RU2065523C1

RU2065523C1 - Building

Info

Publication number: RU2065523C1
Application number: RU93057302A
Authority: RU
Inventors: С.П. Коряжин; Б.В. Скриница; Л.Г. Кузанов
Original assignee: Войсковая часть 52609
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1996-08-20

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: building has expansion chambers in interframe space, basement and outer walls. Expansion chambers in walls has apertures along walls placed from top and bottom. The apertures are overlapped with perforated panels with suspensions on springs. Rest angle members are bolted to finned floor plates and lower chord of frame structure. undercornise blocks are installed on the top of outer finned panels. Expansion chamber in interframe space is enclosed from the top by roof of hardly plastic material. The roof is fastened through roof clamps to upper chord of frame structure. Roof bottom is fastened by layers of pliable material laid over network of plastic material. The network is fastened to the top of lower chord of frame structure. Expansion chamber in basement is enclosed with reinforced floor of finned plates laid from top, with basement floor from bottom, and finned panels of basement walls on the sides. Expansion chambers in outer wall are enclosed with finned wall panels with shelves on outside. The shelves are rotary about upper horizontal cylindrical hinges and provided with plastic tubular stops from bottom. The stops are installed in openings. Perforated screens are provided to enclose the expansion chambers too. Finned internal panels are used to guard the expansion chambers from inside. The panels rest on layers of pliable material from top and bottom. Network of plastic material and layer of pliable material are fastened to the fins. Plate-like rectangular screens are bolted to columns and lower chord of frame structures on sides. EFFECT: improved protection of buildings from outer explosions, pressure tightness in explosions, as well as reduced labour consumption. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства наземных промышленных зданий и может быть использовано при возведении этих зданий в районах, где возможно воздействие поражающих факторов возникающих в результате взрывов взрывоопасных веществ при авариях и катастрофах техногенного характера. The invention relates to the field of construction of ground industrial buildings and can be used in the construction of these buildings in areas where the impact of damaging factors resulting from explosions of explosive substances during accidents and catastrophes of a man-made nature is possible.

Известно промышленное здание состоящее из железобетонного каркаса, железобетонных панелей стен и плит покрытия, светопрозрчных трехслойных панелей и оболочек (рис. 10.4) [1]
Недостатком таких зданий является разрушение ограждающих конструкций - панелей стен и плит покрытия, светопрозрачных трехслойных панелей стен и оболочек покрытия при сверхрасчетном воздействии воздушной ударной волны. Кроме того, в этом случае образуется большое количество осколков стеклопластика, которые оказывают значительное поражающее воздействие на людей. После воздействия ударной волны необходимо проведение в больших объемах восстановительных работ.Known industrial building consisting of a reinforced concrete frame, reinforced concrete wall panels and floor slabs, translucent three-layer panels and shells (Fig. 10.4) [1]
The disadvantage of such buildings is the destruction of the enclosing structures - wall panels and floor slabs, translucent three-layer wall panels and coating shells under the super-calculated impact of an air shock wave. In addition, in this case, a large number of fragments of fiberglass are formed, which have a significant damaging effect on people. After exposure to a shock wave, large-scale restoration work is necessary.

Указанные недостатки устранены в зданиях взрывоопасных производств имеющих легкосбрасываемые конструкции: смещаемые горизонтальные и вертикальные плиты устраиваемые в покрытии и стенах; поворотные плиты с шарнирным закреплением одной из сторон устраиваемые в стенах. Плиты легкосбрасываемых конструкций выполняются из легких материалов (рис. 2.5, 2.6) [2] (рис. 3.1, 3.2) [3]
Недостатком указанных зданий является то, что они обеспечивают необходимые защитные свойства только при взрыве внутри здания. Кроме того, при воздействии взрыва происходит вскрытие покрытия и стен, что приводит к значительной разгерметизации внутренних помещений здания.These shortcomings are eliminated in buildings of explosive industries with easily removable structures: horizontal and vertical displaceable plates arranged in the coating and walls; swivel plates with articulation of one of the sides arranged in the walls. Plates of easily ejectable structures are made of light materials (Fig. 2.5, 2.6) [2] (Fig. 3.1, 3.2) [3]
The disadvantage of these buildings is that they provide the necessary protective properties only in case of explosion inside the building. In addition, when exposed to an explosion, the coating and walls are opened, which leads to significant depressurization of the interior of the building.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является здание содержащее одноэтажный железобетонный каркас, фундамент, покрытие со стропильными конструкциями и облегченными смещаемыми плитами, стеновые облегченные панели (стр. 293 и 299, рис. 7.7) [3]
Данное здание принято за прототип, прототип является базовым объектом.Closest to the alleged invention is a building containing a one-story reinforced concrete frame, foundation, roofing with rafter structures and lightweight movable plates, lightweight wall panels (p. 293 and 299, Fig. 7.7) [3]
This building is taken as a prototype, the prototype is the base object.

Недостатками подобных зданий является то, что они обеспечивают необходимые защитные свойства при взрыве только внутри здания. При взрыве происходит вскрытие покрытия и стен, что приводит к полной разгерметизации внутренних помещений здания. Кроме того, для восстановления таких зданий потребуются значительные затраты сил и средств. The disadvantages of such buildings is that they provide the necessary protective properties in case of explosion only inside the building. During the explosion, the coating and walls are opened, which leads to a complete depressurization of the interior of the building. In addition, the restoration of such buildings will require significant manpower.

Целью изобретения является повышение защитных свойств зданий от внешних взрывов, обеспечение необходимой герметичности при воздействии взрывов, а также снижение затрат на проведение восстановительных работ. The aim of the invention is to increase the protective properties of buildings from external explosions, providing the necessary tightness when exposed to explosions, as well as reducing the cost of restoration work.

Указанная цель достигается тем, что здание имеет подвал, перекрытый ребристыми плитами, и технический чердак в межстропильном пространстве, а стеновые панели выполнены ребристыми с поворотными полками, шарнирно закрепленными по верхнему торцу с возможностью поворота, при этом здание снабжено расширительными камерами в межстропильном пространстве, в подвале и в наружных стенах. Расширительные камеры наружных стен сверху и снизу имеют проемы, перекрытые облегченными смещаемыми плитами, выполненными перфорированными с подвесками на пружинах, к ребрам плит перекрытия подвала и к нижнему поясу стропильных конструкций закреплены посредством болтов упорные уголковые элементы, а по верхнему торцу ребристых стеновых панелей установлены подкарнизные блоки. This goal is achieved by the fact that the building has a basement covered with ribbed slabs, and a technical attic in the inter-rafter space, and the wall panels are ribbed with swivel shelves pivotally mounted at the upper end to be rotatable, while the building is equipped with expansion chambers in the inter-rafter space, in basement and exterior walls. The expansion chambers of the external walls at the top and bottom have openings covered by lightweight movable plates perforated with suspensions on springs, angular contact elements are bolted to the edges of the basement floor slabs and to the lower rafter structures, and under the upper end of the ribbed wall panels are installed cornice blocks .

Расширительная камера в межстропильном пространстве ограничена сверху кровлей, выполненной из жесткопластического материала, прикрепленной посредством кровельных хомутов к верхнему поясу стропильных конструкций, а снизу слоями податливого материала, уложенного по сетке из пластичного материала, закрепленной к верху нижнего пояса стропильных конструкций. The expansion chamber in the inter-rafter space is bounded above by a roof made of rigid plastic material, attached by means of roof clamps to the upper girder of the rafter structures, and from below by layers of malleable material laid on a mesh of plastic material, fixed to the top of the lower girder of the rafter structures.

Расширительная камера в подвале ограничена сверху ребристыми плитами перекрытия, выполненными усиленными, снизу полом подвала, а с боков - стенами подвала, выполненными из ребристых плит. The expansion chamber in the basement is bounded from above by ribbed floor slabs made reinforced from below by the basement floor, and from the sides by basement walls made of ribbed slabs.

Расширительные камеры в наружных стенах ограничены с наружной стороны панелями стен, имеющими внизу отверстия для установки в них трубчатых фиксаторов из пластичного материала и перфорированным экраном из податливого материала, закрепленного по сетке из пластичного материала, с внутренней стороны дополнительными ребристыми панелями, опертыми вверху и внизу на слои податливого материала и упорные уголковые элементы и соединенными ребрами с дополнительной сеткой из пластичного материала и слоем податливого материала, а с боков камера ограничена пластинчатыми прямоугольными экранами, прикрепленными к колоннам каркаса и нижнему поясу стропильных конструкций посредством болтов. Expansion chambers in the outer walls are bounded on the outside by wall panels having bottom openings for installing tubular clips of plastic material in them and a perforated screen of ductile material fixed on a mesh of plastic material, on the inside with additional ribbed panels supported on top and bottom on layers of malleable material and persistent corner elements and connected ribs with an additional mesh of plastic material and a layer of malleable material, and on the sides of the chamber limited to plate rectangular screens attached to the columns of the frame and the lower belt of the truss structures by means of bolts.

Предлагаемое здание представлено на фиг. 1-3. На фиг. 4-6 представлен пластинчатый прямоугольный экран. The proposed building is shown in FIG. 1-3. In FIG. 4-6 shows a rectangular plate screen.

Предлагаемое здание состоит из фундаментов под колонны 1, ребристых плит стен подвалов 2, колонн 3, балок 4, ребристых плит перекрытия 5, облегченных смещаемых перфорированных плит 6, ребристых панелей стен 7, поворотных полок 8, трубчатых фиксаторов из пластичного материала 9, цилиндрических шарниров 10, перфорированных экранов из податливого материала 11, сетки из пластичного материала 12, пластинчатых прямоугольных экранов 13, слоев податливого материала 14, дополнительных ребристых панелей 15, стропильных конструкций 16, кровли из жесткопластичного материала 17, кровельных хомутов 18, пружин 19, болтов 20, пола подвала 21, упорных уголковых элементов 22, подкарнизных блоков 23. The proposed building consists of foundations for columns 1, ribbed plates of basement walls 2, columns 3, beams 4, ribbed floor slabs 5, lightweight movable perforated plates 6, ribbed wall panels 7, pivot shelves 8, tubular clamps made of plastic material 9, cylindrical hinges 10, perforated screens of malleable material 11, mesh of plastic material 12, plate-shaped rectangular screens 13, layers of malleable material 14, additional ribbed panels 15, rafter structures 16, hard-plastic roofs th material 17, roof 18, collars, springs 19, bolts 20, basement floor 21, refractory angular elements 22, 23 podkarniznyh blocks.

Здание функционирует следующим образом: при воздействии положительной фазы воздушной ударной волны на здание, в том числе и на стены, происходит срез трубчатых фиксаторов из пластичного материала 9 и поворотные полки панелей 8 будут поворачиваться относительно верхних горизонтальных цилиндрических шарниров 10 во внутрь здания. Одновременно с этим, происходит затекание воздушной ударной волны через образовавшиеся проемы в ребристых панелях стен 7. После этого волна затекания воздействует на перфорированный экран из податливого материала 11, деформирует его (растягивает), а также сетку из пластичного материала 12 и через отверстия в перфорированном экране из податливого материала 11 затекает во внутрь расширительных камер в наружной стене здания. В расширительной камере волна затекания начинает распространяться в объеме камеры и воздействует на слой податливого материала 14 и сетку из пластичного материала12, которые прикреплены к ребрам дополнительных ребристых панелей 15. Далее волна затекания воздействует на облегченные смещаемые перфорированные плиты 6 открывает их и затекает в расширительные камеры в межстропильном пространстве и подвале. В первом случае волна затекания воздействует на кровлю из жесткопластического материала 17 и слой податливого материала 14. Кроме того, с внешней стороны на кровлю действует воздушная ударная волна. Это воздействие вызывает деформацию указанных слоев и сетки из пластичного материала 12. Во втором случае волна затекшая в подвал будет распространяться в объеме подвала. При увеличении интенсивности затекающей воздушной ударной волны в расширительные камеры наружной стены воздействие будет передаваться и на дополнительные ребристые панели 15, которые деформируясь будут перемещаться за счет податливости слоев податливого материала 14. Это перемещение ограничивают упорные уголковые элементы 22. The building operates as follows: when the positive phase of the air shock wave affects the building, including the walls, the tubular clips of plastic material 9 are cut and the rotary shelves of the panels 8 will rotate relative to the upper horizontal cylindrical hinges 10 into the inside of the building. At the same time, an air shock wave flows through the openings in the ribbed wall panels 7. After that, the leakage wave acts on the perforated screen from malleable material 11, deforms it (stretches), as well as the mesh from plastic material 12 and through holes in the perforated screen from compliant material 11 flows into the inside of the expansion chambers in the outer wall of the building. In the expansion chamber, the leakage wave begins to propagate in the chamber volume and acts on the layer of compliant material 14 and the mesh of plastic material 12, which are attached to the ribs of the additional ribbed panels 15. Next, the leakage wave acts on the lightweight movable perforated plates 6, opens them and flows into the expansion chambers in inter-rafter space and basement. In the first case, the leakage wave acts on the roof of the rigid plastic material 17 and the layer of compliant material 14. In addition, an air shock wave acts on the roof from the outside. This effect causes deformation of these layers and the mesh of plastic material 12. In the second case, the wave flowing into the basement will propagate in the volume of the basement. With increasing intensity of the inflowing air shock wave in the expansion chambers of the outer wall, the effect will be transmitted to additional ribbed panels 15, which, when deformed, will move due to the flexibility of the layers of compliant material 14. This movement is limited by the angular stop elements 22.

При воздействии отрицательной фазы (разрежения) воздушной ударной волны давление в расширительных камерах на какой-то период будет выше. Но, практически, с наступлением фазы разрежения, давление в расширительных камерах будет подать за счет перетекания воздуха через отверстия облегченных смещаемых перфорированных плит 6, отверстия перфорированных экранов из податливого материала 11, а также через проемы в ребристых панелях стен 7 во внешнюю среду. Закрытию поворотных полок 8 в фазе разрежения будут препятствовать установленные в них срезанные трубчатые фиксаторы из пластичного материала 9, путем опирания срезанной частью фиксаторов на горизонтальные ребра ребристых панелей стен 7. Under the influence of a negative phase (rarefaction) of an air shock wave, the pressure in the expansion chambers for some period will be higher. But, practically, with the onset of the rarefaction phase, the pressure in the expansion chambers will be supplied due to the flow of air through the holes of the lightweight movable perforated plates 6, the holes of the perforated screens from compliant material 11, as well as through the openings in the ribbed panels of the walls 7 into the external environment. The closure of the rotary shelves 8 in the rarefaction phase will be prevented by the installed cut tubular clamps made of plastic material 9, by supporting the cut part of the clamps on the horizontal edges of the ribbed wall panels 7.

Применение расширительных камер со слоями податливых материалов позволяет обеспечить значительное снижение интенсивности избыточного давления в волне затекания за счет резкого расширения объема и нарушения режимов дифракции и обтекания, что не позволяет сформироваться высокоинтенсивной динамической нагрузке отражения. Наибольшее избыточное давление отражения соответствует режиму дифракции на неподвижных жестких преградах. The use of expansion chambers with layers of compliant materials allows for a significant reduction in the intensity of excess pressure in the inflow wave due to a sharp expansion of the volume and violation of the diffraction and flow regimes, which prevents the formation of a high-intensity dynamic reflection load. The highest excess reflection pressure corresponds to the diffraction regime on fixed rigid obstacles.

C учетом вышеизложенного обеспечивается значительное повышение защитных свойств зданий от внешних взрывов, не нарушается герметичность помещений. Кроме того, значительно снижаются затраты на проведение восстановительных работ. In view of the foregoing, a significant increase in the protective properties of buildings from external explosions is ensured, the integrity of the premises is not violated. In addition, the cost of restoration work is significantly reduced.

Проведение восстановительных работ заключается в том, чтобы восстановить поворотные полки 8 в проектное положение и закрепить их трубчатыми фиксаторами из пластичного материала 9. Carrying out restoration work is to restore the rotary shelves 8 to the design position and secure them with tubular clips of plastic material 9.

Литература
1. Михно Е. П. Ликвидация последствий аварий и стихийных бедствий. -М. Атомиздат, 1979, 287 с.Literature
1. Mikhno E.P. Liquidation of consequences of accidents and natural disasters. -M. Atomizdat, 1979, 287 pp.

2. Справочник проектировщика. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. -М. Стройиздат, 1981, 215 с. 2. Designer reference. Dynamic calculation of structures for special effects. -M. Stroyizdat, 1981, 215 p.

3. Пилюгин Л. П. Конструкции сооружений взрывоопасных производств. -М. Cтройиздат, 1988, 315 с. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 3. Pilyugin L. P. Design structures of explosive industries. -M. Stroyizdat, 1988, 315 p. YYY2 YYY4

Claims

1. The building, including a one-story reinforced concrete frame, foundation, roofing with rafter structures and lightweight movable slabs, lightweight wall panels, characterized in that it has a basement covered with ribbed slabs, and a technical attic in the inter-rafter space, and the wall panels are ribbed with swivel shelves pivotally mounted on the upper end with the possibility of rotation, while the building is equipped with expansion chambers in the inter-rafter space, in the basement and external walls, and the expansion chamber chambers of the external walls have openings at the top and bottom, covered by lightweight movable plates, perforated with suspensions on springs, angular stop elements are bolted to the edges of the basement floor slabs and to the lower girder of the truss structures, and under the upper end of the ridge walls of the panels are installed cornice blocks .

2. The building according to claim 1, characterized in that the expansion chamber in the inter-rafter space is bounded above by a roof made of rigid plastic material, attached by means of roof clamps to the upper belt of the rafter structures, and from below by layers of ductile material laid on a mesh of plastic material, fixed to the top of the lower belt of the truss structures.

3. The building according to claim 1, characterized in that the expansion chamber in the basement is bounded from above by ribbed floor slabs made reinforced from below by the basement floor, and from the sides by the basement walls made of ribbed slabs.

4. The building according to claim 1, characterized in that the expansion chambers in the outer walls are bounded on the outside by the wall panels having bottom holes for installing tubular clips of plastic material in them, and a perforated screen of ductile material, fixed on a mesh of plastic material , on the inside, with additional ribbed panels supported at the top and bottom on pliable material layers and angular contact elements and connected by ribs with an additional mesh of plastic material and a layer of material, and on the sides the camera is limited by plate rectangular screens attached to the columns of the frame and the lower belt of the truss structures by means of bolts.