CN115142711B - 用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋，沿一定距离设在主结构的一角，包括安全屋本体，由墙板、楼板和底板拼接形成，墙板、楼板和底板外表面设板面加劲肋，并且远离主结构墙板的墙板设有门和至少一扇侧窗，楼板设有至少一扇天窗；第一阻尼器，竖直设置在主结构底板与安全屋底板之间，并且至少设置在安全屋底板的四个角部；第二阻尼器，水平设置在主结构墙板与安全屋墙板之间，并且至少设置在安全屋墙板的四个角部。本发明的安全屋通过阻尼器与主结构连接，减少主结构大变形对安全屋的影响，采用带肋钢板，提高安全屋整体的强度，并且安全屋留有多个门窗洞口，使使用人员在结构遭受大变形时依然有大概率逃生。

Description

用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋

技术领域

本发明涉及房屋建筑领域，具体涉及一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋。

背景技术

安全屋是一种可以安装在室内的高密闭性的暗访设备。身处高层建筑的民众在地震或者火灾或其他灾难到来时，往往没有足够的时间和空间进行逃生，此时就迫切需要在房屋内设置一个可以保护自己安全的装置。在高层建筑中设置安全屋体现了“以人为本，以民为先”的城市发展趋势，它能在造价较小的基础上最大程度上保障人民的人身和财产安全。

箱板装配式钢结构是使用带肋钢板作为墙板和楼板的新型结构体系。箱板装配式钢结构建筑的建造注重工厂生产与现场建造的紧密结合；在工厂，采用分片分段的方式，将结构构件与防火、保温、隔声等填充材料，乃至部分设备管线（支架）进行集成制造，形成组件和模块；在施工现场，将组件、模块和其他部件进行整体装配化安装。这种新型建造方式能够极大提高建筑的质量和生产效率，有效优化钢结构建筑的生产成本。

目前所存在的安全屋中没有与箱板装配式钢结构在安装、建材等方面相适应的钢结构装配式安全屋，因此需要提出一种适用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋，以在突发地震情况下保证人员安全，耗能能力强，整体性好，有利于抗震，还具有较强的抗冲击、抗爆作用，解决现有技术中的一个或多个问题。

本发明的技术方案如下：

本发明首先一个方面提供一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋，箱板装配式钢结构建筑作为主结构，该安全屋至少设置在主结构的一角，并且与主结构墙板、主结构底板间隔一定距离，所述安全屋包括：

安全屋本体，由墙板、楼板和底板拼接形成，所述墙板、楼板和底板外表面设置有板面加劲肋，并且远离主结构墙板的所述墙板开设有门和至少一扇侧窗，所述楼板开设有至少一扇天窗；

第一阻尼器，竖直设置在主结构底板与所述底板之间，并且至少设置在所述底板的四个角部，用于支撑该安全屋；

第二阻尼器，水平设置在主结构墙板与所述墙板之间，并且至少设置在所述墙板的四个角部。

在一些实施例中，远离主结构墙板的其中一侧所述墙板开设有门和至少一扇侧窗，远离主结构墙板的另一侧所述墙板开设有至少一扇侧窗。

在一些实施例中，所述板面加劲肋包括单向焊接在所述墙板和楼板外表面的T型肋，以及双向纵横交错焊接在所述底板外表面的T型肋，并且所述墙板的T型肋竖向布置，与所述楼板和底板的T型肋对应。

在一些实施例中，所述安全屋本体还设置有角部加劲肋，所述角部加劲肋竖直设置在相邻两个所述墙板连接的角部，并与相邻两个所述墙板焊接连接；

和/或，所述安全屋本体还设置有洞口加劲肋，所述洞口加劲肋设置在门、侧窗和天窗的周围，洞口加劲肋采用L型肋。

在一些实施例中，所述门、侧窗和天窗均设置为向内打开，并且所述门、侧窗和天窗的门轴、窗轴均外露。

在一些实施例中，所述安全屋本体的墙板、楼板在门、侧窗和天窗的洞口四角设置有圆弧形止裂孔，并且所述止裂孔的圆心位于洞口的垂直交点位置。

在一些实施例中，所述门、侧窗和天窗的洞口四角止裂孔外焊接有角钢，角钢开口朝向止裂孔。

在一些实施例中，所述墙板的外表面喷涂防火涂料，并铺设有防火绝热板，并且防火绝热板的厚度与板面加劲肋凸出的厚度等厚。

本发明另一方面提供一种带有安全屋的箱板装配式钢结构建筑，所述箱板装配式钢结构建筑作为主结构，由主结构墙板、主结构楼板和主结构底板构成，还包括本发明第一方面所述的安全屋，该安全屋至少设置在主结构的一角，并且与主结构墙板、主结构底板间隔一定距离。

在一些实施例中，所述主结构墙板、主结构楼板外表面焊接有T型肋和L型肋交替使用的组合加劲肋。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提出一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋，该安全屋可在箱板装配式钢结构建筑内相同位置处每层设置一个，使得人员在遭受地震、火灾或者其他灾难时可以以较小的代价尽可能保证人员安全。该安全屋采用钢结构的形式，其耗能能力强，整体性好，有利于抗震，还具有较强的抗冲击、抗爆作用。具体而言，至少具有如下实际效果：

主结构采用箱板装配式钢结构建筑，与主结构相比，安全屋的结构类型与之相同，构件预制以及现场安装较为方便；能集成化制作与安装，能适应箱板式钢结构较短的施工周期。在材料上，主结构与安全屋都使用钢材，质量相比于相同大小安全屋更轻。

该安全屋沿一定距离设置在主结构的一角，主结构和安全屋没有接触，安全屋和主结构之间的间隙能减少主结构大变形对安全屋的影响，对安全屋起到一定的保护作用。

采用阻尼器能够为安全屋提供足够大支撑且能在地震时减少安全屋的变形。第一阻尼器主要为安全屋提供竖向承载力，第二阻尼器既能对安全屋起到一定约束作用还能吸收外部的冲击、耗散能量，起到消能减震的作用。通过在安全屋三个方向上使用阻尼器，安全屋在三个方向刚度设置的很大，阻尼器对地震有一个较好的耗能作用，对安全屋的保护更好。下方阻尼器的位置可与加劲肋对应，不会对主结构楼面造成过大的变形。

采用带肋钢板，提高安全屋整体的强度，并且安全屋在远离主结构墙板的墙板开设多个门窗，以及在楼板开设天窗，增设多种逃生口，使使用人员在结构遭受大变形时，一处逃生口被堵住，还能走其他逃生口逃生，增大逃生概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本发明一个实施例的安全屋的整体结构布置示意图；

图2为本发明一个实施例的安全屋的俯视图；

图3为本发明一个实施例的安全屋的正视图；

图4为本发明一个实施例的安全屋的侧窗放大详图；

图5为本发明一个实施例的安全屋的角钢结构布置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

应当理解，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提出一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋，该安全屋可在箱板装配式钢结构建筑物内相同位置处每层设置一个，使得人员在遭受地震、火灾或者其他灾难时可以以较小的代价尽可能保证人员安全。

以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。

参见图1至图3，本发明提出一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋100，其中，箱板装配式钢结构建筑作为主结构，安全屋设置在主结构的内部，通常较佳的至少设置在主结构的一角，同时与主结构墙板9、主结构底板10间隔一定距离。

本发明中，安全屋和主结构之间间隔一定距离设置，间隔的距离能减少主结构大变形对安全屋的影响，同时间隔的距离对安全屋也起到一定的保护作用。

应当理解，本文中所说的间隔一定距离应该以具体施工中预留的实际尺寸为准，具体尺寸本文在这里不做详细阐述。

参见图1，该安全屋100具有安全屋本体，由墙板1、楼板2和底板3拼接形成，墙板1、楼板2和底板3以及主结构墙板9板材上设置有板面加劲肋11，并且远离主结构墙板9的墙板1开设有门4和至少一扇侧窗5，楼板2开设有至少一扇天窗6。

应当理解，板面加劲肋11设置在墙板1、楼板2和底板3以及主结构墙板9的外表面，主要是为了节省安全屋内部的空间，确保安全屋内容纳更多人员，同时能更好的抵抗外部荷载。

应当理解，设置多个门4、侧窗5和天窗6是为了一处逃生洞口被堵住时，还能走其他洞口逃生，增大逃生概率。

该安全屋100还具有第一阻尼器7，第一阻尼器7竖直设置在主结构底板10与安全屋底板3之间，并且至少设置在安全屋底板3的四个角部，用于支撑该安全屋100。第一阻尼器7能够为安全屋提供足够大的支撑且能在地震时消耗能量，减少安全屋的变形。

该安全屋100还具有第二阻尼器8，第二阻尼器8水平设置在主结构墙板9与安全屋墙板1之间，并且至少设置在安全屋墙板1的四个角部。第二阻尼器8既能对安全屋起到一定约束作用还能吸收外部的冲击、耗散能量，起到消能减震的作用。

在一个具体实施例中，参见图2、图3，第一阻尼器7在主结构底板10与安全屋底板3之间设置4根，分别对称设置在安全屋底板3外表面的四个角；第二阻尼器8设置在与主结构墙板9相对的安全屋墙板1外表面上，较佳的，与主结构墙板9相对的安全屋墙板1有两面，第二阻尼器8在相对的每面主结构墙板9与安全屋墙板1之间设置4根，分别设置在安全屋墙板1的四个角，这样第二阻尼器8在两面墙板1上共设置8根。通过在安全屋三个方向上使用阻尼器，安全屋在三个方向刚度设置的很大，阻尼器对地震有一个较好的耗能作用，对安全屋的保护更好。

较佳的，第一阻尼器7和第二阻尼器8的尺寸应该一致，以便于后期的安装。

在一些实施例中，继续参见图1，远离主结构墙板9的其中一侧墙板1开设有门4和至少一扇侧窗5，远离主结构墙板9的另一侧墙板1开设有至少一扇侧窗5。

较佳的，远离主结构墙板9的其中一侧墙板1开设有一扇门4和一扇侧窗5，远离主结构墙板9的另一侧墙板1开设有两扇侧窗5。

应当理解，安全屋在远离主结构墙板9的墙板1上设置多个门窗洞口，是为了主结构在强震下产生过大变形时，安全屋内的人员可沿多个门窗洞口逃出。

较佳的，安全屋本体的楼板2还开设有一扇天窗6，是为了防止墙板1上的门窗洞口被堵住时，还能从天窗6逃生，增大逃生机会。

较佳的，侧窗5外侧设置钢化玻璃窗，使得安全屋内部人员能及时看到外部的状况。

在一些实施例中，板面加劲肋11包括T型肋和L型肋。

较佳的，主结构墙板9、主结构楼板外表面的加劲肋采用焊接T型肋和L型肋交替使用的组合加劲肋，整体受力更加稳定，同时兼顾节省材料，相对于安全屋而言，其受力和稳定性要求可适当放低。

在一些实施例中，由于安全屋的墙板1厚度比较大，为了使安全屋整体受力强度更高，因此安全屋的墙板1、楼板2和底板3外表面设置的板面加劲肋11全部为T型肋。

较佳的，安全屋的墙板1和楼板2外表面焊接有单向排列的T型肋，安全屋的底板3外表面焊接有双向纵横交错排列的T型肋。

安全屋的楼板2由于有主结构楼板保护可只设单向排布的T型肋，底板3要承受上部荷载需要设置双向纵横交错的T型肋。刚度较大的安全屋对保护内部人员生命财产安全比较有利。

较佳的，安全屋的墙板1的T型肋竖向布置，并与楼板2和底板3的T型肋相对应。

在一些实施例中，安全屋本体还设置有角部加劲肋12，角部加劲肋12竖直设置在相邻两个墙板1连接的角部。角部加劲肋12能增强安全屋整体的刚度。

较佳的，角部加劲肋12与相邻两个墙板1焊接连接。

在一些实施例中，安全屋本体还设置有洞口加劲肋13，洞口加劲肋13设置在门4、侧窗5和天窗6的周围。洞口处为钢板薄弱点，在洞口周围设置加劲肋以作加强。

较佳的，洞口加劲肋13采用L型肋。

具体实施时，墙板1上设置的T型肋根据受力情况按一定距离单向垂直焊接在墙板1的外表面。较佳的，楼板2上单向焊接的T型肋和底板3上双向纵横交错焊接的T型肋与墙板1上焊接的T型肋的端部对应，即墙板1、楼板2以及底板3上焊接的T型肋的间隔均相同，这样施工更方便，安全屋整体受力更加稳固。

应当理解，这里说的一定距离，是根据现场施工的安全屋的具体尺寸和整体抵抗外力的情况决定的，本文在这里不做具体限定。

较佳的，门4或侧窗5设置在两个T型肋或T型肋和角部加劲肋12之间。应当理解，当门4或侧窗5设置在两个T型肋中间时，可只在门洞与T型肋相垂直的上侧边以及窗洞与T型肋相垂直的上下两侧边焊接洞口加劲肋13，即L型肋；当门4或侧窗5设置在T型肋和角部加劲肋12之间时，不仅需要在门洞的上侧边以及窗洞的上下两侧边焊接洞口加劲肋13，还需要在与角部加劲肋12相邻的一侧边焊接洞口加劲肋13，即L型肋。

较佳的，天窗6设置在两个T型肋或T型肋与顶板边之间。应当理解，当天窗6设置在两个T型肋中间时，可只在窗洞与T型肋相垂直的上下两侧边焊接洞口加劲肋13，即L型肋；当天窗6设置在T型肋与顶板边之间时，不仅需要在窗洞的上下两侧边焊接洞口加劲肋13，还需要在顶板边一侧焊接洞口加劲肋13，即L型肋。

应当理解，本文中说的上下两侧边是门窗洞口中与板面加劲肋11相垂直的上边和下边，左右两侧边是门窗洞口中与板面加劲肋11相平行的左边和右边。

应当理解，洞口加劲肋13的尺寸应该与门4、侧窗5和天窗6的尺寸相对应，本文在这里不做具体的限定。

在一些实施例中，门4的洞口内侧设置朝内开的门扇，侧窗5、天窗6的洞口内侧设置朝内开的窗扇，在安全屋本体内侧焊接门轴、窗轴，门轴、窗轴一侧固定在墙板1或楼板2上，另外一侧设置插销，门扇、窗扇可随时向内打开，不会导致因外部物品挤压导致门窗无法打开。

在一些实施例中，门4、侧窗5和天窗6的门轴、窗轴均外露，一旦安全屋结构产生大变形，无法将其正常打开时，可采用安全屋内放置的钢筋切断器将其剪断后打开。

在一些实施例中，参见图4，安全屋本体的墙板1、楼板2在门4、侧窗5和天窗6的洞口四角设置有止裂孔14，并且止裂孔14的圆心位于洞口的垂直交点位置。该止裂孔14可改善门窗洞口角隅处应力集中的现象，能有效防止洞口角部钢板撕裂。

较佳的，止裂孔14为圆弧形止裂孔14，并且其开口朝向窗洞口中心。止裂孔14的半径优选为15mm。

在一些实施例中，参见图5，门4、侧窗5和天窗6的洞口四角止裂孔14外沿一定距离焊接角钢15。由于门窗洞口周围是结构的薄弱区，需要设置角钢15对其加强。

在焊接角钢15的加强措施中，相比于焊接L型肋，焊接角钢15的方法施工更为简单，且减少了钢材使用量，有利于减少成本造价。

较佳的，角钢15开口朝向止裂孔14。

较佳的，角钢15在止裂孔14外30mm-50mm处进行焊接。

较佳的，角钢15尺寸可采用75mmX75mmX6mm。

应当理解，本文中所说的门4、侧窗5和天窗6是具有防火防爆功能的门窗。

在一些实施例中，该安全屋还包括信号放大器或无线通信设备，该信号放大器或无线通信设备设置在安全屋本体内，用于和外界保持联系。由于安全屋的钢材对信号有一定的阻断作用，屋内信号较差，因此需要在安全屋内放置信号放大器或和外界联系的无线通讯设备。

在一些实施例中，墙板1的外表面喷涂防火涂料，并在防火涂料外进一步铺设有防火绝热板。由于安全屋采用钢结构形式，钢结构对于火灾的承受能力较差，因此需要在墙板1的外表面设置防火措施，增强结构的防火性能。

较佳的，防火绝热板的厚度与板面加劲肋11凸出的厚度等厚。防火绝热板能够使安全屋本体表面平整，人员避免在安全屋本体的板面加劲肋11处受伤。防火绝热板能在火灾时保护安全屋内部安全运行一小时。

在一些实施例中，该安全屋还包括空气净化系统与通风系统，该空气净化系统和通风系统设置在安全屋内，用于及时清除安全屋内的火灾烟雾。

为避免火灾时安全屋内的人员吸入有毒有害气体烟雾，需要在安全屋内设置空气净化系统，在楼板2上设置通风管道。

在一些实施例中，还需要在安全屋内常备必要的避难物资，如不设管道的应急马桶、冬天的防寒衣物、一定数量的水和食物、便携式照明设备、灭火器，钢筋切断器、医疗包、折叠床等。

本发明还涉及一种带有上述安全屋的箱板装配式钢结构建筑。该建筑内的安全屋可在箱板装配式钢结构建筑物内相同位置处每层设置一个，使得人员在遭受地震、火灾或者其他灾难时可以以较小的代价尽可能保证人员安全。

本发明提出的用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋采用钢结构形式，其耗能能力强，整体性好，有利于抗震，还具有较强的抗冲击、抗爆作用。本发明的安全屋通过阻尼器与主结构连接，减少主结构大变形对安全屋的影响，采用带肋钢板，提高安全屋整体的强度，并且安全屋留有多个门窗洞口，使使用人员在结构遭受大变形时依然有大概率逃生。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于箱板装配式钢结构建筑的安全屋，其特征在于，箱板装配式钢结构建筑作为主结构，安全屋的结构类型与主结构相同，该安全屋至少设置在主结构的一角，并且与主结构墙板、主结构底板间隔一定距离，所述安全屋包括：

安全屋本体，由墙板、楼板和底板拼接形成，所述墙板、楼板和底板外表面设置有板面加劲肋，所述板面加劲肋包括单向焊接在所述墙板和楼板外表面的T型肋，以及双向纵横交错焊接在所述底板外表面的T型肋；并且所述墙板的T型肋竖向布置，与所述楼板和底板的T型肋对应；并且远离主结构墙板的所述墙板开设有门和至少一扇侧窗，所述楼板开设有至少一扇天窗；所述门、侧窗和天窗均设置为向内打开，并且所述门、侧窗和天窗的门轴、窗轴均外露；所述安全屋本体还设置有洞口加劲肋，所述洞口加劲肋设置在门、侧窗和天窗的周围，洞口加劲肋采用L型肋；

第一阻尼器，竖直设置在主结构底板与所述底板之间，并且至少设置在所述底板的四个角部，用于支撑该安全屋；

第二阻尼器，水平设置在主结构墙板与所述墙板之间，并且至少设置在所述墙板的四个角部。

2.根据权利要求1所述的安全屋，其特征在于，远离主结构墙板的其中一侧所述墙板开设有门和至少一扇侧窗，远离主结构墙板的另一侧所述墙板开设有至少一扇侧窗。

3.根据权利要求1所述的安全屋，其特征在于，所述安全屋本体还设置有角部加劲肋，所述角部加劲肋竖直设置在相邻两个所述墙板连接的角部，并与相邻两个所述墙板焊接连接。

4.根据权利要求1所述的安全屋，其特征在于，所述安全屋本体的墙板、楼板在门、侧窗和天窗的洞口四角设置有圆弧形止裂孔，并且所述止裂孔的圆心位于洞口的垂直交点位置。

5.根据权利要求4所述的安全屋，其特征在于，所述门、侧窗和天窗的洞口四角止裂孔外焊接有角钢，角钢开口朝向止裂孔。

6.根据权利要求1所述的安全屋，其特征在于，所述墙板的外表面喷涂防火涂料，并铺设有防火绝热板，并且防火绝热板的厚度与板面加劲肋凸出的厚度等厚。

7.一种带有安全屋的箱板装配式钢结构建筑，其特征在于，所述箱板装配式钢结构建筑作为主结构，由主结构墙板、主结构楼板和主结构底板构成，还包括权利要求1-6任一项所述的安全屋，该安全屋至少设置在主结构的一角，并且与主结构墙板、主结构底板间隔一定距离。

8.根据权利要求7所述的箱板装配式钢结构建筑，其特征在于，所述主结构墙板、主结构楼板外表面焊接有T型肋和L型肋交替使用的组合加劲肋。

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