Способ построения защищенного командного пункта управления

Изобретение относится к области фортификационного строительства котлованных специальных фортификационных сооружений рамного типа и может быть использовано при проектировании защищенных командных пунктов управления для оценки показателей их защищенности от воздействия воздушной ударной волны и волны сжатия ядерного взрыва. Способ построения защищенного командного пункта управления заключается в том, что формируют подземное сооружение котлованного типа, состоящее из фундаментной плиты и стен, включают в конструкцию фундаментной плиты и стен подземного сооружения пространственные армометаллоблоки, соединяют пространственные армометаллоблоки с металлическими элементами временного крепления котлована с помощью сварных швов, соединяют пространственные армометаллоблоки между собой с помощью сварных швов, армируют фундаментную плиту подземного сооружения соединенными между собой пространственными армометаллоблоками, бетонируют фундаментную плиту подземного сооружения литой бетонной смесью. В подземном сооружении котлованного типа формируют специальное фортификационное сооружение рамного типа. Формируют податливый энергопоглощающий слой пенобетона в одном уровне в горизонтальной плоскости по площади под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, обеспечивают организованную деформацию основных защитных конструкций котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, управляют деформацией основных защитных конструкций под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа. Технический результат состоит в обеспечении возможности повышения защищенности командного пункта управления как котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, за счет формирования под фундаментной плитой сооружения энергопоглощающего слоя путем использования пенобетона с заданными физико-механическими свойствами. 6 ил.

 

Изобретение относится к области фортификационного строительства котлованных специальных фортификационных сооружений рамного типа и может быть использовано при проектировании защищенных командных пунктов управления для оценки показателей их защищенности от воздействия воздушной ударной волны и волны сжатия ядерного взрыва.

Толкование терминов, используемых в заявке.

Под командным пунктом управления понимается стационарный (специальное фортификационное сооружение) или полевой объект, оснащенный комплексом (комплексами) средств управления и связи, а также другими техническими средствами, на котором работает часть органа или весь орган управления во главе с командующим (начальником, командиром) и с которого осуществляется управление войсками в мирное и военное время (Ермишян А.Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Часть 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. - 740 с., стр. 86).

Под защищенностью командного пункта управления понимается его способность противостоять внешним деструктивным воздействиям, т.е. находиться в работоспособном состоянии на заданном временном интервале. (Словарь терминов и определений в области информационной безопасности. Академия генерального штаба, Москва - 2004, стр. 28.).

Под пенобетоном понимается ячеистый цемент содержащий материал с требуемыми физико-механическими характеристиками по прочности и плотности (Сватовская Л.Б. Современные идеи управления свойствами композиционных материалов на основе вяжущих: монография / Л.Б. Сватовская и др. - СПб.: ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2015. - 78 с., стр. 61).

Подземное сооружение (подземная часть сооружения) - сооружение или часть сооружения, расположенная ниже уровня поверхности земли (планировки) (Свод правил СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 28 декабря 2010 г. N 823 и введен в действие с 20 мая 2011 г. М.: Минрегион России, 2011 г.).

Волна сжатия ядерного взрыва - генерация воздушной ударной волны ядерного взрыва, распространяемая в твердой среде в виде сейсмического колебания (Сурин, Д.В. Специальные фортификационные сооружения: учебник / Д.В. Сурин - СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2010. - 429 с. стр. 152).

Известен способ возведения подземного сооружения (патент РФ №2489550, МПК E02D 29/045, опубл. 10.08.2013, бюл. №22).

Способ заключается в возведении подземного сооружения в виде сталежелезобетонной конструкции, в которой железобетонная плита работает на сжатие, как от горизонтального давления грунта, так и от собственного веса конструкции, а стальные элементы обеспечивают восприятие части горизонтального давления грунта за счет работы на сжатие и работы на растяжение при действии собственного веса, что позволяет снизить вес элементов конструкции и упростить их монтаж.

Наиболее близким по своей технической сущности и выполняемым функциям аналогом-прототипом к заявленному, является способ реализованный в изобретении РФ «Подземное сооружение, возводимое в котловане, и способ бетонирования», патент РФ №2131496, (51) МПК E02D 29/045, E02D 15/02 (1995.01), опубл. 10.06.1999 г.

Способ-прототип заключается в возведении подземного сооружения, котлованного типа, конструкция фундаментной плиты и стен которого с внутренней гидроизоляцией включает в себя пространственные армометаллоблоки, состоящие из стального листа с ребрами и пространственных арматурных каркасов. Металлические элементы временного крепления котлованов включены в работу постоянной конструкции стен за счет соединения с армометаллоблоками с помощью сварных швов, а фундаментная плита армирована также пространственными армометаллоблоками, соединенными с помощью сварных швов. Пространства между стальным листом и креплением котлована, а так же между стальным листом и бетонной подготовкой днища котлована заполняют литой бетонной смесью.

Способ-прототип обеспечивает возможность использования элементов временного крепления котлованов в работе постоянной конструкции стен, возможность подвешивания инженерных коммуникаций на время производства работ без выноса их из зоны строительства, а так же возможность использования фундаментной плиты, включающей армометаллоблоки, что позволяет снизить вес элементов конструкции и упростить их монтаж, а так же улучшить восприятие части динамической нагрузки, за счет работы на сжатие и работы на растяжение основных элементов конструкции.

Технической проблемой в данной области является низкая защищенность командного пункта управления, как котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, из-за отсутствия в конструкции сооружения энергопоглощающего слоя, обеспечивающего защиту от воздушной ударной волны и волны сжатия ядерного взрыва.

Техническая проблема решается созданием способа построения защищенного командного пункта управления, обеспечивающего возможность повышения защищенности командного пункта управления, как котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, за счет формирования под фундаментной плитой сооружения энергопоглощающего слоя путем использования пенобетона с заданными физико-механическими свойствами.

Техническая проблема решается тем, что способ построения защищенного командного пункта управления, заключающийся в том, что формируют подземное сооружение котлованного типа, состоящее из фундаментной плиты и стен, включают в конструкцию фундаментной плиты и стен подземного сооружения пространственные армометаллоблоки, соединяют пространственные армометаллоблоки с металлическими элементами временного крепления котлована с помощью сварных швов, соединяют пространственные армометаллоблоки между собой с помощью сварных швов, армируют фундаментную плиту подземного сооружения соединенными между собой пространственными армометаллоблоками, бетонируют фундаментную плиту подземного сооружения литой бетонной смесью, согласно изобретению дополнен: в подземном сооружении котлованного типа формируют специальное фортификационное сооружение рамного типа, формируют податливый энергопоглощающий слой пенобетона в одном уровне в горизонтальной плоскости по площади под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, обеспечивают организованную деформацию основных защитных конструкций котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, управляют деформацией основных защитных конструкций под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг. 1 - блок-схема, поясняющая способ построения защищенного командного пункта управления;

фиг. 2 - схема защищенного командного пункта управления, построенного по типу котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа где: 1 - грунт в котловане; 2 - основные защитные конструкции сооружения; 3 - податливый слой пенобетона под фундаментной плитой;

фиг. 3 - расчетная схема нагружения динамическими нагрузками котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа при воздействии ядерного взрыва (поперечный разрез) где: ΔРФр=ΔРсз - динамическая нагрузка фронта воздушной ударной волны ядерного взрыва на поверхности земли, кгс/см2; qq(П) - погонная динамическая нагрузка на защитные конструкции покрытия специального фортификационного сооружения при воздействии волны сжатия ядерного взрыва, тс⋅м; qq(HC) и qq(НС)Т - погонная динамическая нагрузка соответственно на фронтальную наружную стену и тыльную наружную стену при воздействии волны сжатия ядерного взрыва, тс⋅м; qq(ФП) - погонная динамическая нагрузка на фундаментную плиту специального фортификационного сооружения при затухании волны сжатия ядерного взрыва, тс⋅м; qq(ТР) - погонная динамическая нагрузка от сил трения грунта о поверхность соприкасаемых наружных стен специального фортификационного сооружения при движении (деформации) сооружения на слое пенобетона и грунтовом основании тс⋅м; Нс, Вс, Lc - высота, длина и ширина специального фортификационного сооружения, м; Н(гр) - высота слоя грунтовой обсыпки над защитными конструкциями покрытия специального фортификационного сооружения, м; αвс - угол наклона фронта волны сжатия относительно поверхности земли, град;

фиг. 4 - схема энергопоглощающего слоя пенобетона под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа где: ФП СФС - фундаментная плита специального фортификационного сооружения; ПБ - пенобетон; бП - бетонная подготовка; δПБ - толщина слоя пенобетона, м; δбП - толщина слоя бетонной подготовки (принимается конструктивно - δбП=0,15-0,20 м);

фиг. 5 - расчетная схема мягкого сопряжения сил реакции сопротивления деформации слоя пенобетона и грунтового основания с действующей динамической нагрузкой на котлованное специальное фортификационное сооружение рамного типа при его движении;

фиг. 6 - механическая модель деформации котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа на слое пенобетона и грунтовом основании где: Pg(t) - динамическая нагрузка на ЗК покрытия СФС при действии ВС ВУВ ЯВ; Мс - масса СФС при движении (деформации) СФС на слое пенобетона и грунтовом основании, тс⋅с23; R1 - сопротивление деформации слоя пенобетона, тс; R2 - сопротивление деформации фунтового основания, тс; R3 - сопротивление грунта о поверхность наружных стен СФС, тс.

Блок-схема, поясняющая способ построения защищенного командного пункта управления представлена на фиг. 1, где в блоке 1 формируют подземное сооружение котлованного типа, состоящее из фундаментной плиты и стен.

Основные виды, конструктивные особенности и способы возведения подземных сооружений описаны в следующих источниках: 1. Пономарев, A.Б. Подземное строительство: учеб. пособие / А.Б. Пономарев, Ю.Л. Винников. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи, ун-та, 2014 - 262 с., стр. 15-17, 29-36, 88-92, 110-112. 2. Свод правил СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования. Утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 16 июня 2016 г. N 416/пр и введен в действие с 1 сентября 2016 г. М.: Минрегион России, 2011 г. 3. Снарский В.И. Технология возведения подземных сооружений: учебное пособие / В.И. Снарский М.М. Айгумов. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009 - 125 с, стр. 5-8, 65-74.

В блоке 2 включают в конструкцию фундаментной плиты и стен подземного сооружения пространственные армометаллоблоки.

Основные виды, а так же конструктивные особенности фундаментных плит и стен, используемых в конструкциях сооружений различного типа, описаны в следующих источниках: 1. Пономарев, А.Б. Подземное строительство: учеб. пособие / А.Б. Пономарев, Ю.Л. Винников. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи, ун-та, 2014 - 262 с., стр. 88-92, 122-131, 161, 172. 2. Тетиор Т.Н. Фундаменты: учебное пособие для студентов учреждений высшего профессионального образования / А.Н. Тетиор. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 400 с., стр. 133-167. 3. Снарский B.И. Технология возведения подземных сооружений: учебное пособие / В.И. Снарский М.М. Айгумов. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009 - 125 с., стр. 5-8, 65-74. 4. ГОСТ 13580-85. Плиты железобетонные ленточных фундаментов. Технические условия. Введен в действие 01 января 1987 г. Переиздан - М.: Издательство стандартов, 1994.

Основные виды и конструктивные особенности пространственных конструкций (в том числе армометаллоблоков) описаны в следующих источниках: 1. Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции: учебное пособие для вузов - М.: Стройиздат, 1983 - 215 с., ил., стр. 105-136.

2. Канчели В.Н. Строительные пространственные конструкции: учебное пособие - М.: АСВ, 2003. - 112 с., стр. 86-95. 3. Интернет энциклопедия: www.diggipedia.ru/index.php.title, раздел «Организации», ТИС («Трансинженерстрой»), подраздел «Технологии», армометаллоблоки.

В блоке 3 соединяют пространственные армометаллоблоки с металлическими элементами временного крепления котлована с помощью сварных швов.

Основные виды и конструктивные особенности металлических элементов (креплений и конструкций) описаны в учебнике Г.С. Ведеников. Металлические конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов / Г.С. Ведеников, Е.И. Беленя и др; Под ред. Г.С. Веденикова - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1998 - 760 с.: ил., стр. 116-123.

Порядок и особенности выполнения сварных работ при монтаже сварных конструкций, а так же описаны в следующих источниках: 1. Винокуров В.А. и др. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности / В.А. Винокуров, С.А. Куркин и др. Под ред. Б.Е. Патона - М.: Машиностроение. 1996 - 576 с: ил., стр. 6-21. 2. Г.С. Ведеников. Металлические конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов / Г.С. Ведеников, Е.И. Беленя и др; Под ред. Г.С. Веденикова - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1998 - 760 с.: ил., стр. 123-150.

В блоке 4 соединяют пространственные армометаллоблоки между собой с помощью сварных швов.

Основные виды и особенности выполнения сварных швов описаны в учебнике Г.С. Ведеников. Металлические конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов / Г.С. Ведеников, Е.И. Беленя и др; Под ред. Г.С. Веденикова - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1998. - 760 с.: ил., стр. 126-129.

В блоке 5 армируют фундаментную плиту подземного сооружения соединенными между собой пространственными армометаллоблоками.

Порядок и конструктивные особенности армирования конструкций сооружений (фундаментных плит, стен и перекрытий) описаны в следующих источниках: 1. Малахова А.Н. Армирование железобетонных конструкций: учебное пособие / А.Н. Малахова; М-во образования и науки Росс. Федерации, Моск. гос. строит, ун-т. Москва: МГСУ, 2014. - 114 с., стр. 21-46. 2. Совалов И.Г. Бетонные и железобетонные работы / И.Г. Совалов, Я.Г. Могилевский. - М.: Стройиздат, 1998-336 с.: ил., стр. 172-181.

В блоке 6 бетонируют фундаментную плиту подземного сооружения литой бетонной смесью.

Порядок и особенности выполнения бетонных работ описаны в книке Совалов И.Г. Бетонные и железобетонные работы / И.Г. Совалов, Я.Г. Могилевский - М.: Стройиздат, 1998. - 336 с.: ил., стр. 182-293.

Технологические процессы возведения конструкций из монолитного (литого) бетона описаны в учебном пособии Н.И. Евдокимов, А.Ф. Мацкевич Технология монолитного бетона и железобетона: Учеб. пособие для строительных вузов. - М.: Высш. школа, 1980. - 335 с.: ил., стр. 120-122, 149-178.

В блоке 7 в подземном сооружении котлованного типа формируют специальное фортификационное сооружение рамного типа. Причем, сооружение имеет несущий остов, образуемый рамным каркасом основных защитных конструкций, размещаемым на искусственном фундаментном основании-опоре, конструкции защитных вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций обычно выполняются из высоко прочного железобетона, в которых внешняя и внутренняя часть конструкций выполняется из высокопрочной листовой стали. Кроме того, сооружение возводится котлованным способом, имеет сверху защитный слой грунта, используется для строительства командных пунктов управления (Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с., стр. 98).

В блоке 8 формируют податливый энергопоглощающий слой пенобетона в одном уровне в горизонтальной плоскости по площади под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа. Причем, применяют энергопоглощающий слой под фундаментной плитой, с заполнением податливого пенобетона, податливого существенно по отношению к материалу фундаментной плиты и размерами соизмеримыми с размерами фундаментной плиты (фиг. 2, 4).

В блоке 9 обеспечивают организованную деформацию основных защитных конструкций котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа.

Организованная деформация основных защитных конструкций котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа обеспечивается за счет снижения динамики воздействия волны сжатия ядерного взрыва на основные защитные конструкции сооружения при деформации податливого материала в энергопоглощающем слое и мягком сопряжении упруго-пластичных деформаций податливого пенобетона с вязко-пластичным деформациями основания грунта (фиг. 3).

Воздействие на котлованное специальное фортификационное сооружение рамного типа волны сжатия ядерного взрыва, на погонном участке ее снижения во времени, представляется в виде (Сурин Д. В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с., стр. 182):

где Pm - максимальное значение динамической нагрузки, тс;

t - текущее время, с;

τ - длительность фазы сжатия воздушной ударной волны (вблизи поверхности земли).

Длительность фазы сжатия реального импульса воздушной ударной волны ядерного взрыва определяется по формуле (Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с., стр. 183):

где - степень биноминальной зависимости в реальном импульсе воздушной ударной волны ядерного взрыва (Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с., стр. 183):

ΔРсз - степень защищенности специального фортификационного сооружения рамного типа, кгс/см2.

Для расчета длительности фазы сжатия (τ) используется формула (Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с., стр. 188):

В блоке 10 управляют деформацией основных защитных конструкций под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа.

Энергопоглощающий слой податливого пенобетона обеспечивает управляемую деформацию основной защитной конструкции котлованного специального фортификационного сооружения. Управление деформацией основных защитных конструкций под фундаментной плитой осуществляется в процессе достижения условий сопряжения реакции деформаций, с действующей динамической нагрузкой от волны сжатия.

Мягкое сопряжение реакции деформаций пенобетона и грунтового основания с действующей динамической нагрузкой, обусловлено отсутствием скачка динамической нагрузки от сил инерции возникающих при изменении характера движении котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, в момент разрушении слоя пенобетона (фиг. 5).

Расчетное значение максимальной динамической нагрузки от волны сжатия ядерного взрыва на котлованное специальное фортификационное сооружение рамного типа определяется при результирующем значении, с учетом динамического отпора со стороны фундаментной плиты, от затекающей волны сжатия и сил трения грунта относительно поверхности наружных стен, при движении котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа вниз, по известной методике (Сурин, Д.В. Специальные фортификационные сооружения: учебник / Д.В. Сурин - СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2010. - 429 с. стр. 292; Сурин, Д.В. Оптимальное проектирование и оперативный расчет специальных фортификационных сооружений министерства обороны: учебное пособие / Д.В. Сурин, Р.Е. Стахно - СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2008. - 142 с. стр. 27):

где σвс(п), σвс(фп), σвс(нс) - напряжения на фронте волны сжатия ядерного взрыва соответственно для защитных конструкций покрытия, фундаментной плиты и наружных стен сооружения, тс/м2;

αвс - угол наклона фронта волны сжатия к поверхности земли:

где - скорость упругопластических деформаций грунта (скорость волны сжатия) м/с;

Dф - скорость фронта воздушной ударной волны ядерного взрыва, м/с;

Напряжение во фронте волны сжатия определяется, с учетом затухания волны сжатия с глубиной, по формулам (Сурин, Д.В. Специальные фортификационные сооружения: учебник / Д.В. Сурин - СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2010. - 429 с. стр. 292; Сурин, Д.В. Оптимальное проектирование и оперативный расчет специальных фортификационных сооружений министерства обороны: учебное пособие / Д.В. Сурин, Р.Е. Стахно - СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2008. - 142 с. стр. 27):

Механическая модель деформации сооружения на деформируемом слое пенобетона и грунтовом основании может быть представлена схемой, показанной на фиг. 6.

Сущность данной модели состоит в том, что на сосредоточенную массу сооружения сверху действует сосредоточенная динамическая нагрузка Pg{t), а снизу, масса сооружения подпирается двумя демпферами соответственно R1 от силы упруго-пластичного сопротивления пенобетона и R2 вязкого сопротивления грунтового основания, а также устройством силы сопротивления сухого трения грунта R3 при движении сооружения. Дифференциальное уравнение движения специального фортификационного сооружения в соответствии с моделью на фиг. 6, имеет вид:

где R1 и R2 представленные зависимости в виде:

где, a1(пб) - скорость упруго-пластичных деформаций пенобетона, м/с;

a 1(гр) - скорость вязко-пластичных деформаций грунта, м/с;

ρпб, ρгр - массовая плотность соответственно пенобетона и грунта, тс⋅с24.

Масса специального фортификационного сооружения при движении определяется по формуле в виде:

где ρc - расчетная массовая плотность сооружения, тс⋅с24.

Получаем стандартную форму дифференциального уравнения движения специального фортификационного сооружения в виде:

При начальных условиях при получим решение:

Показатели В и С в решениях (18)-(20) с учетом предыдущих условий получаем в виде:

где - коэффициент снижения фактической динамической нагрузки на защитные конструкции показан с учетом отпора со стороны фундаментной плиты от затекающей волны сжатия, противодействия сил трения грунта по наружным стенам при движении котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа (определяется с показаниями формул (4-13).

Далее в соответствии с моделью (фиг. 6) имеем динамику нагружения действующей динамической нагрузки и реакции со стороны подошвы котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа при деформации слоя пенобетона и грунтового основания, в расчете момента времени t=tp:

Для определения расчетного времени сопряжения динамического нагружения и реакции по деформации слоя пенобетона и грунтового основания tp используется уравнение (19) для отпора движения котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа в результате чего получим равенство:

где Zm - допустимая из сопрягаемых типов деформация котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа на слой пенобетона и грунтового основания, м.

После преобразования равенства в формуле (24) к алгебраическому виду получим требуемое уравнение, относительно времени tp в виде:

Решение уравнения (25) относительно времени tp имеет вид:

В блоке 11 оценивают степень защищенности командного пункта управления путем сравнения полученного показателя защищенности - ηф(сз)расч с расчетным (на этапе проектирования) - ηф(сз)расч (порядок расчета показателя защищенности представлен в пособии Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с. стр. 156).

При необходимости (в случае если полученные значение показателя защищенности ниже расчетного (требуемого)), осуществляется возврат к блокам 1 и 8, где повторяются процессы формирования подземного сооружения котлованного типа и(или) формирования податливого энергопоглощающего слоя пенобетона.

Решение указанной в способе технической проблемы осуществлялось путем повышения защищенности командного пункта управления, как котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа при воздействии воздушной ударной волны и волны сжатия ядерного взрыва за счет эффекта снижения динамических нагрузок на защитные конструкции при деформировании податливого слоя пенобетона, в начальный период нагрузки волной сжатия ядерного взрыва и снижения динамического воздействия на защитные конструкции сооружения при движении.

Повышение защищенности командного пункта управления докажем следующим образом.

Пусть динамическая нагрузка фронта воздушной ударной волны ядерного взрыва на поверхности земли ΔРсз=20 кгс/см2 = 200 тс/м2; высота сооружения - Hс=10 м; длина - Вс=40 м; ширина - Lc=14 м; массовая плотность пенобетона - ρпб=0,03 тс⋅с24; массовая плотность грунта - ρгр=0,18 тс⋅с24; расчетная массовая плотность сооружения - ρc=0,07 тс⋅с24; скорость упруго-пластичных деформаций пенобетона - a1(пб)=1000 м/с; скорость вязко-пластичных деформаций грунта - a1(гр)=300 м/с; коэффициент снижения фактической динамической нагрузки на защитные конструкции - длительность фазы сжатия реального импульса воздушной ударной волны ядерного взрыва - τ=0,7 с.

Определяем показатели В и С по формулам (21, 22) (Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с. стр. 233).

Получаем: B=120 1/с, С=400 м/с2.

При допустимой из сопрягаемых типов деформации сооружения на слой пенобетона и грунтового основания - Zm=1,0 м, момент времени нагружения действующей динамической нагрузки и реакции со стороны подошвы сооружения при деформации слоя пенобетона и грунтового основания tp=0,493 с.

Степень защищенности командного пункта управления определяется показателем защищенности - ηф(сз), рассчитываемым по формуле (Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения: / Д.В. Сурин. - СПб.: ВКА им. Можайского, 2010. - 429 с. стр. 156):

В нашем случае, с учетом заданной динамической нагрузкой фронта воздушной ударной волны ядерного взрыва на поверхности земли ΔРсз=20 кгс/см2 = 200 тс/м2. длительности фазы сжатия реального импульса воздушной ударной волны ядерного взрыва - τ=0,7 с и рассчитанного момента времени нагружения действующей динамической нагрузки и реакции со стороны подошвы сооружения при деформации слоя пенобетона и грунтового основания tp=0,493 с, показатель защищенности ηф(сз) составляет 3,38, то есть защищенность командного пункта управления повышается в 3 раза, с 20 до 60 кгс/см2.

При предельной относительной деформации пенобетона ε=0,5 с учетом вклада пенобетона в общую деформацию сооружения на слой пенобетона и грунтового основания, показатель общей деформации сооружения определяется:

Требуемая толщина пенобетона при εпр (пб)=0,50 определяется по формуле:

Полученный результат, при конструктивной толщине пенобетона в конструкции фундамента, способен подтвердить вывод о повышении защищенности командного пункта управления, что подтверждает решение технической проблемы изобретения.

Способ построения защищенного командного пункта управления, заключающийся в том, что формируют подземное сооружение котлованного типа, состоящее из фундаментной плиты и стен, включают в конструкцию фундаментной плиты и стен подземного сооружения пространственные армометаллоблоки, соединяют пространственные армометаллоблоки с металлическими элементами временного крепления котлована с помощью сварных швов, соединяют пространственные армометаллоблоки между собой с помощью сварных швов, армируют фундаментную плиту подземного сооружения соединенными между собой пространственными армометаллоблоками, бетонируют фундаментную плиту подземного сооружения литой бетонной смесью, отличающийся тем, что в подземном сооружении котлованного типа формируют специальное фортификационное сооружение рамного типа, формируют податливый энергопоглощающий слой пенобетона в одном уровне в горизонтальной плоскости по площади под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, обеспечивают организованную деформацию основных защитных конструкций котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, управляют деформацией основных защитных конструкций под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам возведения каркасных сооружений. Задачей является повышение эффективности способа строительства.

Изобретение относится к строительству, а именно к области восстановления горных тоннелей. Восстановление разрушенного участка горного автодорожного тоннеля выполнено способом раскрытия разрушенной части тоннеля в выемку.

Изобретение относится к области строительства, в частности к элементам сопряжения сооружений из металлических гофрированных конструкций (МГК) с фундаментами и может быть использовано при возведении арочных грунтозасыпных мостов, тоннелей, скотопрогонов, а также специальных сооружений, таких как снего- или лавинозащитных галерей и других.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения многоэтажных подземных сооружений различного назначения открытым способом, и может использоваться в промышленном строительстве.

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов. Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины.

Изобретение относится к строительству подземных сооружений и заглубленных частей зданий в различных инженерно-геологических условиях в плотной городской застройке в мегаполисах.

Изобретение относится к способу возведения подземного сооружения, при этом способ должен обеспечить по возможности надежный, быстрый монтаж подземного сооружения.

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству тоннелей. Транспортный тоннель мелкого заложения в слабых водонасыщенных грунтах, образованный водонепроницаемой обделкой.

Изобретение относится к области подземного строительства, в частности к секциям подземных пешеходных переходов, и может быть использовано при сооружении подземных тоннелей различной протяженности, а также при сооружении компактных подземных объектов различного назначения (например, подземных туалетов, подземных торговых павильонов и т.п.).

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению подземных сооружений с внутренним креплением открытым способом. .

Изобретение относится к области фортификационного строительства котлованных специальных фортификационных сооружений рамного типа и может быть использовано при проектировании защищенных командных пунктов управления для оценки показателей их защищенности от воздействия воздушной ударной волны и волны сжатия ядерного взрыва. Способ построения защищенного командного пункта управления заключается в том, что формируют подземное сооружение котлованного типа, состоящее из фундаментной плиты и стен, включают в конструкцию фундаментной плиты и стен подземного сооружения пространственные армометаллоблоки, соединяют пространственные армометаллоблоки с металлическими элементами временного крепления котлована с помощью сварных швов, соединяют пространственные армометаллоблоки между собой с помощью сварных швов, армируют фундаментную плиту подземного сооружения соединенными между собой пространственными армометаллоблоками, бетонируют фундаментную плиту подземного сооружения литой бетонной смесью. В подземном сооружении котлованного типа формируют специальное фортификационное сооружение рамного типа. Формируют податливый энергопоглощающий слой пенобетона в одном уровне в горизонтальной плоскости по площади под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, обеспечивают организованную деформацию основных защитных конструкций котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, управляют деформацией основных защитных конструкций под фундаментной плитой котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа. Технический результат состоит в обеспечении возможности повышения защищенности командного пункта управления как котлованного специального фортификационного сооружения рамного типа, за счет формирования под фундаментной плитой сооружения энергопоглощающего слоя путем использования пенобетона с заданными физико-механическими свойствами. 6 ил.

Наверх