стеновая панель

Формула изобретения

Стеновая панель, выполненная из сборных элементов с каналами, соединенными на тяжах через нижний и верхний обрамляющие элементы, отличающаяся тем, что сборные элементы с каналами выполнены из сталефибробетона и имеют скосы на горизонтальных гранях, обрамляющие элементы в виде плоской сталефибробетонной рамы с пазами по граням внешнего контура и вертикальными каналами в горизонтальных элементах, а сборные элементы связаны друг с другом по высоте и с горизонтальными элементами рамы посредством проволочных пружинных ограничителей с петлями на концах, пропущенных через каналы сборных элементов и рамы, причем в пазах горизонтальных элементов рамы проложены опорные стержни, на которые навешаны ограничители, а между сборными элементами, сборными элементами и рамой расположены горизонтальные и вертикальные прокладки из пластичного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству наземных промышленных зданий и может быть использовано при возведении этих зданий в зонах, где возможно воздействие взрывов при авариях и катастрофах.

Известны панели стен для жилых, производственных и вспомогательных одно- и многоэтажных отапливаемых и неотапливаемых зданий.

Панели стен жилых зданий выполняются в виде несущей железобетонной рамы и заполнения из бетона [1] однослойными из керамзитобетона, двухслойными из легкого бетона и трехслойными из железобетонных плит и утеплителя между ними [2]

Панели стен для отапливаемых производственных и вспомогательных зданий представляют собой плоскую однослойную конструкцию, выполненную из ячеистых автоклавных бетонов с объемной массой 700 800 кг/м³ и легких бетонов на пористых заполнителях в виде керамзитобетона, перлитобетона и аглопаритобетона с объемной массой 900 1200 кг/м³ [2-4]

Панели стен для неотапливаемых производственных и вспомогательных зданий выполнены в виде предварительно напряженной плоской железобетонной плиты [2,4] Известны также трехслойные железобетонные панели на гибких связях. Наружная и внутренняя обшивки панелей выполнены из железобетона, а между обшивками размещается теплоизоляционный слой из эффективного утеплителя [3]

Недостатком указанных панелей является то, что при воздействии воздушной ударной волны на здание эти панели разрушаются с образованием большого количества обломков и осколков.

Известными также являются технические решения стеновых конструкций, работающих в условиях знакопеременных нагрузок, одни из которых выполнены из квадратных блоков с квадратными и цилиндрическими каналами, скрепленных друг с другом горизонтальными и вертикальными арматурными тяжами, пропущенными через эти каналы [5] другие в виде узких вертикальных блоков, состоящих из двух пластин, образующих внутреннюю полость и соединенных друг с другом посредством металлического листа или профиля, заделанного в эти пластины, и болтов, причем блоки скреплены между собой горизонтальными арматурными тяжами [6] а третьи состоят из вертикальных многопустотных элементов и обрамляющих элементов, соединенных тяжами [7]

Недостатком этих технических решений стеновых конструкций является также разрушение с образованием большого количества обломков и осколков.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является стеновая панель, выполненная из сборных элементов с каналами, соединенными на тяжах через нижний и верхний обрамляющие элементы с упругой прокладкой между ними и сборными элементами [7]

Данная стеновая панель принята за прототип, прототип является базовым объектом.

Недостатком подобных стеновых панелей является разрушение сборных элементов и обрыв арматурных тяжей при воздействии воздушной ударной волны. При этом образуется большое количество разлетающихся обломков и осколков, способных оказывать значительное поражающее действие на людей и технологическое оборудование. Для ликвидации последствий взрывов, применительно к промышленным зданиям, содержащим такие панели, требуются значительные затраты сил и средств.

Цель изобретения повышение защищенности людей и технологического оборудования внутри и снаружи промышленного здания при воздействии взрывов, а также уменьшение затрат на проведение восстановительных работ.

Цель достигается тем, что в предлагаемой стеновой панели сборные элементы с каналами выполнены из сталефибробетона и со скосами на горизонтальных гранях, обрамляющие элементы- в виде плоской сталефибробетонной рамы с пазами по граням внешнего контура и вертикальными каналами в горизонтальных элементах. Сборные элементы связаны друг с другом по высоте и с горизонтальными элементами рамы-посредством проволочных пружинных ограничителей с петлями на концах, пропущенных через каналы сборных элементов и рамы. В пазах горизонтальных элементов рамы проложены опорные стержни, на которые навешены ограничители, а между сборными элементами, сборными элементами и рамой расположены горизонтальные и вертикальные прокладки из пластичного материала.

Предлагаемая стеновая панель представлена на фиг. 1-6 и состоит из сталефибробетонной рамы 1, сборных сталефибробетонних элементов 2, проволочных пружинных ограничителей с петлями на концах 3, опорных стержней 4, горизонтальных и вертикальных прокладок из упругого материала 5.

Стеновая панель функционирует следующим образом: воздушная ударная волна, воздействуя на стеновую панель, вызывает перемещение сталефибробетонных элементов 2 за счет деформации растяжения проволочных пружинных ограничителей с петлями на концах 3. Перемещение элементов 2 уменьшает амплитуду действующего избыточного давления отражения за счет нарушения режимов дифракции и обтекания. Наибольшее избыточное давление отражения наблюдается при режиме дифракции на неподвижных жестких преградах, установленных вертикально.

При увеличении динамической нагрузки на здание элементы 2 будут перемещаться до тех пор, пока проволочные пружинные ограничители с петлями на концах 3 не выработают свой полный ход (полное выпрямление ограничителей 3). Время полного растяжения проволочных ограничителей 3 подбирается таким образом, чтобы оно было больше времени действия динамической нагрузки. Такое решение не позволит достичь проволочными пружинными ограничителями 3 предельного состояния, соответствующего разрыву за время действия динамической нагрузки.

Вместе с перемещением элементов 2 будут деформироваться горизонтальные и вертикальные прокладки из упругого материала 5, а скосы на горизонтальных гранях элементов 2 позволят свободно перемещаться элементам 2 без местного разрушения. В тех случаях, когда элементы 2 будут смещаться более чем на половину своей толщины по отношению к выше-или нижерасположенным элементам, удерживаться они будут благодаря растянутым ограничителям 3, вытянутым через зазоры, заполненные прокладками из упругого материала 5. С этой целью и предусмотрена толщина прокладки из упругого материала 5 толщиной, как минимум 1,5 диаметра проволоки ограничителей 3.

При восстановлении здания после взрывного воздействия проволочные пружинные ограничители 3 извлекаются и стягиваются в пружину, элементы 2 выравниваются вместе с реставрацией горизонтальных и вертикальных прокладок из упругого материала 5. После чего ограничители 3 устанавливаются в каналы элементов 2 и рамы 1 и закрепляются при помощи опорных стержней 4.

Такое техническое решение позволяет избежать разрушения стеновых панелей промышленного здания, что не приводит к образованию и разлету обломков и осколков, а, следовательно, и к поражению людей и технологического оборудования внутри и снаружи здания.

С учетом вышеизложенного обеспечивается значительное повышение защищенности людей и технологического оборудования по сравнению с известными техническими решениями зданий при воздействии указанных поражающих факторов.

Литература

1. Морозов Н.В. Конструкции стен крупнопанельных жилых зданий. М. Стройиздат, 1964, с.153-156.

2. Савченко И.П. и др. Архитектура. М. Высшая школа, 1982, 376с.

3. Хромец Ю.Н. Совершенствование объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий. М. Стройиздат, 1986, 315с.

4. Справочник проектировщика. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства. М. Стройиздат, 1981, 488с.

5. Патент США N 2340263, кл. 52-227, 1944.

6. Патент США N 3002322, кл. 52-227, 1961.

7. А.с. СССР N 947352, Е О4 С 2/04, 1982.