CN101324158A - 建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法。1.本发明所述的抗震避难舱，确立了地震发生时避难及逃生的较佳原则，即：(1)生命为先：以保护生命为优先选择；(2)就近避险；(3)择机逃逸。2.与公知的建筑加固、预设加固技术不同，本发明是建筑物的一种新的抗震附加体系，采用独立构架内加固技术，从建筑物的某些单体或局部单元内部进行加固，形成保护生命的避难舱；3.本发明采用双重结构，由既有建筑或新建建筑作为外壳，与具有独立构架的内层硬核形避难舱结构共同作用，形成抗震避难舱。本发明适于大部分既有建筑或新建筑，与建筑物其他抗震措施一起，构建起就近避险、保护生命优先的体系。

Description

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法

技术领域

本发明涉及建筑及公共减灾行业，特别涉及一种新型的建筑物——建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法。

背景技术

地震是一种自然灾难。当地震来临时，公众往往缺少防备措施，特别是在多层或高层建筑中的公众，在地震来临时无法找到一种快速、有效的就近躲避灾害的地点和方法。若盲目逃离建筑物，又不能迅速到达开阔地带，很容易被建筑物上方的坠落物体伤害。地震造成的伤害，可以分为生理性的和心理性的。公知的建筑技术，关注建筑物的自身强度，进而保护人的生命，但对于地震来临时，通过建筑物自身的安全性展示，达到既保护公众安全，又可适度地减少的公众恐慌情绪的解决方案。

在大量既有建筑中，很多建筑在特定的地区和文化氛围中，已形成具有地方特色的建筑文化遗产，其外观不能随意加固或改动。对于这类不能拆建，也不适于进行外加固的建筑，需要找到有效的抗震避难方法。

建筑物抗震避难需要新的理念、标准、产品及实施方法，不但需要建筑物自身抵御地震冲击的能力，更需要地震发生的瞬间，专注人的生命和身体的有效的避难、逃生的装置、方法和程序，同时能够缓解公众心理恐慌的“安全空间”。

公知的建筑设计理念，强调“建筑优先”的原则，建筑物的抗震设计是为了维护建筑物在地震中的完整性，通过保障建筑安全，进而保障公众的身体和生命安全，这是一种基本的保障。在此理念下，有大量优秀的设计、工程项目问世。但是，建筑界长期忽视以下理念：其一，在地震发生时的瞬间，建筑物如何更有效地优先保护人的生命安全，提供紧急避难和择机逃生功能，躲过地震的第一次冲击，为在后续余震到来之前，尽快转移到室外的安全之处争取时间和空间；其二，万一地震发生时造成建筑物损毁，如何在该建筑物内对人身进行进一步的优先保护，使人身损失减到最小，或在一个特定空间等待救援；其三，在心理上，如何使人们在地震发生时的“听天由命”，变成对建筑物的特定空间“更有信心”，使地震避险、疏散变得更加有序。

公知的建筑业界，尚未规范地通过标准、设计和建造，对建筑物中的特定区域赋予抵御某种级别地震伤害的特定功能。业界提出的在桌子旁避灾，在卫生间避灾等方法，有一定的实用性，但由于建筑设计、施工质量存在众多差异，其避难方法缺乏标准指导及科学数据的佐证，比如，在建筑物整体坍塌时，在桌子旁如何有效地保护生命，卫生间能抵御何种级别的地震灾害，等。根据研究机构分析，地震初期的十几秒，是逃生的关键期，而在这十几秒钟内，处在晃动的建筑中的人群，多数无法安全逃离并远离这些较高层建筑，进入开阔地带。而盲目逃离建筑物，又不能迅速到达开阔地带的公众，很容易被建筑物上方的坠落物体伤害。目前全世界的建筑避险引导，主要是地震来临时向室外疏散的逃生指导，尚未见到公共建筑和民用住宅中有对于地震来临时，如何在短暂时间内有效保全或延续生命的规范导引。问题的关键是：在现有的建筑中，没有规范化地设计实施一种装置，使其成为当地震来临时，能够成为提供紧急避险、保全生命以及逃生的有效避难空间。

由此可见，找到地震发生的十几秒钟，可以在建筑物内迅速就近躲避地震灾害的方法；或当建筑物倒塌，能够最大程度地减小对人体伤害的方法；还有就是如何使建筑物成为地震避险，逃生的心理依托的问题，这些是多层或高层建筑的重要课题。本发明提出的“独立构架内加固抗震避难舱及其成型方法”，在建筑界率先提出了“建筑物抗震避难舱”的理念，提出了一种具有可量化的、具有减灾功能，强化建筑本体的局部强度，减轻地震灾害对人体和生命伤害的产品和方法，体现了“以人为本”、“生命优先”、“生理安全和心理安全并重”的理念。

公知的建筑物抗震加固技术，可分为“外加固”、“内加固”、“混合加固”与“预设加固”四种方式：外加固主要用于既有建筑，在已有建筑物外侧增加结构支撑，达到提高既有建筑物抗震能力的目的。“内加固”主要应用于既有建筑，即加固部分是为了补充、加强既有建筑物的抗震强度。“混合加固”是上述两种方法的组合。还有一种方法，就是“预设加固”：在建筑物的规划、设计、施工阶段，就按照一定的抗震级别标准或更高的标准实施，达到抵御一定级别地震灾害的目标。“外加固”方式很难抵御地震来临时，墙体向内倒塌伤人的风险；公知的“内加固”方式是对建筑的既有局部结构实施“开环式”再加固，只是对既有建筑结构立面围墙的补充加厚，未形成一个可以独立抵抗地震冲击的封闭整体，无法消除既有建筑结构缺陷造成建筑物损毁对人的生命的威胁。混合加固的方式综合上述加固方式的优点，但成本较高，无法大量推广。“预设加固”——提高抗震级别设计的方式使建筑可能具有更高的抗震级别，但也会带来成本大幅度增加的问题，难以大规模推广。

公知的多层建筑中，大量使用钢筋混凝土构架。钢筋混凝土是由钢筋作为基本骨架，配以适当比例的石子、沙与水泥并加水搅拌，灌注到钢筋组成的结构框架中，凝固后形成的一种建筑产品。

公知的多层建筑中，也大量使用钢结构。钢结构建筑是由型钢作为基本单元，通过焊接、铆接或螺栓链接的方式，先组成一个钢结构框架，然后填充保温及装饰材料所形成的一种建筑形式。

公知的多层建筑中，还大量使用传统砖石墙体附加预制板或现浇楼板的技术。

公知的民用建筑中，还大量使用传统砖、石与木结构房屋或挖掘窑洞等建筑方式。这些结构中，建筑物强度完全取决于所选用的材料的构架。

钢结构的建筑具有相对优良的抗震性，但成本较高，在大量民用建筑中，难以大规模普及。使用钢筋混凝土结构的建筑，这种建筑结构在抗震设计、施工中也存在一些问题，就是设定抗震等级与建筑成本的矛盾：在整体建筑中，选择更高的抗震级别可以更有效地抵御地震灾害，但同时也会大幅度地增加建筑成本，对建筑产品的进一步普及造成了一定的限制。目前多数钢筋混凝土的建筑结构还存在一个缺陷：就是在多数公共建筑及民用住宅的承重结构中，大量荷载由“承重墙”承担，承重墙的地基处于地面的不同区域，承重墙上的很多钢筋在X\Y\Z不同轴线的交接处，常采用现场搭接、捆扎的方式，然后灌注混凝土固定。当不规则的地震冲击波冲击整栋建筑时，地震波产生的错动使承重墙与其相邻或正交的承重墙之间产生巨大的剪切力；地震造成的冲击又使较高层的建筑体产生摆动或错动，使承重墙体产生弯折或错断。这些承重结合部由于柱、墙受力不均匀，巨大的应力使钢筋混凝土结合部的薄弱处产生位移乃至断裂，造成建筑物的局部或整体损害，这就造成了建筑物抗震功能的不确定性，使逃生者不能迅速判断该建筑中哪一个区域是“可以信任的”，能成为暂时的、有效的避难场所，这样往往延误逃生的最佳时机。另外，高层或多层建筑内可能会有很多老人、孩子、病人及行动不便者，他们无法在短时间内离开建筑，这也是地震避险中的一大难题。

人类在日常生活以及航空、太空运营中，非常注重意外发生时，对于生命体的保护，如施工时使用的安全帽(抗意外打击)，战斗机飞行员的降落伞(紧急逃生)，民航客机旅客的救生衣(延续生命，等待救助)，以及太空飞船的逃逸仓(紧急逃生)，等。

人类在日常生活中或战争活动中，也为自己提供躲避灾难的避难所，如：矿井的内加固装置，碉堡，等。

自然界中很多植物对延续生命的种子的保护，是采用附加硬壳、硬核的方法。有了硬核的保护，种子的生命信息在很多极端的条件下也更容易得到延续。

公知的建筑领域，强调“建筑为本”的理念，通过强化建筑本体的强度，达到保护建筑物的完好，进而保全生命的目的。这是一种“整体保护”的理念，也是一种优秀的选择。然而，这种选择也有缺失，就是如果提高建筑物的抗震等级，就会较大程度地增加建筑成本，这在欠发达地区的可实施性较差；还有一个缺失，就是当地震发生时，公知的民用建筑物由于较开阔的内部空间和较大的门窗开口，使建筑物的整体抗震能力降低，增加了地震中安全避险的不确定性；还有一个环节的缺失，就是公知的民用建筑产品的使用说明书(如设计说明书、售楼书)等文件中，尚未见到有“建筑物内地震避险装置”的介绍。综上所述，公知的民用建筑规划、设计、施工中，尚未发现规范和标准级的“建筑物内地震避险”的确定空间的设计与实践，也没有像类似“消防逃生通道”一样的“地震避险逃生通道”，这导致了地震发生时部分公众的恐慌，不知道建筑物中的哪一处空间中可以更好地保护自己，以致在地震或余震发生时的危险时段盲目地向建筑物外部撤离，产生逃逸过程中被坠落物击中的伤亡。

公知的建筑构造中缺少在地震发生时，就近对生命体进行直接保护的抗震避难装置，这是建筑地震避险环节中的重大疏漏，致使公众在高层或多层建筑中，躲避地震灾害的时间、空间选择有极大的不确定性。

发明内容

本发明根据自然界的“硬核保护生命”这一特征，以及人类的实践经验，以保护生命为第一要务，与公知的建筑物本体抗震设计、抗震加固措施一起，在建筑物内采用建立附加的“独立构架内加固核形抗震避难舱”的方式，在不过多增加建筑成本的条件下，为地震发生时处于多层建筑物内的人群，在最短的时间和空间内，提供一个可立即进入，并可有效地减少建筑物损毁对人体伤害的避难空间。本发明是建筑抗震结构改进的一种形式，也是建筑抗震加固的目的是“以人的身体和生命优先”理念的诠释。

本发明的目的在于提供一种新型的建筑物——建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法。通过在既有或新建建筑物内嵌入具有独立构架的建筑物——建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，使每栋公共建筑建筑的每个楼层、每一个居民居住单元都有一个或数个新型建筑物——建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱。当地震突然来临时，人们可以用最快的速度进入避难舱，减少建筑物损毁、倒塌过程中对人体的直接冲击伤害，为人们离开受损建筑或等待救援提供缓冲空间。

本发明所述的抗震避难舱，确立了地震发生时逃生的较佳原则，即：(1)生命为先：以保护生命为优先选择；(2)就近避险：在地震发生时的最短的空间和时间内，尽快进入就近的避难舱避险；(3)择机逃逸：先进入避难舱保全生命，然后选择时机逃逸；(4)延续生命：在垮塌的建筑物中，在避难舱中延续生命，然后寻求援助。(5)地震避难及救援中生理安全与心理安全并重。

与公知的外加固、内加固、混合加固、预设加固技术不同，本发明是建筑物的一种新的抗震体系，采用独立构架内加固技术，从建筑物的某些单体或局部单元内部进行加固，形成保护生命的避难舱；本发明采用双重结构，由既有建筑或新建建筑作为外壳，与具有独立构架的内层硬核形避难舱结构共同作用，形成抗震避难舱，当地震来临时，避难舱可以独立缓冲地震造成的建筑物损毁对人体的直接冲击；当公众困于地震废墟中时，避难舱可以提供公众等待救援的空间，或逃逸的通道；储水器中的水可以延续公众的生命；当进行救援时，具有独立构架的内核形避难舱可以与原有建筑物剥离，独立起吊，使其中的公众脱离险境。根据地震灾害救生的实践，本发明增设了储水器，当公众被困于建筑物内时，可以饮用该储水器的水延续生命，等待救援。储水量的多少可根据可能避难人数的多少决定。

本发明适于大部分既有建筑或新建筑，与建筑物其他抗震措施一起，构建起就近避险、保护生命优先的体系。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种应用在建筑领域中的建筑产品——建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱是以既有建筑或新建筑的特定空间为外部壳体，以具有独立结构框架的核形内壳体、环状闭合型支撑筋、防护网、填充物、避难舱组装预制板、逃生口、储水器、起吊环其中的一种或者几种材料或构件组合而成的具有独立完整围护结构的空腔为内核，或将上述装置与既有建筑或新建建筑物内腔融为一体，实现地震避难舱功能的附加建筑物；

所述建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的外部壳体是以既有建筑或新建筑的特定空间为依托，形成包裹或环绕建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的依托体；

所述建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的具有独立构架的核形内壳体是以既有建筑或新建建筑的特定空间为依托，使用金属或非金属材料，在其内部实施局部加固、预制或重建，形成与外壳体紧密结合的但具有独立、完整围护结构的建筑体；

所述环状闭合型支撑筋是具有独立构架的核形内壳体的主要支撑筋，是由金属或非金属体经加工制成网架，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成纵横交错的置于建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱中的环状闭合型支撑筋，每根不同轴线的环状闭合型支撑筋采用套管嵌固、熔接、粘接等方法融合，形成首尾相接的闭合型支撑体；多个支撑体组合，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的主要支撑构架；

所述防护网是由金属或非金属体经加工制成的筋状物，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成闭环，纵横交错包护于环状闭合型支撑筋内外，组成笼篓状编织构架的防护网，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的次要支撑构架以及填充物的附着构架；

所述填充物是以混凝土或具有防火特征的有机、无机材料紧密地附着于环状闭合型支撑筋及防护网之上的填充缝隙的物体；

所述独立构架内加固核形抗震避难舱组装预制板块是由金属物、非金属物、金属物与非金属物的复合材料制成分组模块，在预定的建筑空间中组合而成的；

所述独立构架内加固核形抗震避难舱组装预制板块是由金属物、非金属物、金属物与非金属物的复合材料直接敷设在预定的建筑外壳中组合而成的；

所述逃生口是置于建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱之上的具有两个以上不同方向的空洞，其中至少一个洞口尺寸应与所嵌入的建筑空间的门窗对应，作为生活空间通道口和地震避难的入出口；

所述储水器是置于建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱之内的可定时更换的容器罐装饮用水，其储水总容量大于6000ml，储水容量根据可能避险的人数确定，水体定期更新，以保持清洁；

所述建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱是置于既有或新建建筑空间内的、具有完整维护结构的、当建筑物整体或局部损毁时可独立剥离的附加建筑物；

所述吊装环是置于建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱壳体或加强筋之上的一个或几个吊环，用于地震救援时用外力将避难舱与其所嵌入的建筑空间进行剥离吊装时的承重环；

一种建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法，其特征在于，该方法包括：

A.在既有建筑内选定的建设避难舱的空间中，用金属或非金属体经加工制成筋状物，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成纵横交错的置于既有建筑物内侧的环状闭合型支撑筋，每根沿不同轴线敷设的环状闭合型支撑筋首尾以及不同轴向的环状闭合型支撑筋交汇点采用套管嵌套、熔接、粘接等方法实现紧密结合，形成封闭多向环整体支撑架，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的主要支撑构架；

B.由金属或高强度非金属体经加工制成防护网，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成闭环，交错包护于环状闭合型支撑筋内外侧，使环状闭合型支撑筋和防护网组成笼篓形构架，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的支撑构架以及填充物的附着构架；

C.灌充公知的由水泥、沙、石子组成的混凝土组合，或由水泥、沙子、竹团块、络合丝组成的竹丝混凝土，使混凝土凝固在环状闭合型支撑筋和网状构架周围，形成钢筋混凝土空腔硬核，制成内嵌于既有建筑物腔体内侧的内核形避难舱；

D.在新建建筑内选定的建设避难舱的空间中，用金属或高强度非金属体经加工制成筋状物，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成纵横交错的、独立于新建建筑物的、置于选定空间内侧的环状闭合型支撑筋网架，设置防护网，灌注公知的混凝土，或由水泥、沙子、竹团块、络合丝组成的竹丝混凝土，形成内嵌于新建建筑物腔体内侧的内核形避难舱；

E.采用A、B、C所述的方法，在外部制成可拆卸组装的整体壳体形的避难舱组装预制中空模块，在既有或新建建筑选定的建设避难舱的空间腔体内进行嵌入式组装，形成以既有建筑或新建建筑为外壳，但独立于既有或新建建筑物的、置于选定空间内侧的内核形避难舱；

F.在新建建筑或既有建筑内选定的建设避难舱的空间中，用金属板或金属、非金属复合板制成避难舱组装预制板块，在板材上制作间隔条索凹凸作为加强筋，在既有或新建建筑物选定空间内进行组装，形成独立于既有或新建建筑物的、置于选定空间内侧的由带预制筋的金属壳体组成的内核形避难舱；

G.在新建建筑或既有建筑内选定的建设避难舱的空间中，用高强度非金属物制成避难舱组装预制板块，在建筑物选定空间内进行组装，或采用公知的玻璃钢工艺，在板材上制作间隔条索凹凸作为加强筋，在选定的建筑物内部安装避难舱的空间中施工成型，形成独立于既有或新建建筑物的、置于选定空间内侧的非金属壳体组成的内核形避难舱；

所述的方法，其特征在于：

所述步骤A进一步包括：避难舱加强筋的设计承载能力和抗震能力高于建筑物所在地区的抗震级别要求；

所述的方法，其特征在于：

所述步骤B进一步包括：防护网应在加强筋上编织缠绕，使二者形成笼、篓形交织结构，当建筑物损毁时，破碎的建筑物碎块不易通过防护网的间隙，造成人员损伤；其由

所述的加强筋可以是粗金属丝组成的网，也可以是竹篾及其它高强度非金属条索编制组成的网，也可以是玻璃钢、碳纤维等非金属体内外包覆形成的整体防护层。

所述的方法，其特征在于：所述步骤C包括：用公知的混凝土浇铸工艺包围、覆盖加强筋，或由水泥、沙子、竹团块、络合丝组成的竹丝混凝土包围、覆盖加强筋，形成钢筋混凝土内加固-避难舱构造；

所述的方法，其特征在于：所述步骤D之后进一步包括：所述新建建筑内的混凝土施工工艺可以采用公知的钢筋混凝土或竹丝混凝土工艺，与新建筑施工同步进行，按照先外壳、后内核的步骤施工，形成内嵌于新建建筑物，一旦新建建筑物中避难舱的外壳损毁时，避难舱内核可独立剥离的内加固核形抗震避难舱；

所述的方法，其特征在于：所述步骤E采用将外部制成的可拆卸组装的整体壳体形的避难舱中空模块置于新建建筑的预定框架中，使用公知的混凝土二次浇注成型，使二者成为一体的施工工艺；

所述的方法，其特征在于：所述步骤F采用铸造、铆接、焊接的方法，将金属板或金属、非金属复合板制成分体模块；也可将金属板材在建筑施工现场进行成型加工；

所述的方法，其特征在于：所述步骤G所述的避难舱组装预制板块所用的非金属材料，可以是碳纤维、塑料、复合树脂、玻璃钢等，当制作的壳体强度较低时，可在避难舱组装预制板块上预制加强筋。

所述的方法，其特征在于：所述方法可以使建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱在其所嵌入的建筑物中独立镶嵌，也可局部或全部将其与新建建筑物融合成为一体，成为新建建筑的具有独立构架的局部内加固层。

所述的方法，其特征在于：采用将外部制成的整体壳体形的避难舱中空模块置于既有建筑或新建建筑的预定框架中，使二者紧密结合，形成不可相对移动的一体化的施工工艺；

所述的方法，其特征在于：采用将外部制成的整体壳体形的避难舱中空模块置于新建建筑的预定框架中，使二者分别成为内外独立体的施工工艺。

由上述方案可以看出，本发明的关键在于：1、本发明是建筑物内的一种新的附加型抗震建筑物；2、与公知的外加固、内加固、混合加固、预设加固技术不同，本发明采用独立构架内加固技术，在建筑物的某些单体内部进行独立构架整体再次加固，建立抗震避难舱，意在建立一些当地震突然来临时，公众可以迅速首先避险，然后逃生；3、本发明所述的建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法是采用比其所嵌入的建筑物整体具有更高的抗震级别，当避难舱所在的建筑物整体或局部损毁时，避难舱本体仍能在一定程度上有效地保护或延续生命；4、本发明具有独立结构，当地震来临时，硬壳体形结构可以缓冲地震冲击；当公众困于地震废墟中时，硬壳体形结构、逃生口、储水器中的水可以延续公众的生命或帮助逃逸，或等待救援；当灾后救援开始时，具有独立构造的壳体形救生舱可以独立起吊，使其中的公众可以较快地脱离险境；5、本发明也可成为新建筑物的一个内嵌型加固体，与新建筑融为一体，即实现建筑物内的局部特殊加固，成为有救生舱功能的局部建筑。

本发明提供了一种建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法，本发明强调建立抗震避难舱的独立构架，这一构架应能承受比其所嵌入的建筑物更高的地震冲击。本发明采用内加固技术，与现有外加固、内加固、混合加固、预设加固技术体系一起，注重加强建筑物的局部强度，建立建筑物内部的具有明确功能的抗震避难舱，当整体建筑损毁时，逃生者所进入的局部建筑——独立构架避难舱可吸纳冲击波，减缓对人体的伤害。本发明可以采用钢筋混凝土的独立壳体结构，也可采用拼接板式的内壳体技术进行实施，强调局部加固方法，在建筑物内形成“已有建筑物区域”和“避难舱”两个不同的区域。在地震风险等级较高的地区，存在具有民族特色的建筑群，古建筑群，以及具有地域特色的建筑群(如窑洞等)，这些建筑群落不适宜大规模地拆改或重建，可以通过在建筑物内的局部空间建立抗震避难舱的方式，达到既不破坏原有建筑外观，又能更好地保障公众在地震中的安全的目的。在经济欠发达地区，在资金有限的条件下，可以通过优先建设建筑物内局部的抗震避难舱，后全面加固整体建筑的方法，寻求建筑抗震加固与减少投资的平衡点。

本发明适于大部分既有或新建筑，本发明使建筑物局部安全系数更高、取材多样、施工方法灵活、成本高低依设定级别可选、重量轻、节材、环保等优点，与建筑物整体抗震措施一起，构建起以人为本、优先保护生命的体系。

附图说明

图1-(1)是建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱在建筑物储物间中的位置示例。

图2是建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的网架构造示例：其中：(1)壳体：(2)环状闭合型支撑筋：(3)防护网：(4)填充物：(5)逃生口：(6)储水器：(7)起吊环

图3是建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱加固窑洞结构的示例。

具体实施方式

本发明公开了一种新型建筑建筑物——独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法，这种建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱及其成型方法其特征在于：所述建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱由核形壳体环状闭合型支撑筋、防护网、填充物、逃生口、储水器、起吊环几部分独立或组合而成：(1)壳体：(2)环状闭合型支撑筋：(3)防护网：(4)填充物：(5)逃生口：(6)储水器：(7)起吊环等；以上各部分使用与公知的建筑施工技术，组合之后就成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱。

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的实现还有多种方法：

(1)整体加固方法：在规划、设计中预先设置抗震避难舱结构——建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，在建筑物施工中整体实施，实现建筑本体与抗震避难舱的无缝融合；(2)在工厂内预先制作具有容纳人员活动空间的金属空腔体，置于建筑物内，充作抗震避难舱；(3)在工厂内预先制作具有容纳人员空间的非金属空腔体，通过后期组装，置于建筑物内，充作抗震避难舱；(4)在工厂内预先制作具有足够容积的金属或非金属管道，置于建筑物内，作为抗震避难舱的逃生管道。

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法是：在既有钢筋混凝土建筑中的特定空间(如储物间、卫生间、楼道等)中采用独立构架内加固技术，制造出一个局部的“硬核”，使该空间成为抗震避难舱；

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法是：在已采用外加固技术的既有钢筋混凝土建筑的特定空间(如储物间、卫生间、楼道等)中采用独立构架内加固技术，制造出一个局部的“硬核”，使该空间成为抗震避难舱；

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法是：在采用钢结构技术在既有建筑中的特定空间(如储物间、卫生间、楼道等)中采用独立构架内加固技术，制造出一个局部的“硬核”，使该空间成为抗震避难舱

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法是：在既有砖混结构建筑中的特定空间(如储物间、卫生间等)中采用独立构架内加固技术，制造出一个局部的“硬核”，使该空间成为抗震避难舱；

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法是：在既有土石结构房屋或窑洞建筑中的特定空间(如主卧室、窑洞口处，等)采用独立构架内加固技术，制造出一个局部的“硬核”，使该空间成为抗震避难舱；

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的另一个优势是：可以在特定条件下，降低建筑物抗震工程实施的成本。由于经济发展不平衡，并非所有的民用建筑都能采用较高级别的整体抗震设计，建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱提供了一种在有限的条件下，在较低抗震界别的建筑中，当无法有效保全建筑完整性，公众也无法立即脱离该建筑的条件下，更有效地保全公众的人体少受伤害、使生命得以延续的方法。

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的另一个优势是：可以缓解遭遇突发地震时，被困在建筑中公众延续生命，等待救援的问题。由于本发明规范性地在抗震避难舱中设置了储水器，当公众无法逃离损毁的建筑，在抗震避难舱中等待救援时，储水器中的水可以帮助公众延长生命。

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱也适合发达地区的别墅群抵御飓风袭击。将建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱嵌入别墅型建筑的半地下空间并加以固定，其下防与建筑物的排水系统相邻，当飓风来临时，公众进入躲避灾害，可减缓飓风对人体的直接伤害。

建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱能够减少地震造成的建筑物损毁对人身的伤害，但是有一些条件限制，无法抵御建筑物内的其他灾害，比如一座建筑发生地震，同时发生火灾时，建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的半封闭狭小空间就不适宜作为抵御火灾的设施在建筑中使用。

综上所述，应用本发明方法，可以建立三个新的抗震体系：1、建筑规划、设计、施工的“建筑物独立构架内加固抗震避难舱建筑抗震就近避险标准体系”：与现有建筑标准中的外加固、内加固、混合加固、预设加固的方法不同，本发明提出“独立构架内加固避难舱”的产品及方法，建立了建筑物采用加固措施后，在遭遇地震时，在特定时间和空间内，建筑物中具有的“量化”和“功能化”的抗震避难体系。更重要的是：可以用科学验证的方法，测算出经过独立构架内加固后的避难舱的抗地震风险系数，制造出像太空船“逃逸舱”一样的可以依据数据批量制造、测试和应用的减灾、逃生装置；2、处在多层或高层建筑物中的公众突遇地震时的“建筑物独立构架抗震避难舱就近避险体系”：实践证明，遭遇地震时，最初的十几秒钟时避难和逃生的关键期。但是，处在多层或高层建筑中的公众往往不知所措，因为目前建筑界强调的是整体建筑抗震的方法，还没有一种处在建筑物中，经过科学设计施工，可以抵御特定级别地震灾害的局部建筑体；也没有一种科学的“高层或多层建筑地震以保全生命为主的避险和逃逸的空间和方法”。本发明提出的“避难舱”概念，正是试图用“程序化”的方法，告诉公众：当地震发生时，应争取在最短的时间内，首先进入就近的、相对安全的避难舱，躲避最初的地震冲击；若建筑物垮塌，则应躲在避难舱中等待救援；若建筑物没有立即损毁，在下次余震来临之前，则应离开避难舱，寻求室外开阔空间逃生。总之，通过宣传和预先的行为训练，为公众在最短的时间内躲避地震灾难的伤害提供一个可信赖的场所，以及可程序化执行的方法；

3、城镇建筑物抗震心理支持体系。当城镇建筑密度较大，地震来临时，就不适宜马上逃出求生，以防散落建筑残片的伤害。但此时，需要在建筑物内有一个“可信赖的空间”，这个空间在一定程度上是一种心理空间。当公众认为，在地震发生的瞬间，以及余震来临之前，“抗震避难舱”是多项避难、逃生选择中较好的选择，或相对可信赖的选择时，公众的恐慌情绪会减缓；万一建筑物垮塌，使公众被困于建筑物内时，“抗震避难舱”可以成为公众减小身体损害、增强求生信念、等待救援的一种依托。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种应用在建筑领域中的建筑产品——建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱是以既有建筑或新建筑的特定空间为外部壳体，以具有独立结构框架的核形内壳体、环状闭合型支撑筋、防护网、填充物、避难舱组装预制板、逃生口、储水器、起吊环其中的一种或者几种材料或构件组合而成的具有独立完整围护结构的空腔为内核，或将上述装置与既有建筑或新建建筑物内腔融为一体，实现地震避难舱功能的附加建筑物

2、根据权利要求1所述的建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的具有独立构架的核形内壳体是以既有建筑或新建建筑的特定空间为依托，使用金属或非金属材料，在其内部实施局部加固、预制或重建，形成与外壳体紧密结合的但具有独立、完整围护结构的建筑体。

3、根据权利要求1所述的建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述环状闭合型支撑筋是具有独立构架的核形内壳体的主要支撑筋，是由金属或非金属体经加工制成网架，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成纵横交错的置于建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱中的环状闭合型支撑筋，每根不同轴线的环状闭合型支撑筋采用套管嵌固、熔接、粘接等方法融合，形成首尾相接的闭合型支撑体；多个支撑体组合，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的主要支撑构架。

4、根据权利要求1所述的建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述防护网是由金属或非金属体经加工制成的筋状物，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成闭环，纵横交错包护于环状闭合型网架内外，组成笼篓状编织构架的防护网，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的次要支撑构架以及填充物的附着构架。

5、根据权利要求1所述的建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述填充物是以混凝土或具有防火特征的有机、无机材料紧密地附着于环状闭合型支撑筋及防护网之上的填充缝隙的物体。

6、根据权利要求1所述的建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述独立构架内加固核形抗震避难舱组装预制板块是由金属物、非金属物、金属物与非金属物的复合材料制成分组模块，在预定的建筑空间中组合而成的。

7、根据权利要求1所述的建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱，其特征在于：所述独立构架内加固核形抗震避难舱组装预制板块是由金属物、非金属物、金属物与非金属物的复合材料直接敷设在预定的建筑外壳中组合而成的。

8、一种建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的成型方法，其特征在于，该方法包括：

A.在既有建筑内选定的建设避难舱的空间中，用金属或非金属体经加工制成筋状物，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成纵横交错的置于既有建筑物内侧的环状闭合型支撑筋，每根沿不同轴线敷设的环状闭合型支撑筋首尾以及不同轴向的环状闭合型支撑筋交汇点采用嵌套、熔接、粘接等方法实现紧密结合，形成封闭多向环整体支撑架，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的主要支撑构架；

B.由金属或高强度非金属体经加工制成防护网，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成闭环，交错包护于环状闭合型支撑筋内外侧，使环状闭合型支撑筋和防护网组成笼篓形构架，成为建筑物独立构架内加固核形抗震避难舱的支撑构架以及填充物的附着构架；

C.灌充公知的由水泥、沙、石子组成的混凝土组合，或由水泥、沙子、竹团块、络合丝组成的竹丝混凝土，使混凝土凝固在环状闭合型支撑筋和网状构架周围，形成钢筋混凝土空腔硬核，制成内嵌于既有建筑物腔体内侧的内核形避难舱；

D.在新建建筑内选定的建设避难舱的空间中，用金属或高强度非金属体经加工制成筋状物，围绕X\Y\Z不同轴线环绕，形成纵横交错的、独立于新建建筑物的、置于选定空间内侧的环状闭合型支撑筋网架，设置防护网，灌注公知的混凝土，或由水泥、沙子、竹团块、络合丝组成的竹丝混凝土，形成内嵌于新建建筑物腔体内侧的内核形避难舱；

E.采用A、B、C所述的方法，在外部制成可拆卸组装的整体壳体形的避难舱组装预制中空模块，在既有或新建建筑选定的建设避难舱的空间腔体内进行嵌入式组装，形成以既有建筑或新建建筑为外壳，但独立于既有或新建建筑物的、置于选定空间内侧的内核形避难舱；

F.在新建建筑或既有建筑内选定的建设避难舱的空间中，用金属板或金属、非金属复合板制成避难舱组装预制板块，在板材上制作间隔条索凹凸作为加强筋，在既有或新建建筑物选定空间内进行组装，形成独立于既有或新建建筑物的、置于选定空间内侧的由带预制筋的金属壳体组成的内核形避难舱；

G.在新建建筑或既有建筑内选定的建设避难舱的空间中，用高强度非金属物制成避难舱组装预制板块，在建筑物选定空间内进行组装，或采用公知的玻璃钢工艺，在板材上制作间隔条索凹凸作为加强筋，在选定的建筑物内部安装避难舱的空间中施工成型，形成独立于既有或新建建筑物的、置于选定空间内侧的非金属壳体组成的内核形避难舱。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：采用将外部制成的整体壳体形的避难舱中空模块置于既有建筑或新建建筑的预定框架中，使二者紧密结合，形成不可相对移动的一体化的施工工艺。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：采用将外部制成的整体壳体形的避难舱中空模块置于新建建筑的预定框架中，使二者分别成为内外独立体的施工工艺。

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