CZ308620B6 - Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky - Google Patents

Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky Download PDF

Info

Publication number
CZ308620B6
CZ308620B6 CZ2019477A CZ2019477A CZ308620B6 CZ 308620 B6 CZ308620 B6 CZ 308620B6 CZ 2019477 A CZ2019477 A CZ 2019477A CZ 2019477 A CZ2019477 A CZ 2019477A CZ 308620 B6 CZ308620 B6 CZ 308620B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
explosion
protective wall
vibration damper
lattice girders
explosion protection
Prior art date
Application number
CZ2019477A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2019477A3 (cs
Inventor
Petr Procházka
DrSc. Procházka Petr prof. Ing.
Martin Válek
Válek Martin Ing., Ph.D.
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České vysoké učení technické v Praze filed Critical České vysoké učení technické v Praze
Priority to CZ2019477A priority Critical patent/CZ2019477A3/cs
Publication of CZ308620B6 publication Critical patent/CZ308620B6/cs
Publication of CZ2019477A3 publication Critical patent/CZ2019477A3/cs

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/04—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against air-raid or other war-like actions
    • E04H9/10—Independent shelters; Arrangement of independent splinter-proof walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/14—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against other dangerous influences, e.g. tornadoes, floods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky obsahuje ochrannou stěnu (1) a podpůrnou příhradovou konstrukci (2). Mezi ochrannou stěnou (1) a podpůrnou příhradovou konstrukcí (2) je umístěn tlumič (3) kmitů s poměrným útlumem 25 % až 35 %. Tlumič (3) kmitů je s výhodou tvořen tlumicí vložkou s modulem pružnosti 0,08 až 0,15 GPa, zejména z pryže. Tlumič (3) kmitů může být dále tvořen alespoň jednou mechanickou pružinou nebo alespoň jedním tekutinovým tlumičem.

Description

Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky
Oblast techniky
Vynález se týká ochranné proti-výbuchové stěny podpírané příhradovými nosníky obsahující ochrannou stěnu a podpůrnou příhradovou konstrukci.
Dosavadní stav techniky
Pokud dojde k výbuchu, začne se šířit vzdušná rázová vlna. Pokud tato narazí na překážku, dojde k jejímu lokálnímu narušení. Z tohoto pohledu není tlakové zatížení objektu dáno časovým průběhem tlaku nenarušené vlny, ale závisí na velikosti a tvaru objektu. Dopadající vlna se odráží od objektu a začíná se pohybovat ve směru opačném, než je vlna dopadající. Povrch, od kterého se vlna odráží je zatěžován přetlakem odražené vlny, který je vyšší než přetlak dopadající vlny. Poměr mezi odraženým a dopadajícím přetlakem se nazývá odrazný koeficient. Hodnota tohoto koeficientu závisí na: a) úhlu dopadu, pod kterým dopadá čelo vlny na odrážející povrch, přičemž pro kolmý odraz je to 0° a 90° pro paralelní vlnu; b) přetlaku - jestliže je přetlak v porovnání s atmosférickým tlakem malý, pak koeficient závisí na hodnotě tohoto přetlaku a s růstem přetlaku roste i odrazný koeficient; c) typu vlny - rázová vlna se z pohledu odrazu chová jinak než vlna spojitá.
Nárůst tlaku je také doprovázen vytěsněním vzduchu. Toto vytěsnění, někdy nazývané „explosion wind“, způsobuje další zatížení odrazné plochy, které způsobí dynamický tlak.
V současnosti se proti-výbuchové stěny zhotovují jako pevné konstrukce různých tvarů a z různých materiálu. Pokud jsou využity stěny podpírané příhradovými nosníky, pak mezi nimi jsou pevné spoje, které se při působení, zejména dynamických tlaků, mohou poškodit.
Kombinace stěny a podpůrných příhradových nosníků je z hlediska statického hojně užívána ve stavební praxi, jako jsou mosty, velkorozponové střechy apod.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny ochrannou proti-výbuchovou stěnou podpíranou příhradovými nosníky obsahující ochrannou stěnu a podpůrnou příhradovou konstrukci, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že mezi ochrannou stěnou a podpůrnou příhradovou konstrukci je umístěn tlumič kmitů s poměrným útlumem 25 až 35 %.
Tlumič kmitů je s výhodou tvořen tlumicí vložkou s modulem pružnosti 0,08 až 0,15 GPa, přičemž tlumici vložka je ve výhodném provedení z pryže.
V dalším výhodném provedení je tlumič kmitů s výhodou tvořen alespoň jednou mechanickou pružinou nebo alespoň jedním tekutinovým tlumičem.
Novost řešení spočívá ve vložení tlumičů kmitů - ložisek - mezi ochrannou stěnu a podpůrnou příhradovou konstrukci. Bez mezistupňových ložisek by nebylo možné bez rizika navrhnout staticky i dynamicky výhodný systém - stěna, podpíraná systémem příhradových nosníků - do konstrukcí odolávající dynamickému, zvláště rázovému zatížení, jako je detonační, tlaková nebo rázová vlna a následné interakci např. mezi dvěma stěnami. Pokud se jedná o jednoduchou bariéru k interakci pravděpodobně nedojde, záleží na tvaru ochranné stěny, ale i v tomto případě vliv exploze vyžaduje navrhovanou sestavu s tlumiči mezi ochrannou stěnou a podpůrnou příhrado vinou.
-1 CZ 308620 B6
V oblasti dynamiky konstrukcí, zvláště při okamžitém zvýšení zatížení rázovou vlnou způsobenou výbuchem si navržená sestava zachovává výhodné vlastnosti z oblasti statiky - vysoká únosnost, tvárnost tvarů, trvanlivost, ale problém je v rázovém zatížení tlačených prvků příhradovin. Toto je řešeno přechodovými prvky, tlumícími vliv rázu: např. gumová, pérová, či jiná podobná ložiska, na kterých je zatížení stěny přenášeno do příhradové konstrukce.
Detonace výbušniny způsobuje vznik řady vln v okolním prostředí. Když je tímto prostředím vzduch, vytváří tvorba vlny tlakového rázu (ASW) specifický typ tlakové vlny charakterizovaný rychlým nárůstem na maximální přetlak, po kterém následuje postupný pokles tlaku pod P atmosférický tlak. Přetlaková část vlny je charakterizována hodnotou maximálního přetlaku 4 ,
Z kladný impulz 4 a trvání přetlakové části , zatímco podtlaková část je p J_ charakterizována maximální hodnotou podtlaku , záporným impulzem a dobou trvání í = í —4 podtlakové části ~ & *. Dalším důležitým parametrem ASW je doba, po kterou ASW přichází £ = —f z náboje do senzoru, tzv. ASW čas dosažení objektu v měřené části, označený 34 1 9. Průběh závislosti přetlaku na čase je přibližně identifikován Friedlanderovým tvarem vlny na obr. 2.
Rozložení tlaku v čase je navrženo Friedlanderovou rovnicí p = J «φ(-ζ/^χι - í/y
Kde b je koeficient útlumu.
Představí-li si výše uvedené zatížení dopadající na ložisko, může se průběh tohoto dopadu zapsat takto
W A
Kde m je hmota namáhaného ložiska a k je jeho tuhost. Řešení této rovnice je
- —-— W +--— exp
Koeficient útlumu lze spočítat podle vzorce
- 2 CZ 308620 B6 ά =
Kde ξ je, tzv. útlumový poměr (damping ratio), který lze získat z tabulky
Reprezentativní koeficienty útlumu ξ
Kovy (v rozsahu pružnosti) < 0,01
Kovové kompozity 0,02 do 0,04
Kovové konstrukce s klouby 0,03 do 0,07
Konstrukce hliník /kov » 0,0004
Trubkové systémy o malém průměru 0,01 do 0,02
Trubkové systémy o velkém průměru 0,02 do 0,03
Tlumiče nárazů » 0,30
Guma » 0,05
Kompozity 0.002 do 0.003
Ocel 0,001 do 0,002
Je potřeba, aby koeficient útlumu byl co největší, ale z porovnání impulzů od rázové vlny a materiálu, aby hmota byla co největší.
Podstatou vynálezu jsou ochranné proti-výbuchové stěny podpírané příhradovými nosníky spojené se stěnami pérovými nebo gumovými ložisky. Jedná se o dynamicky efektivní konstrukci odolávající vlivu výbuchu. Ložiska jsou nutná, jelikož tlačené pruty v příhradovině se pod dynamickým zatížením chovají velmi komplikovaně a mění své vlastnosti v závislosti na velikosti a tvaru zatížení bez zřejmé fúnkční závislosti. Konstrukční sestava je na druhou stranu velmi efektivní z hlediska únosnosti i materiálové úspory - vysoká statická výška příhradoviny, přípustná vylehčenost stěny, jednoduchá konstrukce tlumicích ložisek.
Objasnění výkresů
Vynález bude dále vysvětlen na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde je na obr. 1 znázorněno příkladné provedení v axonometrickém pohledu. Na obr. 2 je znázorněn průběh závislosti přetlaku na čase.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příkladná ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky obsahující ochrannou stěnu J. a podpůrnou příhradovou konstrukci 2, má mezi ochrannou stěnou 1 a podpůrnou příhradovou konstrukcí 2 umístěn tlumič 3 kmitů s poměrným útlumem 25 až 35 %. V praxi se jedná o tlumicí vložku s modulem pružnosti 0,1 GPa, která je z pryže.
V dalším provedení je ochranná proti-výbuchová stěna opatřena tlumičem 3 kmitů tvořeným alespoň jednou mechanickou pružinou.
-3CZ 308620 B6
Ještě v dalším provedení je ochranná proti-výbuchová stěna opatřena tlumičem 3 kmitů tvořeným alespoň jedním tekutinovým tlumičem.
Ochranná proti-výbuchová stěna je tak opatřena úpravou, která umožňuje tlumení dynamických účinků ve směru šipky 4. To je zde vyřešeno tlumicími ložisky vloženými do kontaktů styčníků příhradové konstrukce 2 s ochrannou stěnou L ίο Průmyslová využitelnost
Ochranná proti-výbuchová stěna podle tohoto vynálezu tvoří velmi efektivní systém stěny a příhradových podpůrných nosníků, který je vhodný pro statické zatížení, zejména větrem, příbojovými vlnami řek apod, a je také vhodný pro náhlou časovou změnu zatížení, například 15 výbuchem.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky obsahující ochrannou stěnu (1) a podpůrnou příhradovou konstrukci (2), vyznačující se tím, že mezi ochrannou stěnou (1) a podpůrnou příhradovou konstrukcí (2) je umístěn tlumič (3) kmitů s poměrným útlumem 25 až 35 %.
  2. 2. Ochranná proti-výbuchová stěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumič (3) kmitů je tvořen tlumicí vložkou s modulem pružnosti 0,08 až 0,15 GPa.
  3. 3. Ochranná proti-výbuchová stěna podle nároku 2, vyznačující se tím, že tlumici vložka je z pryže.
  4. 4. Ochranná proti-výbuchová stěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumič (3) kmitů je tvořen alespoň jednou mechanickou pružinou.
  5. 5. Ochranná proti-výbuchová stěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumič (3) kmitů je tvořen alespoň jedním tekutinovým tlumičem.
CZ2019477A 2019-07-19 2019-07-19 Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky CZ2019477A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019477A CZ2019477A3 (cs) 2019-07-19 2019-07-19 Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019477A CZ2019477A3 (cs) 2019-07-19 2019-07-19 Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308620B6 true CZ308620B6 (cs) 2021-01-06
CZ2019477A3 CZ2019477A3 (cs) 2021-01-06

Family

ID=73995643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019477A CZ2019477A3 (cs) 2019-07-19 2019-07-19 Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2019477A3 (cs)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207672792U (zh) * 2017-09-13 2018-07-31 沈阳建筑大学 带有缓冲性能的高强度防爆墙
CN108678517A (zh) * 2018-07-01 2018-10-19 沈阳建筑大学 一种带有多联动阻尼器防爆抗波墙
CN208633638U (zh) * 2018-07-01 2019-03-22 沈阳建筑大学 一种带有多联动避震器防爆抗波墙
CN208870474U (zh) * 2018-07-01 2019-05-17 沈阳建筑大学 一种带有多联动阻尼器防爆抗波墙
CZ32936U1 (cs) * 2019-04-11 2019-06-10 Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s. Bezpečnostní bariéra pro ochranu proti výbuchu

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207672792U (zh) * 2017-09-13 2018-07-31 沈阳建筑大学 带有缓冲性能的高强度防爆墙
CN108678517A (zh) * 2018-07-01 2018-10-19 沈阳建筑大学 一种带有多联动阻尼器防爆抗波墙
CN208633638U (zh) * 2018-07-01 2019-03-22 沈阳建筑大学 一种带有多联动避震器防爆抗波墙
CN208870474U (zh) * 2018-07-01 2019-05-17 沈阳建筑大学 一种带有多联动阻尼器防爆抗波墙
CZ32936U1 (cs) * 2019-04-11 2019-06-10 Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s. Bezpečnostní bariéra pro ochranu proti výbuchu

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019477A3 (cs) 2021-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100853564B1 (ko) 구조 요소의 운동 감쇠 장치 및 지주 시스템
JP2010038318A (ja) 梁の振動低減機構
Yan et al. Study of a new application form of shape memory alloy superelasticity
CZ308620B6 (cs) Ochranná proti-výbuchová stěna podpíraná příhradovými nosníky
Kim et al. Experimental study of using cantilever type steel plates for passive energy dissipation
CN115917181A (zh) 用于对张紧的线缆与支撑结构之间的相对侧向运动产生阻尼作用的阻尼器和阻尼器系统
Liu et al. Non-model-based semi-active vibration suppression of stay cables using magneto-rheological fluid dampers
Sasaki et al. Enhancement of base-isolation based on E-Defense full-scale shake table experiments: Dynamic response of base-isolated building under impact due to pounding
Ostrovskaya et al. Optimum control of energy dissipation in support-pendulum seismic isolation system for large NPP equipment
RU2325475C2 (ru) Сейсмостойкий мост
JP2008121402A (ja) 制震用弾性体及び粘弾性体
JP2017160652A (ja) 橋梁用座屈拘束型ダンパ
Moradi et al. Resistance of concrete masonry walls with membrane catcher systems subjected to blast loading
Constantinou Principles of Friction, Viscoelastic., Yielding Steel and Fluid Viscous DAMPERS: Properties and Design
Mohammadi et al. Investigation on the effect of near-fault earthquake on double concave friction pendulum (DCFP) base isolated buildings
Nishimura et al. Dynamic characteristics and response reduction of the metal‐touched type of base‐isolator
Mukherjee A theoretical study and 3D modeling of nonlinear passive vibration isolator
Mishra et al. Lead Rubber Bearings as Base Isolating Devices for the Construction of Earthquake Resistant Structures-A Review
Hong et al. Experiment on the concrete slab for floor vibration evaluation of deteriorated building
Kusunoki et al. Development of real-time residual seismic capacity evaluation system–integral method and shaking table test with plain steel frame
Zahrai et al. Application of Friction Pendulum Damper in Braced Frames and Its Effects on Structural Response
Pistone et al. Structural behaviour of ancient chimneys
JP2018145626A (ja) 制振構造
Lindemann et al. Investigations on the dynamic collapse behaviour of thin-walled structures and plate panels for shipbuilding applications
Manjula et al. Response of slender vertical cylinder under breaking waves