CN201593326U - 突发强烈地震或强风暴来临时紧急避险的综合防护装置 - Google Patents

Abstract

一种突发强烈地震或强风暴来临时紧急避险的综合防护装置，在重物坠落时抵御重力冲击从而提供紧急避险、自救互救或长期坚守待援的独立生存空间；它应用理论力学、材料力学、结构力学原理以新型材料制作预应力拱结构或薄壳结构，大型装置做成两者组合体以倍增整体结构的刚度，配备电力、通讯、报警示踪及生存保障物资，组成多功能综合防护体，解决以往危急当头人们无处可避、避而无效、处境险恶、搜救困难及生还率低的难题；其系列产品适用于生产、工作、学习和生活等场所，尤适合在地震和风暴常发地带、地震重点监视防御区域、机要部门及防灾忧患意识强烈者之中推广使用；有开创新兴产业、填补行业空白、扩大内需、促进国民经济发展的良好前景。

Description

突发强烈地震或强风暴来临时紧急避险的综合防护装置

所属技术领域

本实用新型涉及理论力学、材料力学和结构力学，并连带涉及电力、通讯、报警示踪及人的生存保障等技术领域，构建在突发强烈地震尤其是毁灭性地震或强风暴来临时给来不及外撤的室内人员紧急避险从而免遭坠落重物击打并提供电力、通讯、报警示踪、自救互救器材、伺机逃逸或长期坚守待援的生存保障物资之综合性防护装置，并按各类消费群体的特点制作不同规格、材质和外观的系列产品以满足不同需求。

背景技术

地震是地球上出现最多、危害最烈的自然灾害，全球每年发生破坏性地震约八百次，里氏七级以上者也有近十次之多！我国地处环太平洋地震带和地中海喜马拉雅地震带上，地震活动频繁；城乡现有的大量建筑物抗震级别低，因而成灾率高。2008年8月底攀枝花-会理地震造成了1700万平方米建筑物受损，其中85％是土木结构房。突发强烈地震时，从出现第一次强纵波到出现第一次强横波一般仅有十余秒至两三分钟的时间间隔，那些抗震强度不足的建筑物就因受地震横波产生的剪切力破坏而开始坍塌，如果滞留室内(尤其是楼上)的人选择在这一短暂间隙里贸然外冲，其遭受伤害的概率很高。2008年5月12日14点28分发生汶川大地震后不到两分钟时间，都江堰市聚源中学的三层主教学楼就轰然倒塌，造成278名师生死亡和11人失踪。据专家建议，当时人们应迅速进入小开间(小跨度)房间内避险，或钻在桌子下，或蹲在立柜、大型机器设备、汽车旁，以冀在房屋坍塌时能躲避重物击打并获得一个小“三角间隙”作为生存空间，以便伺机自救、互救或等待外部救援。许多地震事例证明，这种平时未作准备而事发时才仓惶寻找避险场所的办法效果甚差，成功生还率低。在汶川大地震那天下午，绵州市富新镇二小教导主任周培新正在某班授课，地震发生时他急忙叫学生躲在课桌下，而不到一分钟教学楼就坍塌解体，巨大的横梁和预制楼板将普通课桌压垮，全班六十多个学生就有五十多人遇难！据美国国际搜救队长道格卡普统计，人们躲在桌子或床铺底下避险的伤亡率达90％以上，是因为这些避险设施既不便利又不坚固，何况在危急关头遇险人身边未必就有现成物可供避险之用，即便能侥幸活命并获得一个小空间，但生活条件荡然无存，其生命体征亦将迅速变坏，生还机会甚为微茫。

另方面，以往世界各地频繁发生的强台风及飓风也给人类带来巨大的灾害。一些国家和地区拥有大量的轻质材料建筑物(如美、日、古巴、中国台湾等)，其抗风压能力不强，在强风暴尤其是飓风肆虐下毁坏严重。2008年8、9月间飓风“古斯塔夫”和“艾克”接踵狂扫古巴，四十多万所房屋受损，6万多所彻底垮塌；当“艾克”即将登陆墨西哥湾时，美国德克萨州的大部分人纷纷撤离本土，但也有不少人有鉴于2005年为躲避飓风“丽塔”而出现疏散人流车阵大挤塞的凄惨遭遇而宁愿选择冒险留守家中。我国台风多发地带华东华南沿海广大城乡存在很多土木结构、砖混结构的低层民房，多数不具备抗强风压能力的剪力墙、结构柱和深桩基，仅2004年浙江省就因台风而损坏房屋40.52万间，其中倒塌8.55万间，群众的生命财产损失十分严重。假如当时留守者的室内安置了足以抵御房屋倒塌坠物击打之避险装置，就能得到安全得多的人身保障，足证我们需要及时掌握应对紧急灾害的有效手段。

本实用新型主要应用以下技术和新型材料构建性能可靠的地震或风暴紧急避险装置供各个场所的人们备用以改变上述被动局面。

结构是可承受一定的力和抵抗变形的架构形态。架构是物体的主体框架与构造形式。构件是组成结构的各组成部分，既可以是一个零件，也可以是多个零件的组合。工程结构是能承受和传递外加载荷的系统，包括杆、板、壳以及它们的组合体。

薄壳结构是一种薄得不至于产生明显的弯曲应力，但厚度是可以承受压力、拉力和剪力的刚性曲面空间结构形式，可以简单地理解为周边支承的曲板；壳体能充分利用材料强度，同时又能将承重与围护两种功能融合为一；它常以外形来分类，有双向弯曲的球状、圆锥状、双曲线状和双曲抛物面状薄壳和单向弯曲的筒状薄壳等。筒状薄壳又叫柱面薄壳，由壳板、侧边缘构件和横隔组成；受到外力载荷时壳体的整体性能较佳，其面外弯曲应力和扭转应力相对较小，主要应力是面内应力且传导途径简捷。半圆形筒状薄壳所受垂直压力将转化为横向推力并传导至侧边缘构件上，在不变形的前提下，其基部所受的横向推力理论上为零。但薄壳结构形状复杂，制作难度较大；就本装置而言，如欲先在室外制作后再搬入室内安放，则可能遇到成品尺寸大于房门及过道的麻烦；而在现场制作就会影响室内的正常秩序。

拱结构中间高两边低，曲面呈弧形，它的稳定性较佳。拱形托架能将其上部拱形构件所受的压力转化为横向推力传导至支柱上，它有很好的稳定性。直墙半圆拱的拱顶一旦遭受重物冲击，其所受压力将转化为横向推力传导至直墙上，在不变形的前提下，直墙基部之围护圈所受的横向推力理论上为零。

桁架是由杆件以一定方式连接而成的型材构件，一般由直杆组成具有三角形单元的平面或空间结构；杆件主要承受轴向压力或拉力，能充分利用材料强度，增大构件的刚度，减轻自重。

预应力是以一定的目的而人为施加的初应力，有人称之为“动能拦截器”，这个初应力可以加强预应力施加物的强度而抵消全部或一部分的外力荷载。当外力压缩材料时，材料内部诱发与之抗衡的力，这就是压应力。在结构承受外力荷载之前，预先对该结构将在外力荷载作用的受拉区施加压应力，以改善结构的抗拉性能，这种结构形式称为预应力结构。预应力钢结构是施加一定预应力的钢结构；钢结构施加预应力后，能使钢材的拉压强度在同一构件中得到充分利用；充分发挥了材料的弹性强度潜力，从而提高了结构的承载能力。

系统理论参见下表所列著作：

书名	统一书号	作者	出版单位	出版时间
					材料力学Mechanics ofMaterials		(美)Russell.C.Hibbeler著，武建华缩编	重庆大学出版社	2007年8月第1版

书名	统一书号	作者	出版单位	出版时间
					结构力学	ISBN-978-7-302-16285-8	宋非非、姜维成、胡晓光主编	清华大学出版社	2007年10月第1版
工程力学	ISBN-978-7-03-020515-5	屈本宁主编、张曙红副主编	科学出版社	2008年1月第4版
					钢结构	ISBN-978-7-111-08434-1	徐占发主编、赵文蔚主审	机械工业出版社	2007年8月
理论力学	ISBN-978-7-111-19030-4	王志伟、马明江主编程靳主审	机械工业出版社	2006年6月
					预应力钢结构	ISBN-978-7-112-10447-5	董军、唐柏鉴编著	中国建筑工业出版社	2008年12月1日
预应力桁架优化设计	《四川建筑科学研究》2004年第30卷第01期	吴杰、张其林、杨永华		2004年

一般移动电话(手机)的信号直接和当地地面固定基站(信号塔)联系，而基站与基站之间、基站与中央服务器之间用光纤传输信号。破坏性地震可能造成基站、光纤等设备的毁坏，从而影响通讯甚至完全不能通话。这对外部了解震区情况、组织施救不利，而卫星电话通信则不受地震破坏的影响。

卫星电话依靠人造卫星传输信号，覆盖面广，几乎没有盲区。重庆市卫通所推出的爱立信R190能同时兼容GSM和卫星电话两种网络，平时可任意使用中国移动或中国联通的GSM网络，号码无须更改，还可发短信；需要时再切换到卫星电话网络(此时GSM网络处于占线状态)。该机通讯无死角，用户无论在高山丛林、广阔海洋、荒芜沙漠、偏远城乡均可轻松拔接电话。尤以210克口袋型R190最便当，它使用通讯功能最强的Garuda高频卫星。倘若地震灾区的群众和机构工作人员配备了一些卫星电话，则好处多多。一般地震重点监视防御地区的居民最好能普及使用卫星电话以备不时之需。但卫星手机售价约八、九千元，推广仍有一定难度。

单兵氧气面罩(含储氧容器)是部队在高原军事活动中使用的个人防护设备，能在缺氧状态下为使用者提供生存保障。在地震废墟掩埋下很可能遇到缺乏新鲜空气的恶劣险情，用它解救被困人员以免窒息死亡。

报警器工作时能周期自动发出带识别码的脉冲信号，外部救援人员用电子寻踪器可探测到脉冲信号源的准确方位并判定报警者的身份，方便救援工作迅速展开。

非常用笛是《日本预防地震家庭装备大全》中推荐使用的报警器材，它可发出3千赫兹的声频波，人耳容易辨听，适用于结构较简单、配套设备较少的避险装置，如避险包、避险办公桌、避险课桌等。因其造价比电子报警器低得多，又不需要设置“电子寻踪器”这样的主机系统，故而容易推广采用。

玻璃钢分有机玻璃钢和无机玻璃钢两种：前者的基体材料有环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等，后者的基体材料有氧化镁、氯化镁等。夹层结构玻璃钢通常涂一层玻璃纤维布再涂一层基体材料，交替进行并凝固成型。将玻璃纤维改为高模量纤维或中空纤维可增强刚性，遂成为高强度夹层玻璃钢，其拉升、弯曲和压缩强度可达400MPa以上，不仅大大超过普通碳钢甚至达到或超过某些特殊合金钢的水平(木材为40～100MPa，钢材为250～350MPa)。碳素纤维复合材料是先经过碳化丙烯酸等纤维而成纤维材料，再与树脂、金属、陶瓷等组成的合成材料，其特性为：①比重很小，约等于铁的五分之一；②强度很高，几乎等于铁的10倍；③不生锈，耐腐蚀。金属镁合金是高级工程结构材料，其突出特点是：①比强度(强度/密度)高于铝合金和钢铁；②在金属结构材料中比重最小；③高阻尼、高吸震、高减震性能，对结构体提高防冲击、防凹陷性破坏十分有利，有良好的抗冲击和抗压缩能力；④良好的铸造性、耐蚀性和高散热性。抗震阻尼器用钢具有极好的屈服强度、延伸率及冲击韧性。合金结构钢是在碳素结构钢基础上，加入少量的一种或几种合金元素，提高了钢的淬透性，保证钢经过热处理后获得良好的综合机械性能，具有较高的强度和足够的韧性。

发明内容

为解决以往突发强烈地震(特别是毁灭性地震)或强风暴来临时室内来不及外撤者无处躲避或虽仓促躲避但避险效果不佳的普遍问题，本实用新型提供一种紧急避险的综合防护装置，它并非仅仅是用以防御坠落重物强力击打的安全庇护所，而且是一种给避险者提供电力、通讯、报警示踪、自救互救、饮食医疗救护等多种功能的独立生存空间，能保证被困者有良好的生存环境和生活质量，长期维持正常的生命体征以策自救、互救和等待外援，也给救援工作提供了便利，增加了被困人员的获救生还机会，减少了伤亡。

本实用新型在大容积品种的外部用发泡材料制作童话格调装饰物以美化外观遂成室内一景；在坠落重物击中本装置时，这些装饰材料可起减缓冲击的阻尼作用。

(说明：为方便叙述起见，本文以下内容均以地震紧急避险装置作为具体实施例，各种风暴紧急避险装置与同类型地震紧急避险装置通用，在各类避险装置的名称中省略“或风暴”三字)

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

1.用高强度工程材料制作：①半圆形筒状薄壳作为地震紧急避险屋(以下简称避险屋)和防范灾害床(以下简称防灾床)的外层壳体；②球状薄壳作为地震紧急避险包(以下简称避险包)的外层壳体；③直墙半圆拱作为地震紧急避险办公桌(以下简称避险办公桌)和多种避险台桌(讲台、球台、饭桌、阅览台、工作台、会议台、展品台等)、地震紧急避险课桌(以下简称避险课桌)1#的外部构件。

2.用高强度金属型材制作：①与避险屋、防灾床、避险办公桌、多种避险台桌及避险课桌1#外部构件相匹配的直墙半圆拱形托架或半圆形筒状薄壳构件并紧密撑托其内；②与避险包外层壳体相匹配的球形托架并紧密撑托其内；③与避险课桌2#桌面相匹配的弧形(小于半圆，弧心夹角约90度)托架与桌面紧密贴合。

3.在用高强度金属型材制作的直墙半圆拱构件、半圆形筒状薄壳构件、拱形托架、球形托架、桁架等构件上适当施加预应力。

4.在本装置的内部空间适当设置若干个专用储物室以存放直流电源系统、自救互救逃生工具、通讯和报警示踪器材、生存保障物资等，与上述工程结构体共同组成一个具有综合功能的独立生存空间。

避险屋适用于人员较集中的生产、办公、教育、文体娱乐、医疗卫生、商贸及集体宿舍、私人住宅等场所，其外形如圆筒顶的长形小屋，两端横隔各开启一个可弯腰进出之“避险门”，两端侧边缘构件各开启一个仅能匍伏爬出的“逃逸门”，供幸存者伺机择向逃生。用户平时把它当作临时床铺来使用也不错，危急时刻它便是理想的避难所。避险屋的构造特征是：外壳采用半圆形筒状薄壳结构，内撑托直墙半圆拱形托架，充分利用了材料特性，减轻了重量；重心低，稳定性好，不易倾复；还可根据各种消费群体的需求调整其规格尺寸，适应性强；也可制作比本实例(图1至图8所示)更低矮的避险屋，则稳定性更好，但进出不太方便。而半圆形筒状薄壳内撑托直墙半圆拱形托架则使它的抵御重力冲击刚度倍增，安全系数更大。

防灾床(见图9)与避险屋的外形及构造相似，祗是将侧边缘部件和横隔适当镂空以便通风透光；其净空应不低于圆顶蚊帐顶部(一般高1.8米左右)。将本装置罩于日常用床铺上方，相当于在原有的床具上加装一个安全外壳而不影响正常起居；万一使用者在睡眠中突遭毁灭性地震或强风暴而发生房屋倒塌的灾难(如1976年唐山大地震的灾情)，就有可能躲过一劫而幸存，这无疑在我国地震高发区和地震重点监视防御城市(如海口、长沙、南京、石家庄、合肥、重庆、济南、黄石、焦作、成都、邯郸、咸阳、福厦泉等)以及风暴频发的东南沿海地区更具有实用价值和推广意义。防灾床拟在批量生产时与专业机构合作将其设计得更傢俱化、人性化，把它的避险作用融入日用功能中。

避险包其实就是微型避险屋，它的外部采用球状薄壳结构，侧边缘是圆台形的支座环，下底圆半径大于上底圆半径(即球面半径)，不易失稳；它的外观形如一个扣放于地面的洪钟(图10、图11所示)，其构造特征是：结构简单；体积小跨度小；内部撑托的球形托架及支柱基脚的拉杆都作十字交叉连接；占地少。它的外部用发泡材料装饰童话格调的模型，有减缓冲击的阻尼作用。

避险办公桌、避险课桌、避险饭桌、避险球台、避险讲台、避险阅览台、避险展品台、避险工作台、避险会议桌等均系采用桌面下支承本实用新型优选的工程结构弧形拱(含直墙半圆拱)托架、薄壳结构等，有的为两项组合体，有的为单项结构。下面仅以使用场合最广泛的避险办公桌和避险课桌为例简述之：

1.避险办公桌(图12至图14所示)：在桌面下承托以高强度材料制作的直墙半圆拱(外层为玻璃钢夹层，内层为薄钢板制作的预应力半圆形筒状薄壳构件)作为主体结构；右侧尺寸较宽，上部设置三个抽屉，下部设置一个储物柜(柜门向桌下空间开启以便避险者在内取物)办公桌的规格尺寸有较大的调节余地，可以设计成多种形式以适应各类使用者的需求。

2.避险课桌(图15至图19所示)：按国家质检局2003年1月1日实施的《学生桌椅功能尺寸标准》(即2002年5月29日颁布的国家标准GB/T3976-2002)规定学生课桌共分10类，现以第1类为例予以对照：(均以mm为长度单位)

尺寸类别	桌面高h1	桌下净空高h2	桌面深t1	桌下净空深t2	桌面宽b1	桌下净空宽b2
							国家标准尺寸	760	≥490	400	≥330	1200	≥1040
本实用新型2#课桌尺寸	760	中间640，两侧≥420	≤420	≤410	1200～1220	≥1060

说明：(1)本实用新型设计的避险课桌(第1类)的桌面最大深度420mm比国家标准多20mm，是考虑到它需加装后挡板以提高避险效果，挡板厚度约10mm，能保证桌下净空深度t2达410mm，即便大个学生入内避险亦有足够的藏身空间。事实上，一般学校的普通教室因采用避险课桌增加的总深度也仅在200mm左右，现有教室是可以容纳得下的。目前，国内有些生产厂家(如洛阳、银川某厂)推销的课桌桌面深达450mm。

(2)避险课桌的桌面宽1220mm比国家标准多20mm，是为了增加桌子主体结构的有效尺寸以提高刚度，当然仍采用1200mm的宽度亦可。

(3)本实用新型在课桌两边设置挂钩并拟在座椅下设置挂篮以解决学生书包、雨具、饭盒等物品的存放问题。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用高强度玻璃钢夹层、金属镁碳素纤维复合材料、高强度合金结构钢等新型工程结构材料制作现有技术中具有较大刚度之拱结构和薄壳结构并在金属制作的主要构件上施加预应力，作为地震或风暴紧急避险装置的主体构件并大多数组成两者结合体，比现有用普通材料制作的单一工程结构之刚度有较大提升，因而安全系数更大，避险效果更佳；尤其比以往公众场合中在突发强烈地震或强风暴来临时用以临时避险的普通器物(如桌子、床铺、柜子、高大机器设备、汽车等)更便利适用和安全可靠。

(2)本实用新型内部配备了数种高科技电气产品、工具器械和中高档的生存保障物资等，一旦突发强震或强风暴来临时发生房屋倒塌，室内人员及时进入本装置避险就可保证他们的人身安全和良好的生存质量并长期维持其正常的生命体征，增强了他们的抵御风险能力，减少了伤亡，这是单纯现有工程技术和当前不设防的公共、私人场所无法达到的效益。

(3)本实用新型中较大容积的品种(如避险屋、避险包和防灾床等)用发泡材料制作具有童话格调的外部装饰物，既美化了室内景观又提高了整体结构减缓冲击的阻尼能力，亦是现有技术和当前一般设备所未见。

(4)本实用新型适用场合多、应用地域广，拓宽了现有技术与工程材料的用途，更充分地发挥了现有技术的实用工艺效果。

附图说明：

图1是本实用新型代表产品地震紧急避险屋主视图(亦为正视图)。其反面视图除直流电源引入线插接口的方位与之相反外，其余构件均相同。

图2是地震紧急避险屋右视图(侧视图)，除直流电源引入线插接口外，左视图与之相同。

图3是地震紧急避险屋A-A剖面右视图，除直流电源引入线插接口外，左视图与之相同。对直墙立柱施加压应力的高强度预应力螺杆套件也可安装在立柱角钢内侧(图4、图5、图6、图7亦相同)

图4是地震紧急避险屋B-B剖面右视图，除直流电源引入线插接口外，左视图与之相同。

图5是地震紧急避险屋C-C剖面俯视图。

图6是地震紧急避险屋C-C剖面仰视图。

图7是地震紧急避险屋正面斜二测图及电气线路连接图。

图8是地震紧急避险屋外部装饰效果图，其总体高度为3660mm，适用于层间净空大于该尺寸的室内使用。其装饰方案可因地制宜、因人制宜地做多款人性化设计，也可以不予装饰以简化制作工艺，其使用效果并不降低。

图9是防范灾害床立体效果图，它是本实用新型的地震紧急避险屋之简体，可与多种尺寸的单人、双人及特大床铺配套使用；其功能虽不及避险屋齐全，但对在睡梦中遭强震或强风暴袭击的人们来说，有可能得到防灾床的保护逃过重力冲击的危害而幸存；而原来用于存放衣物的一部分抽屉用来储存备用的通讯报警、小型工具、食品饮料等物资，在危难时刻可派上大用场。

图10是地震紧急避险包主视图，避险包实为微型避险屋，它的体积较小，内部空隙尚可容纳两、三人挤入避险，颇适合环境较小、经济条件稍次者，如单身公寓、小商铺、小办公室、工棚、营房、学校及幼儿园教室等场所。

图11为地震紧急避险包俯视图，其中拉杆

与球面钢管托架

的投影重合。

图12为地震紧急避险办公桌主视图。

图13为地震紧急避险办公桌A-A剖面俯视图。

图14为地震紧急避险办公桌B-B剖面仰视图。

图15为地震紧急避险可调单人课桌效果图，其桌面下的拱形构件起到加强桌子的抗重力冲击刚度的作用，这种结构是在当前市面有售的可调课桌形式稍作改进后而成，略显简单，其避险效果不够理想，故本实用新型优选以下1#和2#课桌为主。

图16为地震紧急避险课桌1#主视图，图17为地震紧急避险课桌1#A-A剖面俯视图，是依据国家标准GB/T3976-2002规定的第1类学生课桌规格而设计，其构造特征是：

(1)课桌用高强度玻璃钢制作直墙半圆拱构件，其内撑托薄钢板制作的预应力半圆形筒状薄壳构件，整体结构的抗重力冲击刚度较大。

(2)桌下两个避险空间之隔墙内设有一个宽184mm×深300mm×高288mm的储物柜用以存放非常用笛和食品饮料等，且左右敞开，两边均可探取。

(3)两侧各嵌入活动的双折门板：当学生躲入桌下空间后，为防建筑物倒塌时飞溅的异物伤人并阻挡尘烟涌入，可揿动锁定弹簧的释放按钮，双折门板随即弹开并转至空间前方，避险者宜随手将门拉上以保护自己。

(4)直墙底部装有6个高度调节手轮，可对桌高进行微调，满足青少年身体发育快的需求。

图18为地震紧急避险课桌2#主视图，其桌面

采用防火面板(如宝丽华模压板)，厚度不小于18mm。桌子基脚底板也能起到类似系杆的稳定作用。

图19为地震紧急避险课桌2#的左视图，与右视图同。挂篮

并非主体结构，图中仅标示出它的空间方位而省略其构造细节，是为了简化视图以突出主体构件的连接关系，实际生产时可用轻质材料制作。

图中所示标识为：①半圆形筒状薄壳的壳板②横隔③避险门④避险门之观察孔(气窗)⑤侧边缘构件⑥逃逸门⑦逃逸门之观察孔(气窗)⑧直流电源引入线插接口及穿墙套管⑨基脚围护圈

直墙半圆拱形托架构件

桁架式直墙

秽物收集器(兼座厕)

地板垫层及贴面

悬挂式储物袋、箱、包等专用储物箱(带箱盖)

拉杆

桶床

抽屉

床垫

床垫透气孔

床上用品

球状薄壳的壳板

球面钢管托架构件

球状钢管托架支柱

高强度玻璃钢夹层直墙半圆拱形构件

约束桌子面板

薄钢板半圆形筒状薄壳构件

抽屉空隙

抽屉拉手

储物柜

柜门(向内开启)

柜门拉手小型敞口壁柜(分别悬挂通讯与报警器材)

桌子后隔板

桌脚底板

薄钢板半圆形筒状薄壳构件下表面

抽屉锁

隔板气孔

双折门板

双折门板之释放弹簧

双折门板之活页(铰链)

高度调节手轮矩形钢管支柱(50×40×4矩形钢管)弧形拱架构件(40×30×3.75矩形钢管)

圆弧基脚系杆(50×40×4矩形钢管)

腹杆(40×25×3矩形钢管)

上弦杆(40×25×3矩形钢管)

系杆(30×30×2.75方钢管)

球状薄壳支座环

储物挂篮

薄钢板球状薄壳构件

高强度预应力螺杆(M12-18)套件

CDQ：充电器(在本实用新型外部设置，平时与本装置配套使用).

JD：充电器输出接线端子排，其输出电压依次是+3.5v、+4.5v、+5.0v、+6.5v等.

K0：避险屋之直流电源引入线插接口(即图1之⑧).

LED：发光二极管.

MR：与LED串联之可调限流电阻.

D：备用小功率节能灯具.

K₁：节能灯具的控制开关.

CZ₁：电器充电插座.

CZ₂：备用插座.

CR：与充电插座串联之电位器.

-V：直流电压表.

SBZ：蓄电池组.

50Hz、220v～：单相交流工频电源.

具体实施方式：

(1)第一类装置“地震紧急避险屋”(图1至图8所示)：

①用高强度碳结构钢型材(4×40×40角钢、4×40扁钢)和同规格的抗震阻尼器用钢分别制作普及型与豪华型避险屋的直墙半圆拱形托架构件；用M16-18高强度预应力螺杆套件施加压应力。

②以一般结构用2.0mm热轧钢板GB2517-81(普及型)和2.0mm热轧合金结构钢GB5067-85(豪华型)分别制作与上述直墙半圆拱形托架相匹配的半圆形筒状薄壳(含横隔)，覆盖在托架外部；用M16-18高强度预应力螺杆套件施加压应力。

③在钢板构件外部覆盖厚5mm的硅胶作为粘合剂及阻尼层。

④用高强度的高模量纤维(或中空纤维)玻璃钢夹层和金属镁碳素复合材料分别制作普及型及豪华型的半圆形筒状薄壳构件(含横隔)，厚度为50mm，紧密粘结在硅胶层外部。

⑤横隔的制作：内用与②同材质的预应力薄钢平板衬里，再涂布厚5mm的硅胶粘合层，外用与④同材质的厚50mm的玻璃钢夹层平板覆盖，周围用高强度螺栓与壳体和底板紧固联结。

⑥侧边缘构件与横隔基脚用4×40mm Q235扁钢制作的围护圈箍紧，并以钢结构扭剪型高强度螺栓将上述全部构件紧固联结成整体结构。

⑦安装“避险门”和“逃逸门”，均为向内开启式单开门，可在内部拆卸；门上的观察孔(气窗)有活动盖板可供开合之用，手机和报警器的天线可伸至孔外以克服避险屋的电磁屏蔽作用。

⑧用发泡材料制作童话式城堡并安装于主体结构的上端和四周(须留出进出各门洞的通道)。

⑨在地板的拉杆上面铺设轻质填充物，再覆盖2mm厚彩钢板并与桁架式直墙焊接。

⑩按图3和图5所示位置安装4个带盖铁皮箱作为专用储物箱，箱体可用螺栓固定在两榀桁架立柱基脚之间，它们是：

1)电器箱：内有耐震、高韧性、免维护的蓄电池组，带手摇发电机和充电插头的脉冲报警器、卫星手提电话机、手握发电式微型电筒等。

2)工具箱：存放铁锤、钢凿、手钳、螺丝刀、小型千斤顶、钢锯、工兵铲、攀援绳、单兵氧气面罩(含储氧容器)等。

3)饮料箱：储存分装的方瓶纯净水16×1000ml，保质期两年，可兼作饮料和冲洗外伤创口之用；软包装鲜奶若干。

4)食品箱：储存方便面、方便米粉、特制压缩饼干、牛羊肉脯、脱水蔬菜、带壳核桃花生、豆奶粉、葡萄糖粉、巧克力糖、复合VC片等。使用者亦可根据个人嗜好自定。

此外，在桁架式直墙内还可适当悬挂储物箱、包、袋如下：

1)保健箱：内备常用药和护理用品，如感冒退烧、止泻、止痛、止血、安眠、消炎等药物，药棉、绷带、导尿管、体温计等。

2)日用品袋：存放小刀、胡子刀、指甲剪、手纸、女用卫生巾、免水洗发剂、密封式秽物收集袋、筷勺饭盆、牙膏牙刷、火柴和特制长效蜡烛(能燃烧100小时左右)

3)衣物包：存放超薄保暖雨衣、压缩衬衣、内衣内裤、专用安全帽、耐磨手套、毛巾、口罩、墨色护目眼镜。

4)小型灭火器、干电池手电筒、手摇发电式收音机。

(2)第二类装置“防范灾害床”(图9所示)：

①将第一类装置“地震紧急避险屋”作为防灾床的整体架构，其内部空间尺寸分别为

1)与90cm宽×190cm小床配套的：宽100cm×长200cm×高190cm.

2)与120cm宽×190cm中床配套的：宽130cm×长200cm×高200cm.

3)与150cm宽×190cm大床配套的：宽160cm×长200cm×高210cm(见图⑨所示).

4)与180cm宽×190cm大床配套的：宽190cm×长200cm×高220cm.

②将侧边缘构件和横隔的中部适当镂空以方便使用者进出并增加内部透光、透气和美观。

③外部予以适当装饰美化。

④桶床的一部分抽屉当作储物箱使用，内储通讯、报警、自救或互救小型工具、食品饮料、医疗救护物品等。

(3)第三类装置“地震紧急避险包”(图10、图11所示)

①以机械结构用不锈钢焊接钢管GB/T12770-2002∮42×4制作简化的球形托架构件；用M14-16高强度预应力螺杆套件施加压应力。

②以一般结构用2.0mm热轧钢板GB2517-81制作与上述球形托架匹配的球状薄壳构件并罩于其上并焊牢。

③在钢板球状薄壳外部涂覆4mm厚的硅胶作为粘合剂和阻尼层。

④在硅胶层外覆盖以高模量纤维(或中空纤维)玻璃钢夹层制作的球状薄壳构件(厚40mm)。

⑤以同材质同规格的钢板和玻璃夹层制作托盘式支承构件，钢板在内玻璃钢夹层在外。

⑥将球状薄壳的壳面及支座环置于支承构件上，再以结构用扭剪型高强度螺栓将支座环与支承构件的突起边缘(相当于围护圈)紧固联结。

⑦外部饰以发泡材料制作的童趣模型以美化景观，可起增强抗震阻尼的作用。

(4)第四类装置“地震紧急避险桌”，以普通办公桌和学生课桌为主：

(a)避险办公桌(以宽1200mm×深600mm×高800mm办公桌为具体实施例，图12至图14所示)：

①以一般结构用2.0mm热轧钢板GB2517-81(普及型)或2.0mm热轧合金结构钢GB5067-85(豪华型)制作预应力半圆形筒状薄壳构件(不带横隔，侧边缘构件内边跨度750mm，中部净空高700mm)。

②在上述构件的外部涂覆3mm厚硅胶作为粘合剂和阻尼层。

③在硅胶涂层外覆盖以高模量纤维玻璃钢夹层(普及型)或金属镁碳素复合材料(豪华型)制作的直墙半圆拱形构件，其左侧为厚75mm的直墙构件，右侧为宽度330mm的放大直墙构件；上部为厚75mm的半圆拱；拱的下界面为半圆形，上界面为平面。

④在放大直墙与半圆拱融合的右侧构件内，上部预留三个抽屉空格，下部预留两个小柜空间，小柜门向桌下空间开启。

⑤在拱的上界面涂覆2mm厚的硅胶，再在硅胶层上贴合1200mm×600mm×20mm的约束桌子面板。

(b)避险课桌(以宽1220mm×深420mm×高760mm的双人课桌为具体实施例)：

①双人课桌1#(图16、图17所示)

以一般结构用2.0mm热轧钢板GB2517-81分别制作两个预应力半圆形筒状薄壳构件(内边跨度为450mm、中间净空高520mm)。在钢板构件外涂覆3mm厚硅胶，将两个半圆形筒状薄壳构件并排固定(中间相距184mm)后用高模量纤维(或中空纤维)夹层制作如图16、17所示的直墙半圆拱课桌构件，其特点为在中部的两直墙融为一道宽184mm之公共直墙，墙内下方预留一个宽184mm×深300mm×高288mm的方洞作为储物室，两边敞口以方便避险者取物；上部预留三个宽344mm×深405mm×高180mm的抽屉空格，均向正面敞口；拱的上界平面涂覆3mm厚的硅胶，再在硅胶层上贴合1220mm×420mm×10mm约束桌子面板(首选防火板)，两侧面分别安装双折门板。桌子后面安装10mm厚的挡板，底部焊接2mm厚的热轧钢板以加强稳定性和防护功能。每道直墙基脚两边各安装一个高度调节手轮，使课桌的高度可予微调以适应青少年身体的快速成长；这时应将原设计的桌面净高和桌下净空高度相应调减，即桌面的实际净高+高度调节手轮有效高度≥760mm，桌下净空高+高度调节手轮有效高度≥520mm。

②双人课桌2#(图18、图19所示)：

将压应力矩形钢立柱(50×40×4)、预应力矩形钢圆弧拱(40×30×3.75)构件、矩形钢腹杆(40×25×3)、方钢平面拉杆(30×30×2.75)、矩形钢上弦杆(40×25×3)连接成如图18所示的弧形托架结构，其总体尺寸为：托架总高716mm，圆弧跨度1068mm，弧顶净空高650mm，两侧弧底净空高430mm，共有二榀托架，相互以平面系杆紧固联结；用M12-14高强度预应力螺杆套件对矩形钢立柱施加压应力。在上弦杆上涂覆3mm厚的硅胶，再在硅胶层上贴合防火面板(1200mm×420mm×20mm)作为约束板桌面；两侧立柱分别用30×3的扁钢拉杆作三角形紧固联结。在课桌两侧上部分别设置一个储物挂篮，均向外侧敞口。各立柱基脚下均安装一个高度调节手轮，其有效高度≥24mm，最高可调至40mm，即桌面高度在760mm～800mm之间可调。桌子底部焊接2mm厚的热轧钢板以加强稳定性和防护功能。

Claims (4)

1.一种突发强烈地震或强风暴来临时紧急避险的综合防护装置，主体结构采用工程结构形式中抵御重力冲击能力较强的拱结构包括弧形拱结构

及直墙半圆拱结构(⑩、

)，或薄壳结构包括筒状薄壳结构(①、②、⑤、⑨、)及球状薄壳结构作为主要构件，其特征是：既结合现有常用台桌的外形来制作以所述单一工程结构为主体架构的台桌形小型防护装置，又以所述两种工程结构组成能倍增整体结构刚度的组合结构为主体架构来制作筒状小屋形大型防护装置、洪钟形中型防护装置和台桌形小型防护装置；在主体结构层内和台桌形小型防护装置的上层涂覆弹性硅胶作为粘合及减缓重力冲击的阻尼层构件；在台桌形小型防护装置的上部粘合、覆盖约束构件桌子面板

有的还在其两侧安装释放弹簧

控制的双折门板

有的还在桌脚下底安装高度调节手轮组成具有减缓重力冲击的阻尼结构之组合结构体。

2.根据权利要求1所述之突发强烈地震或强风暴来临时紧急避险的综合防护装置，其特征是：在所述组合结构体之主要钢结构中施加预应力使整体结构成为承载能力更强的预应力组合结构体。

3.根据权利要求1所述之突发强烈地震或强风暴来临时紧急避险的综合防护装置，其特征是：在所述组合结构体之大、中型装置上部及周围加装发泡材料制作的装饰物，共同组成具有减缓重力冲击的外部阻尼附件之组合结构体。

4.根据权利要求1所述之突发强烈地震或强风暴来临时紧急避险的综合防护装置，其特征是：在所述组合结构体内部空间设置集中储物区间

来安装或存放本实用新型优选的电气、通讯、报警示踪、自救互救逃逸器材及避险者坚守待援必需的生存保障物资，也有单独存放

的地点或堆放

的地点，与所述组合结构体共同组成综合防护装置整体。

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