, так как арматурные элементы, выполненные из ленты (полосы) легко перерубаются отбойным молотком в виде лопатки.
Известна 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 стержни, при этом изогнутые прутки выполнены в виде спиралей (RU 2062845, МПК Е 04 С 2/06, 27.06.1996). Для использования данного каркаса в силовых панелях их необходимо оснащать с двух сторон металлическими стенками, а также использовать высокопрочный бетон. Кроме того, этот каркас технологически сложен и без соединения элементов каркаса посредством сварки не будет противодействовать взлому, потому что такая конструкция работает только в бетоне, а после его удаления в процессе взлома узлы арматуры можно легко удалить.
Известна также строительная панель, которую можно использовать в качестве панели стены или перекрытия, содержащая армирующие продольные и поперечные элементы, причем часть армирующих продольных элементов выполнена из швеллера и снабжена отверстиями, через которые пропущены на разных уровнях армирующие поперечные элементы, выполненные из брусков прямоугольного сечения (RU 2041327, МПК Е 04 С 2/00, 09.08.1995). Данная панель имеет повышенную прочность, так как армирующие элементы воспринимают изгибающие моменты как по нормальным, так и по наклонным сечениям. Однако данная конструкция не содержит арматурных элементов, расположенных под углом к плоскости панели, что наиболее предпочтительно для противодействия взлому. Даже усиление данной конструкции путем установки металлической стенки незначительно повысит ее устойчивость к взлому, потому что металлическую стенку в этом случае можно приварить только вдоль швеллеров (продольными швами), а такое соединение легко обойти при взломе или легко вырезать.
Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является силовая панель, включающая металлическую стенку и арматурный каркас, выполненный в виде пространственной решетки, залитой бетоном и присоединенной во множестве точек к внутренней поверхности металлической стенки (RU 94008163, МПК E 05 G 1/024, 20.11.1995). По сравнению с указанными выше аналогами данная конструкция обладает лучшей устойчивостью к взлому. Однако при наличии одной металлической стенки, установленной снаружи защищаемого помещения, при завершении взлома происходят большие выколы бетона внутрь помещения или в теплоизоляционный материал. Кроме того, ни один элемент данного пространственного арматурного каркаса не расположен под углом к плоскости панели, а горизонтально и вертикально расположенные элементы каркаса легко преодолеваются при взломе, потому что после выкола бетона они легко вынимаются или отрезаются по периметру. Незначительное повышение класса устойчивости к взлому таких панелей возможно при увеличении их толщины, но это не желательно, так как ведет к увеличению материалоемкости и, следовательно, массы панелей, а при значительной массе, в свою очередь, усложняется монтаж панелей.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение класса устойчивости к взлому панелей ограждения для кладовых ценностей и операционных касс при уменьшении их толщины и уменьшении металлоемкости.
Поставленная задача решается в панели ограждения, включающей металлическую стенку и арматурный каркас, связанный с металлической стенкой во множестве точек, в которой согласно изобретению арматурный каркас содержит, по меньшей мере, два продольных стержня, проходящих по всей длине панели и размещенных в углах панели с внутренней стороны, и узлы, образованные каждый из четырех коротких стержней и размещенные по длине панели с постоянным шагом, причем первый короткий стержень расположен в центральной зоне панели поперек продольных стержней, а его длина примерно равна ширине панели, второй и третий короткие стержни расположены в смежных перпендикулярных плоскости панели плоскостях под углом друг к другу и связаны посредством сварки между собой в точке пересечения и каждый - с первым коротким стержнем и продольными стержнями, четвертый короткий стержень расположен в плоскости, перпендикулярной плоскости панели и проходящей через ее продольную ось под углом 45° к плоскости панели, и связан посредством сварки с первым коротким стержнем и точкой пересечения указанных второго и третьего коротких стержней, при этом металлическая стенка соединена посредством сварки с концами второго, третьего и четвертого коротких стержней.
Металлическая стенка может быть сдвинута относительно тела панели на 15-25 мм.
Панель может быть снабжена второй металлической стенкой.
Панель может содержать дополнительно четыре закладных элемента, выполненных из уголка и размещенных вдоль ребер панели и связанных посредством сварки со второй металлической стенкой и концами второго и третьего коротких стержней, расположенных в зоне уголков.
Закладные элементы, выполненные из уголка, размещены вдоль ребер в углах панели или два элемента размещены вдоль ребер торцов панели, а два - вдоль ребер в центральной части панели.
В случае применения панели в качестве панели перекрытия она содержит три продольных стержня, причем третий продольный стержень проходит по всей длине панели в центральной зоне и связан посредством сварки с первыми короткими стержнями узлов. Наиболее предпочтительное расположение третьего продольного стержня арматурного каркаса под первым коротким стержнем узла (поперечным стержнем), ближе к наружной стороне панели.
Если длина панели составляет 1-1,5 м, она содержит шесть закладных элементов, выполненных из уголка, четыре из которых размещены вдоль ребер в углах панели, а два - в ее центральной части напротив друг друга. Если длина панели превышает 1,5 м, панель содержит восемь закладных элементов, выполненных из уголка, четыре из которых размещены вдоль ребер в углах панели, а четыре размещены в ее центральной части попарно. В обоих случаях закладные элементы посредством сварки связаны с концами вторых и третьих коротких стержней, расположенных в зонах размещения закладных элементов.
Узлы арматурного каркаса, образованные из коротких стержней, размещены по длине панели с шагом S=125-150 мм.
В зависимости от класса устойчивости к взлому панель имеет различную толщину при остальных неизменных габаритах: I класс - 40 мм; II класс - 50 мм; III класс - 60 мм; IV класс - 80 мм; V класс - 100 мм; VI класс - 120 мм; VII класс -160 мм.
Панели ограждения данной конструкции могут быть использованы в качестве стеновых панелей, панелей перекрытия и пола с незначительными конструктивными отличиями одного вида панелей от другого. Так при наличии двух продольных стержней и одной металлической стенки панель может быть использована в качестве панели пола помещения. Панель, содержащая одну металлическую стенку, три продольных стержня и закладные элементы, размещенные в углах и в центральной части панели, может быть использована в качестве панели перекрытия. Панель, содержащая две металлические стенки, два продольных стержня и закладные элементы из уголка, размещенные по ее торцам и в середине, используется в качестве стеновой панели. Стеновая панель имеет требуемый класс устойчивости к взлому при использовании бетона класса В60-В80. При использовании бетона класса В80-В90, вторую металлическую стенку для стеновых панелей можно не устанавливать. Наличие в конструкции пространственного каркаса, содержащего узлы из коротких стержней, часть которых расположена под углом к плоскости панели, и все они жестко связаны с продольными элементами и металлической стенкой или стенками, значительно повышает класс устойчивости к взлому. Для преодоления таких элементов взломщик будет вынужден часто менять инструмент: например, отбойный молоток на автогенный резак и наоборот, чтобы вырезать наклонные арматурные элементы, между которыми застревает отбойный инструмент при выкалывании бетона. Кроме повышенной устойчивости к взлому панели данной конструкции обладают повышенной пулестойкостью, что расширяет область их применения, например, такие панели могут быть использованы в качестве панелей ограждения кассовых узлов и других подобных помещений.
Сущность изобретения раскрывается в примерах его конкретной реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.
Фиг.1 - панель ограждения, выполненная согласно настоящему изобретению, вид спереди, бетон не показан.
Фиг.2 - то же, вид сбоку.
Фиг.3 - панель ограждения с двумя металлическими стенками и закладными элементами в виде уголков, два из которых размещены в центре панели, а два - по ее торцам.
Фиг.4 - то же, вид сверху.
Фиг.5 - панель ограждения, содержащая три продольных элемента и закладные элементы в виде уголка, вид спереди.
Фиг.6 - то же, вид сверху.
Фиг.7 - то же, вид сбоку.
Панель (фиг.1, 2) включает металлическую стенку 1 и арматурный каркас, связанный с металлической стенкой 1 во множестве точек. Арматурный каркас содержит, по меньшей мере, два продольных стержня 2, проходящих по всей длине панели и размещенных в углах панели с внутренней стороны, и узлы 3, образованные каждый из четырех коротких стержней 4, 5, 6, 7 и размещенные по длине 1 панели с постоянным шагом S. Первый короткий стержень 4 расположен в центральной зоне панели поперек продольных стержней 2, а его длина примерно равна ширине а панели. Второй 5 и третий 6 короткие стержни расположены в смежных перпендикулярных плоскости панели плоскостях под углом α друг к другу и связаны посредством сварки между собой в точке пересечения 8 и каждый - с первым коротким стержнем 4 и продольными стержнями 2. Четвертый короткий стержень 7 расположен в плоскости, перпендикулярной плоскости панели, проходящей через ее продольную ось, под углом β=45° к плоскости панели и связан посредством сварки с первым коротким стержнем 4 и точкой 8 пересечения указанных второго 5 и третьего 6 коротких стержней.
Металлическая стенка 1 соединена посредством сварки с концами второго 5, третьего 6 и четвертого 7 коротких стержней. Панель может быть снабжена второй металлической стенкой 9, как показано на фиг.3.
Панель может содержать дополнительно четыре или более закладных элемента 10, выполненных из уголка и размещенных вдоль ребер панели и связанных посредством сварки со второй металлической стенкой 9 и концами второго 5 и третьего 6 коротких стержней, расположенных в зоне уголков 10.
Закладные элементы 10, выполненные из уголка, могут быть размещены вдоль ребер в углах и в центральной части панели, как показано на фиг.5, или два элемента 10 размещены вдоль ребер торцов панели, а два - вдоль ребер в центральной части панели, как показано на фиг.3, 4.
Панель может содержать три продольных стержня, причем третий стержень 11 проходит по всей длине панели в центральной зоне и связан посредством сварки с первыми короткими стержнями 4 узлов.
Если длина L панели составляет 1-1,5 м, она содержит шесть закладных элементов 10, выполненных из уголка, четыре из которых размещены вдоль ребер в углах панели, а два - в ее центральной части напротив друг друга. Если длина L панели превышает 1,5 м, панель содержит восемь закладных элементов 10, выполненных из уголка, четыре из которых размещены вдоль ребер в углах панели, а четыре размещены в ее центральной части попарно (не показано).
Узлы 3 арматурного каркаса размещены по длине панели с шагом S=125-150 мм.
Панели изготавливаются следующим образом.
Для получения панели для пола короткие стержни 4, 5, 6, 7 объединяли в узлы 3 посредством сварки. Узлы 3 распределили по длине L панели с шагом S=150 мм и сварили с продольными стержнями 2. Установили металлическую стенку 1 и концы коротких стержней 5, 6 и 7 приварили к ней. Полученный каркас заполнили бетоном класса В80.
Стеновые панели и панели перекрытия изготавливаются аналогично.
Если панель содержит закладные элементы 10 из уголка, их приваривают к концам ближайших коротких стержней. Вторая металлическая стенка 9 приваривается к закладным элементам 10.
Оптимальные габаритные размеры панелей были определены экспериментально и составили: длина L=300-2500 мм, ширина а=200-300 мм, толщина b=40-160 мм (в зависимости от класса устойчивости к взлому), шаг расположения узлов S=120-150 мм. Длина закладных элементов 10 из уголка зависит от ширины балки, на которую устанавливается панель перекрытия, и составляет 100-200 мм.
Панели, выполненные согласно настоящему изобретению, прошли испытания на устойчивость к взлому в соответствии с ГОСТ Р 50862-96 и ГОСТ Р 51113-97. Испытания подтвердили, что панель толщиной 40 мм соответствует I классу устойчивости к взлому, 50 мм - II классу, 60 мм - III классу, 80 мм - IV классу, 100 мм - V классу, 120 мм - VI классу и 160 мм - VII классу, при снижении металлоемкости по сравнению с силовыми панелями, описанными в указанной заявке RU 94008163 на 25-30%.
Панели также были испытаны на пулестойкость в соответствии с ГОСТ Р 51113-97. Результаты испытаний показали, что даже самая тонкая из панелей (толщиной 40 мм) соответствует 3 классу пулестойкости, соответствие которому требуется для строительных элементов, применяемых при сооружении операционных касс.
Из вышеизложенного следует, что панели, изготовленные согласно настоящему изобретению, имеют повышенную устойчивость к взлому, обладают требуемой пулестойкостью при снижении металлоемкости, что позволяет расширить сферу их использования. Экономически наиболее предпочтительным является изготовление панелей V - VII классов устойчивости к взлому.
1. Панель ограждения, включающая металлическую стенку и арматурный каркас, связанный с металлической стенкой во множестве точек, отличающаяся тем, что арматурный каркас содержит, по меньшей мере, два продольных стержня, проходящих по всей длине панели и размещенных в углах панели с внутренней стороны, и узлы, образованные каждый из четырех коротких стержней и размещенные по длине панели с постоянным шагом, причем первый короткий стержень расположен в центральной зоне панели поперек продольных стержней, а его длина примерно равна ширине панели, второй и третий короткие стержни расположены в смежных перпендикулярных плоскости панели плоскостях под углом друг к другу и связаны посредством сварки между собой в точке пересечения и каждый - с первым коротким стержнем и продольными стержнями, четвертый короткий стержень расположен в плоскости, перпендикулярной плоскости панели и проходящей через ее продольную ось, под углом 45° к плоскости панели и связан посредством сварки с первым коротким стержнем и точкой пересечения указанных второго и третьего коротких стержней.
2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что металлическая стенка установлена со сдвигом относительно тела панели и соединена посредством сварки с концами второго, третьего и четвертого коротких стержней.
3. Панель по п.2, отличающаяся тем, что величина сдвига составляет 15-25 мм.
4. Панель по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена второй металлической стенкой.
5. Панель по п.4, отличающаяся тем, что она содержит четыре закладных элемента, выполненных из уголка, два из которых размещены вдоль ребер по торцам панели, а два - в ее центральной части, при этом закладные элементы связаны посредством сварки со второй металлической стенкой и концами вторых и третьих коротких стержней, расположенных в зонах размещения закладных элементов.
6. Панель по п.1, отличающаяся тем, что она содержит три продольных стержня, причем третий стержень проходит по всей длине панели в центральной зоне и связан посредством сварки с первыми короткими стержнями узлов.
7. Панель по п.6, отличающаяся тем, что она содержит четыре закладных элемента, выполненных из уголка, размещенных вдоль ребер в углах панели и связанных посредством сварки с концами вторых и третьих коротких стержней, расположенных в зонах размещения закладных элементов.
8. Панель по п.6, отличающаяся тем, что она при длине 1-1,5 м содержит шесть закладных элементов, выполненных из уголка, четыре из которых размещены вдоль ребер в углах панели, а два размещены в ее центральной части напротив друг друга, при этом закладные элементы посредством сварки связаны с концами вторых и третьих коротких стержней, расположенных в зонах размещения закладных элементов.
9. Панель по п.6, отличающаяся тем, что она при длине свыше 1,5 м содержит восемь закладных элементов, выполненных из уголка, четыре из которых размещены вдоль ребер в углах панели, а четыре размещены в ее центральной части попарно, при этом закладные элементы посредством сварки связаны с концами вторых и третьих коротких стержней, расположенных в зонах размещения закладных элементов.
10. Панель по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что узлы арматурного каркаса размещены по длине панели с шагом 125-150 мм.
11. Панель по п.10, отличающаяся тем, что она в соответствии с классом устойчивости к взлому имеет толщину 40 мм, 50 мм, 60 мм, 80 мм, 100 мм, 120 мм, 160 мм.
