Сейсмофонд
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛЕГКО СБРАСЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ
СООРУЖЕНИЙ
Андреев
Борис Александрович инженер -конструктор ( патентовед ), изобретатель (ОО «Сейсмофонд»),
Долгая А.А., к.т.н. , (ОАО «Трансмост»)
Президент
Российского национального Комитет сейсмостойкого строительства СПб (РНКСС), президент ОО "Сейсмофонд",
изобретатель Александр Иванович Коваленко
инженер - строитель ( расчетчик SCAD
) Елисеева Ирина Александровна (ОО «Сейсмофонд»),
инженера -патентовед Коваленко Елена Ивановна (ОО «Сейсмофонд»),
Адаптивные системы сейсмозащиты являются эффективными для снижения
сейсмических нагрузок на здания и сооружения. В литературе большое внимание
уделяется адаптивной сейсмоизоляции [1,2]. Между тем, такие системы могут быть
эффективными при любом изменении жесткости в процессе сейсмических колебаний.
Это связано с тем, что для сооружения опасны резонансные колебания. Отстройка
частоты колебаний системы от резонанса в любую сторону должна снижать
сейсмические нагрузки. Даже если после отстройки от одной частоты сооружение
попадет на другую резонансную частоту, что маловероятно, у системы будет мало
времени на раскачку до опасных значений смещений и ускорений. Сказанное
иллюстрируется простым примером проектирования коровника в высокосейсмичном
районе на Камчатке. Для повышения сейсмостойкости сооружения предложено
использовать легкосбрасываемые плиты перекрытий, применяемые во взрывоопасных
производствах. При сбрасывании плиты масса системы уменьшается, частота
собственных колебаний увеличивается, а сейсмические нагрузки падают.
Устройство предлагаемой панели перекрытия показано на рис.1.
Панель состоит из опорной плиты 1, жестко соединенной с каркасом здания
и имеющей проем 2. На опорной плите размещается сбрасываемая панель 4,
прикрепленная к плите крепежными элементами 3 (саморежущими шурупами), имеющими
ослабленное резьбовое сечение. Панель соединена с опорной плитой тросом 5.
Ослабленное поперечное сечение резьбовой части образовано лысками, выполненными
с двух сторон по всей длине резьбы. Ослабленная резьбовая часть в совокупности
с обычным резьбовым отверстием в опорной плите, образует ослабленное резьбовое
соединение, разрушаемое при сильном землетрясении. Разрушение должно
происходить при вертикальных и горизонтальных сейсмических нагрузках. Панель
целесообразно использовать для устройства перекрытия и верхней части стен.
После падения панель зависает на крепежном тросе 6.
Рис.1. Схема устройства сбрасываемой панели
На рис. 2 показаны фото ослабленных болтов и петли крепления
сбрасываемой панели.
Для оценки работы здания с предлагаемыми
панелями проведены расчеты сейсмических колебаний сооружения. В качестве модели
воздействия принят временной процесс, предложенный в [3], детально описанный в
[4] и регламентированный в Рекомендациях [5]. Расчет выполнен в соответствии с
общими принципами современного сейсмостойкого строительства на действие
относительно слабого с повторяемостью раз в 100 лет (проектное землетрясение,
или ПЗ) и сильного с повторяемостью раз в 500 лет (максимальное расчетное землетрясение
или МРЗ) землетрясений [6,7]. Большие повторяемости ПЗ и МРЗ связаны с малой
ответственностью объекта. Расчет пиковых ускорений МРЗ выполнен по методике
[8]. В соответствии с [3-5] велосиграмма V(t) включает три гармоники.
Частота первой гармоники совпадает с собственной частотой сооружения при
закрепленных панелях. Частота второй гармоники настроена на частоту здания со
сброшенными панелями. Числовые значения параметров приведены в таблице 1. На
рис.3 представлена сгенерированная велосиграмма V(t), а на рис.4 –
соответствующая ей акселерограмма W(t).
Таблица 1 Значения параметров сгенерированного
воздействия
Рис.3. Расчетная велосиграмма, построенная по Рекомендациям [5].
Рис.4. Расчетная
акселерограмма, построенная по Рекомендациям [5].
На рис. 4 приведена сейсмограмма в уровне крыши здания при жестком
креплении панелей. На рисунке ясно видно, что здание «выбирает» из воздействия
опасную частоту и совершает опасные резонансные колебания, достигая амплитуды
16.1 см. .
Рис.5. Сейсмограмма колебаний конструкции в уровне крыши при жестком
закреплении панелей
Опасным для здания в целом является смещение 6.5 см, а разрушающим – 11
см. В связи с этим крепление панелей сделано так, что при достижении опасных
перемещений происходит сброс панелей и изменение собственной частоты объекта.
Смещения сброса с некоторым запасом приняты равными 5 см. Точка сброса отмечена
на рис.5 зеленым кружком. Она имеет место при t=1.31 с.
Рис.6. Сейсмограмма колебаний конструкции в уровне крыши при сбросе
панелей при t=1.31 c
Сейсмограмма в уровне крыши с учетом сброса панелей приведена на рис. 5.
Как видно из приведенных результатов расчета предлагаемое решение позволяет
снизить смещения сооружение более, чем в 1.5 раза с 16.1 см до 10.5 см.
Выполненные исследования показывают, что принципы адаптации можно
использовать, как понижая, так и повышая жесткость системы в процессе колебаний
с целью ее отстройки от резонанса.
Материалы хранятся
Литература
1. Айзенберг Я.М., Нейман А.И., Абакаров А.Д., Деглина М.М., Чачуа Т.Л.
Адаптивные системы сейсмической защиты сооружения.-М.:-Наука.-1978.-246
2. Айзенберг Я.М. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических
районов.М.:Стройиздат.-1976.-229 с.
3. Долгая А.А. Моделирование сейсмического воздействия коротким
временным процессом. // Э-И. ВНИИНТПИ. Сер. “Сейсмостойкое строительство”, Вып.
5-6., 1994, с.56-63
4. Уздин А.М., Елизаров С.В., Белаш Т.А. Сейсмостойкие конструкции
транспортных зданий и сооружений. Учебное пособие. ФГОУ «Учебно-методический
центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2012-500 с.
5. Рекомендации по заданию сейсмических воздействий для расчета зданий
разной степени ответственности. - С.-Петербург - Петропавловск-Камчатский,
КамЦентр, 1996, 12с.
6. Уздин А.М. Задание сейсмического воздействия. Взгляд
инженера-строителя. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2005,
№1, с.
27-31
7. Уздин А.М. Что скрывается за линейно-спектральной теорией
сейсмостойкости. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2009, №2, с. 18-23
8. Сахаров О.А. К вопросу задания сейсмического воздействия при многоуровневом
проектировании сейсмостойких конструкций Сейсмостойкое строительство.
Безопасность сооружений, №4, 2004 г. С.7-9
9. СП 4.13130.2013 п 6.2.5
ОГРАНИЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЖАРА НА ОБЪЕКТАХ ЗАЩИТЫ Требования к объемно-планировочным и конструктивным
решениям Издание официальное Москва
2013 СП 4.13130.2013 6.2.5 В помещениях категорий А и Б
предусматриваются наружные легкосбрасываемые ограждающие конструкции. В качестве легкосбрасываемых конструкций
используется остекление окон и фонарей. При недостаточной площади остекления
допускается в качестве легкосбрасываемых конструкций использовать конструкции
покрытий из стальных, алюминиевых и асбестоцементных листов и эффективного
утеплителя. Площадь легкосбрасываемых конструкций определяется расчетом. При
отсутствии расчетных данных площадь легкосбрасываемых конструкций должна
составлять не менее 0,05 м на 1 м объема помещения категории А и не менее 0,03
м помещения категории Б. Оконное
стекло относится к легкосбрасываемым конструкциям при толщине 3, 4 и 5 мм и
площади не менее (соответственно) 0,8, 1 и 1,5 м . Армированное стекло к
легкосбрасываемым конструкциям не относится.
Рулонный ковер на участках
легкосбрасываемых конструкций покрытия разрезается на карты площадью не более
180 м каждая. Расчетная нагрузка от массы
легкосбрасываемых конструкций покрытия должна составлять не более 0,7 кПа (70
кгс/м )
10.
Патент на полезную модель № 154 506 МПК E04B 1/92
"Панель противовзрывная" ,
опубликовано : Бюл № 24 от 27.08.2015
10а. Патент номер 2010136746 МПК
E04C2/00 (2006.01) «СПОСОБ
ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И
ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ
И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ»
11. Патент на изобретение № 2471700
МПК D66C1/66 "Захватное
устройство для "сэндвич-панелей",
опубликовано 10.01.2013
13. Книга:
Орлов Г.Г. - Легкосбрасываемые конструкции для взрывозащиты промышленных
зданий
14. УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»)
Ссылка статья Использование
легко сбрасываемых конструкций
для повышения сейсмостойкости сооружений
ЛСК
https://cloud.mail.ru/home/ispolzovanie_legko_sbrasivaemikh_konstruktsiy_dly_povisheniya_seismostoykosti_soorugeniy_44_str_min.doc
https://cloud.mail.ru/home/ispolzovanie_legko_sbrasivaemikh_konstruktsiy_dly_povisheniya_seismostoykosti_soorugeniy_44_str_min.docx
https://yadi.sk/d/gK1SPA9VphiU4
https://yadi.sk/i/MVva8Lf9phiUC
https://yadi.sk/i/1Kg-OkkxphiUE
https://yadi.sk/d/Y9ZYENc2phiUS
https://yadi.sk/i/YRpQFlo6phiUU
https://yadi.sk/d/Ej4axlXWphgLm
https://yadi.sk/i/LjJtdKT5phgLv
https://yadi.sk/i/LeMmaNA-phgM7
https://yadi.sk/d/W2RiTRnGphgMG
https://yadi.sk/i/5PaQ_Q2nphgMQ
15. На правах рукописи САЛЫМОВА ЕВГЕНИЯ ЮРЬЕВНА ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ В ЗДАНИЯХ
С ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРЕХСЛОЙНЫХ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ И
ВЗРЫВАХ Специальность 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность
(строительство) ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор
физико-математических наук,
профессор Горев Вячеслав
Александрович, Москва. 2015г.
кандидатская диссертация
16. ГОСТ Р 56288-2014 Конструкции оконные со стеклопакетами
легкосбрасываемые для зданий. Технические условия
16. Ссылки
инженерных роликов по расчету и испытанию легкосбрасываемых конструкций в
интернете разработанные ОО
"Сейсмофонд"
http://seismofond.ru/pdf/lsk.pdf
https://vimeo.com/133773281
http://seismofond.ru/pdf/lsk_zavisaemie.pdf
https://vimeo.com/141122498
МПК
E04B1/92 (2006.01) (12) ПАТЕНТ НА
ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ
Статус: по данным на 17.02.2016 - может
прекратить свое действие
(21), (22) Заявка: 2014131653/03,
30.07.2014 (24) Дата начала отсчета
срока действия патента:
30.07.2014 Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки:
30.07.2014
(45) Опубликовано: 27.08.2015 Адрес для переписки:
197371, Санкт-Петербург, а/я газета "Земля РОССИИ" ,
Коваленко Александр Иванович
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU), Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) ПАНЕЛЬ ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ (57) Реферат:
Техническое решение относится к области
строительства и предназначено для защиты помещений от возможных взрывов.
Конструкция позволяет обеспечить надежный и быстрый сброс легкосбрасываемой
панели, сброс давления при взрыве и зависание панели на опорной плите, Конструкция
представляет собой опорную плиту с расчетным проемом, которая жестко крепится
на каркасе защищаемого сооружения. На опорной плите крепежными элементами,
имеющими ослабленное резьбовое поперечное сечение, закреплена панель
легкосбрасываемая. Ослабленное резьбовое соединение каждого крепежного элемента
образовано лысками выполненными с двух сторон резьбовой части. Кроме того
опорная плита и легкосбрасываемая панель соединены тросом один конец которого
жестко закреплен на опорной плите, а другой конец соединен с крепежным
элементом через планку, с возможностью перемещения. 4 ил.
Техническое решение относится к области
строительства и предназначено для защиты помещений содержащих взрывоопасные
среды.
Известна панель для легкосбрасываемой
кровли взрывоопасных помещений по Авт.св. 617552, М.Кл. 2 E04B 1/98 с пр. от
21.11.75. Панель включает ограждающий элемент с шарнирно закрепленными на нем
поворотными скобами, взаимодействующими через опоры своими наружными полками с
несущими элементами. С целью защиты от воздействия ветровой нагрузки, панель
снабжена подвижной плитой, шарнирно соединенной с помощью тяг с внутренними
концами поворотных скоб, которые выполнены Т-образными. Недостатком
предлагаемой конструкции является низкая надежность шарнирных соединений при переменных
внешних и внутренних нагрузках. Известна также легкосбрасываемая ограждающая
конструкция взрывоопасных помещений по Патенту SU 1756523, МПК5 E06B 5/12 с пр.
от 05.10.1990.
Указанная конструкция содержит поворотную
стеновую панель, состоящую из нижней и верхней секций и соединенную с каркасом
временной связью. Нижняя секция в нижней части шарнирно связана с каркасом
здания, а в верхней части - шарнирно соединена с верхней секцией панели.
Верхняя секция снабжена роликами, установленными в направляющих каркаса здания.
Недостатком указанной конструкции является
низкая надежность вызванная большим количеством шарнирных соединений, требующих
высокой точности изготовления в условиях строительства. Известна также
противовзрывная панель по Патенту RU 2458212, E04B 1/92 с пр. от 13.04.2011,
которую выбираем за прототип. Изобретение относится к защитным устройствам
применяемым во взрывоопасных объектах.
Противопожарная панель содержит
металлический каркас с бронированной обшивкой и наполнителем-свинцом. Панель
имеет четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта
жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в
неподвижные патрубки-опоры панели. Наполнитель выполнен в виде дисперсной
системы воздух-свинец, а опорные стержни выполнены упругими. Недостатком
вышеуказанной панели является низкая надежность срабатывания телескопических
сопряжений при воздействии переменных внешних и внутренних нагрузок.
Задачей заявляемого устройства является
обеспечение надежности открывания проема при взрыве (сбрасывания
легкосбрасываемой панели) за минимальное время и обеспечение зависания панели
после сброса.
Сущность заявляемого решения состоит в
том, что для защиты стен, оборудования и персонала от возможного взрыва,
помещение снабжено панелью противовзрывной, обеспечивающей надежное и быстрое
открытие проема при взрыве и сброс избыточного давления, а также зависание
панели на плите опорной. Панель противовзрывная содержит плиту опорную которая
жестко закреплена на стене защищаемого помещения и имеет проем соответствующий
проему в стене, а с другой стороны плиты опорной винтами с резьбой, ослабленной
по сечению, закреплена панель легкосбрасываемая.
Площадь проема плиты опорной и проема
помещения определяется в зависимости от объема помещения, от взрывоопасной
среды, температуры горения, давления, скорости распространения фронта пламени и
др. параметров. Винты имеют резьбовую часть, ослабленную по сечению с двух
сторон лысками до размера <Z> и т. о. образуется ослабленное резьбовое
сопряжение, разрушаемое под воздействием взрывной волны.
Сущность предлагаемого решения поясняется
чертежами где:
на фиг. 1 изображен разрез Б-Б (фиг. 2)
панели противовзрывной;
на фиг. 2 изображен разрез -A (фиг. 1);
на фиг. 3 изображен вид по стрелке В (фиг.
1) в увеличенном масштабе;
на фиг. 4 изображен разрез Г-Г (фиг. 2),
узел крепления троса в увеличенном масштабе.
Панель противовзрывная состоит из опорной
плиты 1, которая жестко крепится к каркасу защищаемого помещения (на чертеже не
показано). В каркасе помещения и в опорной плите выполнен проем 2, имеющий
расчетную площадь S=b*h, которая зависит от объема защищаемого помещения,
температуры горения, давления, скорости распространения фронта пламени и др.
параметров. На опорной плите 1, резьбовыми крепежными элементами, например
саморежущими шурупами 3, имеющими ослабленное поперечное резьбовое сечение,
закреплена легкосбрасываемая панель 4. Кроме того, легкосбрасываемая панель
соединена с опорной плитой гибким узлом, состоящим из планки 5, закрепленной с
одной стороны на тросе 6, а с др. стороны сопряженной с крепежным элементом 3.
Ослабленное поперечное сечение резьбовой части образовано лысками, выполненными
с двух сторон по всей длине резьбы до размера <Z>. Ослабленная резьбовая
часть в совокупности с обычным резьбовым отверстием в опорной плите 1, образуют
ослабленное резьбовое сопряжение, разрушаемое под действием взрывной волны.
Разрушение (вырыв) в ослабленном резьбовом соединении возможно или за счет
разрушения резьбы в опорной плите, или за счет среза резьбы крепежного
элемента-самореза 3, в зависимости от геометрии резьбы и от соотношения
пределов прочности материалов самореза и плиты опорной. Рассмотрим пример. На
опорной плите 1 толщиной 5 мм, изготовленной из стали 3, самосверлящими шурупами
3 размером 5,5/6,3?105, изготовленными из стали У7А, закреплена
легкосбрасываемая панель 4, изготовленная из
стали 20.
Усилие вырыва при стандартной резьбе для
одного шурупа составляет 1500 кгс. Опытным путем установлено, что после
доработки шурупа путем стачивания резьбы с двух сторон до размера Z=3 мм,
величина усилия вырыва составляет 700 кгс. Соответственно, при креплении плиты
четырьмя шурупами, усилие вырыва составит 2800 кгс. При условии, что площадь
проема S=10000 см2, распределенная нагрузка для вырыва должна быть не менее
0,28 кгс/см2. Таким образом, зная параметры взрывоопасной среды, объем и
компоновку защищаемого помещения, выбираем конструкцию крепежных элементов
после чего, в зависимости от заданного усилия вырыва, можно определить величину
<Z> - толщину ослабленной части резьбы.
Панель противовзрывная работает следующим
образом.
При возникновении взрывной нагрузки,
взрывная волна через проем 2 в опорной плите 1 воздействует по площади
легкосбрасываемой панели 4, закрепленной на опорной плите 1 четырьмя
саморежущими шурупами 3, имеющими ослабленное резьбовое сечение. При превышении
взрывным усилием предела прочности резьбового соединения, резьбовое соединение
разрушается по ослабленному сечению, легкосбрасываемая панель освобождается от
механического крепления, после чего сбрасывается, сечение проема открывается и
давление сбрасывается до атмосферного. После сбрасывания панель
легкосбрасываемая зависает на тросе 6, один конец которого закреплен на опорной
плите, а другой, через планку 5 сопряжен с крепежным элементом 3.
Формула полезной модели
1. Панель противовзрывная, содержащая
опорную плиту, на которой резьбовыми крепежными элементами закреплена панель
легкосбрасываемая, отличающаяся тем, что в опорной плите выполнен проем, а
панель легкосбрасываемая выполнена сплошной, при этом крепежные элементы,
скрепляющие панель легкосбрасываемую с опорной плитой, имеют ослабленное
поперечное сечение резьбовой части, образованное лысками, выполненными с двух
сторон по всей длине резьбы и, кроме того, панель легкосбрасываемая соединена с
опорной плитой тросом, один конец которого жестко закреплен в опорной плите, а
другой конец соединен с панелью легкосбрасываемой.
2. Панель противовзрывная по п.1,
отличающаяся тем, что трос соединен с панелью легкосбрасываемой через планку,
сопряженную с крепежным элементом.
РИСУНКИ
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19)
RU
(11)
154506
(13)
U1
(51) МПК
E04B1/92 (2006.01)
(12) ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ
Статус: по данным на 27.08.2015 -
действует
(21), (22) Заявка: 2014131653/03, 30.07.2014
(24) Дата начала отсчета срока действия
патента:
30.07.2014
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 30.07.2014
(45) Опубликовано: 27.08.2015
Адрес для переписки:
197371, Санкт-Петербург, а/я газета «Земля
РОССИИ» , Коваленко Александр Иванович
(72) Автор(ы): Андреев Борис Александрович
(RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) ПАНЕЛЬ ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ
Формула полезной модели
1. Панель противовзрывная, содержащая
опорную плиту, на которой резьбовыми крепежными элементами закреплена панель
легкосбрасываемая, отличающаяся тем, что в опорной плите выполнен проем, а панель
легкосбрасываемая выполнена сплошной, при этом крепежные элементы, скрепляющие
панель легкосбрасываемую с опорной плитой, имеют ослабленное поперечное сечение
резьбовой части, образованное лысками, выполненными с двух сторон по всей длине
резьбы и, кроме того, панель легкосбрасываемая соединена с опорной плитой
тросом, один конец которого жестко закреплен в опорной плите, а другой конец
соединен с панелью легкосбрасываемой.
2. Панель противовзрывная по п.1,
отличающаяся тем, что трос соединен с панелью легкосбрасываемой через планку,
сопряженную с крепежным элементом.
Панель
противовзрывная
легкосбрасываемая ЛСК модель
изобретение 154506
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (19) RU (11) 154506 (13) U1
(51)
МПК E04B1/92 (2006.01)
(12) ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ
Статус: по данным на 27.08.2015 –
действует (21), (22) Заявка:
2014131653/03, 30.07.2014
(24) Дата начала отсчета срока действия
патента: 30.07.2014
Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 30.07.2014
(45) Опубликовано: 27.08.2015
Адрес для переписки:
197371, Санкт-Петербург, а/я газета
"Земля РОССИИ", Коваленко Александр Иванович
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU), Коваленко Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и): Андреев Борис Александрович (RU), Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) ПАНЕЛЬ ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ
Формула полезной модели
1. Панель противовзрывная, содержащая
опорную плиту, на которой резьбовыми крепежными элементами закреплена
панель легкосбрасываемая, отличающаяся
тем, что в опорной плите выполнен проем, а панель легкосбрасываемая выполнена
сплошной, при этом крепежные элементы,
скрепляющие панель легкосбрасываемую с опорной плитой, имеют ослабленное
поперечное сечение резьбовой части,
образованное лысками, выполненными с двух сторон по всей длине резьбы и, кроме
того, панель легкосбрасываемая соединена
с опорной плитой тросом, один конец которого жестко закреплен в опорной плите,
а другой конец соединен с панелью
легкосбрасываемой.
2. Панель противовзрывная по п.1,
отличающаяся тем, что трос соединен с панелью легкосбрасываемой через
планку, сопряженную с крепежным
элементом.
Панель
противовзрывная легкосбрасываемая
ЛСК вышибная Коваленко Андреев
Е04В
\ 92
Панель противовзрывная
Техническое решение относится к области
строительства и предназначено для зашиты помещений содержащих
взрывоопасные среды.
Известна панель для легкосбрасываемой
кровли взрывоопасных помещений по Авт.св. 617552, М.Кл.2 Е04В 1/98 с пр.
от 21.11.75. Панель включает ограждающий
элемент с шарнирно закрепленными на нем поворотными скобами, взаимодействующими через опоры своими
наружными полками с несущими элементами.
С
целью защиты от воздействия ветровой
нагрузки, панель снабжена подвижной плитой, шарнирно соединенной с помощью тяг
с внутренними концами поворотных скоб,
которые выполнены Т-образными. Недостатком предлагаемой конструкции является
низкая надежность шарнирных соединений
при переменных внешних и внутренних нагрузках. Известна также легкосбрасываемая
ограждающая конструкция взрывоопасных
помещений по Патенту SU 1756523, МПК5 Е06В 5/12 с пр. от 05.10.1990.
Указанная конструкция содержит поворотную стеновую панель,
состоящую из нижней и верхней секций и соединенную с каркасом временной
связью. Нижняя секция в нижней части
шарнирно связана с каркасом здания, а в верхней части-шарнирно соединена с
верхней секцией панели. Верхняя секция
снабжена роликами, установленными в направляющих каркаса здания.
Недостатком указанной конструкции является
низкая надежность вызванная большим количеством шарнирных соединений, требующих
в условиях строительства высокой
точности изготовления. Известна также противовзрывная панель по Патент)' RU
2458212, Е04В 1/92 с пр. от 13.04.201 Г,
которую выбираем за прототип. Изобретение относится к защитным устройствам применяемым во взрывоопасных обьектах.
Противовзрывная панель содержит
металлический каркас с бронированной обшивкой
и наполнителем-свинцом. Панель имеет четыре неподвижных патрубка-опоры,
а в покрытии взрывоопасного объекта жестко
заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в
неподвижные патрубки-опоры панели. Наполнитель
выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, а опорные стержни
выполнены упругими. Недостатком вышеуказанной
панели является низкая надежность срабатывания телескопических сопряжений
при воздействии переменных внешних и
внутренних нагрузок.
Задачей заявляемого устройства является
обеспечение надежности открывания проема при взрыве (сбрасывания легкосбрасываемой панели) за минимальное
время и обеспечение зависаемости панели после сброса.
Сущность заявляемого решения состоит в
том, что для защиты стен, оборудования и персонала от возможного взрыва, помещение снабжено панелью противовзрывной,
обеспечивающей надежное и быстрое открытие проема при взрыве и сброс избыточного давления, а также зависание
панели.
Панель противовзрывная содержит плиту
опорную которая жестко закреплена на
стене защищаемого помещения и имеет проем соответствующий проему в стене , а с
другой стороны плиты опорной винтами с
резьбой, ослабленной по сечению, закреплена панель легкосбрасываемая. Площадь
проема плиты опорной и проема помещения
определяется в зависимости от объема помещения, от взрывоопасной среды, температуры горения, давления,
скорости распространения фронта пламени и др. параметров.
Винты имеют резьбовую часть, ослабленную по сечению с
двух сторон лысками до размера «Z» и т.о. образуегся ослабленное резьбовое сопряжение, разрушаемое под воздействием
взрывной волны.
Сущность предлагаемого решения поясняется
чертежами где: на фиг. 1 изображен разрез Б-Б (фиг.2) панели лротивовзрывной; нафиг.2 изображен разрез А-А
(фиг. 1);
на фиг.З изображен вид но стрелке В в
увеличенном масштабе:
на фиг.4 изображен разрез Г-Г, узел
крепления троса в увеличенном масштабе.
Панель про гивовзрывная состоит из опорной
плиты 1, которая жестко крепится к каркасу защищаемого помещения (на чертеже не показано). В каркасе помещения и в
опорной плите выполнен проем 2, имеющий расчетную площадь S^b * h , которая зависит от объема защищаемого
помещения, температуры трения, давлении, скорости распространения фронта пламени и др. параметров
На
опорной плите 1, крепежными элементами , например саморежущими шурупами 3,
имеющими ослабленное резьбовое сечение,
закреплена легкосбрасываемая панель 4, которая соединена тросом 5 с опорной
плитой.
Ослабленное поперечное сечение резьбовой
части образовано лысками, выполненными с двух сторон по всей длине резьбы до размера «Z». Ослабленная резьбовая часть в
совокупности с обычным резьбовым отверстием в опорной плите 1, образуют ослабленное резьбовое сопряжение,
разрушаемое под действием взрывной волны.
Разрушение (вырыв) в ослабленном резьбовом соединении возможно или
за счет разрушения резьбы в опорной плите, или за счет среза резьбы крепежного элемента - самореза 3. в зависимости
от геометрии резьбы и от соотношения предела прочности материалов самореза и плиты опорной. Рассмотрим пример.
На опорной плите 1 толщиПой 5мм, изготовленной из сталиЗ, самосверлящими шурупами 3 размером
5,5/6.3x105 закреплена легкосбрасываемая панель 4, изготовленная из стали
20.
Усилие вырыва при стандартной резьбе для
одного шурупа составляет 1500кгс. Опытным путем установлено, что после доработки шурупа путем стачивания резьбы с
двух сторон до размера Z=3MM , величина усилия вырыва составляет 700кгс.
Соответственно, при креплении
легкосбрасывоемой плиты четырьмя шурупами, усилие вырыва составит 2800кгс.
При условии, что площадь проема
S-10000CM2, нагрузка вырыва-раенределенная нагрузка должна быть не менее 0,28кгс/см2. Таким образом, зная параметры взрывоопасной
среды, компоновку и объем защищаемого помещения, выбираем конструкцию крепежных элементов (например саморежущих
шурупов) после чего, в зависимости от заданного усилия вырыва (прочности на вырыв), можно определить величину «7»-толщину
ослабленной части резьбы.
Панель противовзрывная работает следующим
образом. При возникновении взрывной нагрузки, взрывная золна через проем 2 в опорной плите 1 воздействует по площади
легкосбрасываемой панели 4, закрепленной на опорной плите 1 четырьмя саморежущими шурупами 3, имеющими ослабленное
резьбовое сечение. При превышении взрывного усилия, шурупы разрушаются по ослабленному резьбовому сечению,
легкосбрасываемая панель освобождается от механическою крепления, после
чего сбрасывается и зависает на тросе 6
соединяющем ее с опорной плитой 1. При этом сечение проема открывается и
давление сбрасывается до атмосферного.
Формула
Плита противоезрывная содержащая опорную
плиту на которой закреплена панель легкосбрасываемая, отличающаяся тем, что в опорной плите выполнен проем, а
легкосбрасываемая панель выполнена сплошной, при этом крепежные элементы
имеют поперечное сечение, ослабленное по
длине резьбы лысками с двух сторон, кроме того на опорной плите закреплен
конец троса, а другой конец троса, через
планку, соединен с крепежным элементом с возможность перемещения.
Панель противовзрывная Реферат
Техническое решение относится к области
строительства и предназнечено для защиты помещений от возможных взрывов. Конструкция позволяет обеспечить надежный и
быстрый сброс легкосбрасываемой панели, сброс давления при взрыве и зависание панели на опорной плите,
Конструкция представляет собой опорную плиту с расчетным проемом, которая
жестко крепится на каркасе защищаемого
сооружения. На опорной плите крепежными элементами, имеющими ослабленное
резьбовое поперечное сечение, закреплена
панель легкосбрасываемая. Ослабленное резьбовое соединение каждого
крепежного элемента образовано лысками
выполненными с двух сторон резьбовой части. Кроме того опорная плита и
легкосбрасываемая панель соединены
тросом один конец которого жестко закреплен на опорной плите, а другой конец
соединен с крепежным элементом через
планку, с возможностью перемещения. 4 ил.
Панель
противовзрывная Реферат
Техническое решение относится к области
строительства и предназнечено для защиты помещений от возможных взрывов. Конструкция позволяет обеспечить надежный и
быстрый сброс легкосбрасываемой панели, сброс давления при взрыве и зависание панели на опорной плите,
Конструкция представляет собой опорную плиту с расчетным проемом, которая
жестко крепится на каркасе защищаемого
сооружения. На опорной плите крепежными элементами, имеющими ослабленное
резьбовое поперечное сечение, закреплена
панель легкосбрасываемая. Ослабленное резьбовое соединение каждого
крепежного элемента образовано лысками
выполненными с двух сторон резьбовой части. Кроме того опорная плита и
легкосбрасываемая панель соединены
тросом один конец которого жестко закреплен на опорной плите, а другой конец
соединен с крепежным элементом через
планку, с возможностью перемещения. 4 ил.
РОССИЙСКАЯ
ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (19) RU (11) 2010136746 (13) A
(51) МПК
E04C2/00 (2006.01)
(12) ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
По данным на 21.01.2015 состояние
делопроизводства: Экспертиза завершена
(21),
(22) Заявка: 2010136746/03, 01.09.2010
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.09.2010
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2013
Адрес для переписки: 443004, г.Самара, ул.Заводская, 5, ОАО
"Теплант" (71) Заявитель(и):
Открытое акционерное общество
"Теплант" (RU)
(72) Автор(ы): Подгорный Олег Александрович (RU), Акифьев Александр Анатольевич (RU),
Тихонов Вячеслав Юрьевич (RU), Родионов Владимир Викторович (RU),
Гусев Михаил Владимирович (RU), Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ
ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ
ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
(57) Формула изобретения
1. Способ защиты здания от разрушений при
взрыве или землетрясении, включающий выполнение проема/проемов рассчитанной
площади для снижения до допустимой величины взрывного давления, возникающего во
взрывоопасных помещениях при аварийных внутренних взрывах, отличающийся тем,
что в объеме каждого проема организуют зону, представленную в виде одной или
нескольких полостей, ограниченных эластичным огнестойким материалом и
установленных на легкосбрасываемых фрикционных соединениях при избыточном
давлении воздухом и землетрясении, при этом обеспечивают плотную посадку
полости/полостей во всем объеме проема, а в момент взрыва и землетрясения под
действием взрывного давления обеспечивают изгибающий момент полости/полостей и
осуществляют их выброс из проема и соскальзывают с болтового соединения за счет
ослабленной подпиленной гайки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «сэндвич»-панели,
щитовые панели смонтированы на высокоподатливых с высокой степенью подвижности
фрикционных, скользящих соединениях с сухим трением с включением в работу
фрикционных гибких стальных затяжек диафрагм жесткости, состоящих из стальных
регулируемых натяжений затяжек сухим трением и повышенной подвижности,
позволяющие перемещаться перекрытиям и «сэндвич»-панелям в горизонтали в районе
перекрытия 115 мм, т.е. до 12 см, по максимальному отклонению от вертикали 65
мм, т.е. до 7 см (подъем пятки на уровне фундамента), не подвергая разрушению и
обрушению конструкции при аварийных взрывах и сильных землетрясениях.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что
каждая «сэндвич»-панель крепится на сдвигоустойчивых соединениях со свинцовой,
медной или зубчатой шайбой, которая распределяет одинаковое напряжение на все
четыре-восемь гаек и способствует одновременному поглощению сейсмической и
взрывной энергии, не позволяя разрушиться основным несущим конструкциям здания,
уменьшая вес здания и амплитуду колебания здания.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что за
счет новой конструкции сдвигоустойчивого податливого соединения на шарнирных
узлах и гибких диафрагмах «сэндвич»-панели могут монтироваться как самонесущие
без стального каркаса для малоэтажных зданий и сооружений.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что система
демпфирования и фрикционности и поглощения сейсмической энергии может
определить величину горизонтального и вертикального перемещения «сэндвич»-панели
и определить ее несущую способность при землетрясении или взрыве прямо на
строительной площадке, пригрузив «сэндвич»-панель и создавая расчетное
перемещение по вертикали лебедкой с испытанием на сдвиг и перемещение до
землетрясения и аварийного взрыва прямо при монтаже здания и сооружения.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что
расчетные опасные перемещения определяются, проверяются и затем испытываются на
программном комплексе ВК SCAD 7/31 r5, ABAQUS 6.9, MONOMAX 4.2, ANSYS, PLAKSIS,
STARK ES 2006, SoliddWorks 2008, Ing+2006, FondationPL 3d, SivilFem 10,
STAAD.Pro, а затем на испытательном при объектном строительном полигоне прямо
на строительной площадке испытываются фрагменты и узлы, и проверяются
экспериментальным путем допустимые расчетные перемещения строительных
конструкций (стеновых «сэндвич»-панелей, щитовых деревянных панелей, колонн,
перекрытий, перегородок) на возможные при аварийном взрыве и при землетрясении
более 9 баллов перемещение по методике разработанной испытательным центром ОО «Сейсмофонд»
- «Защита и безопасность городов».
Дата публикации: 27.10.2013
Ссылка статья Использование
легко сбрасываемых конструкций
для повышения сейсмостойкости сооружений
ЛСК
https://cloud.mail.ru/home/ispolzovanie_legko_sbrasivaemikh_konstruktsiy_dly_povisheniya_seismostoykosti_soorugeniy_44_str_min.doc
https://cloud.mail.ru/home/ispolzovanie_legko_sbrasivaemikh_konstruktsiy_dly_povisheniya_seismostoykosti_soorugeniy_44_str_min.docx
https://yadi.sk/d/gK1SPA9VphiU4
https://yadi.sk/i/MVva8Lf9phiUC
https://yadi.sk/i/1Kg-OkkxphiUE
https://yadi.sk/d/Y9ZYENc2phiUS
https://yadi.sk/i/YRpQFlo6phiUU
https://yadi.sk/d/Ej4axlXWphgLm
https://yadi.sk/i/LjJtdKT5phgLv
https://yadi.sk/i/LeMmaNA-phgM7
https://yadi.sk/d/W2RiTRnGphgMG
https://yadi.sk/i/5PaQ_Q2nphgMQ
