ПАНЕЛЬ ДЛЯ БАНКОВСКИХ ХРАНИЛИЩ, СЕЙФОВ И БРОНИРОВАННЫХ ДВЕРЕЙ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к строительным конструкциям специального назначения, в частности, конструкциям панелей для банковских хранилищ, несгораемых сейфов, бронированных дверей и т.п. изделий.
При разработке ограждающих конструкций для специальных сооружений, которыми в частности являются банковские хранилища, обменные пункты, хранилища для музейных ценностей и ценных бумаг, сейфы и т.п., существует проблема создания конструкций, обладающих высокой устойчивостью к взлому, то есть сохраняющих свойства прочности и надежности в различных экстремальных условиях в течение определенного нормированного (в зависимости от класса устойчивости к взлому) промежутка времени. Такими экстремальными условиями могут быть, например высокая температура, ударное воздействие, взрыв и/или взлом производимый извне.
Из уровня техники известно ограждение защищаемого помещения для хранения ценностей в виде монолитной конструкции из бетона, дисперсно армированного стальными фибрами, включающей арматурные сетки, ячейки которых смещены друг относительно друга (RU 2111319, МПК E 05 G 1/024, 20.05.1998). Данная ограждающая конструкция обеспечивает требуемый класс устойчивости к взлому, однако, возведение монолитных конструкций сопряжено с большими трудозатратами, которые включают установку опалубки, установку по месту арматуры, заполнение ее бетоном и уплотнение бетона при помощи вибраторов различных конструкций, что весьма затруднительно при размещении защитных кабин или хранилищ ценностей внутри готовых зданий.
Известна стенка сейфа, имеющая двойные металлические стенки, в которых расположена арматура, выполненная в виде металлической сетки или решетки, и фибробетон с наполнителем из хаотично расположенной в нем металлической фибры (RU 2209287, МПК E 05 G 1/024, 27.07.2003). Стенка сейфа данной конструкции имеет высокую устойчивость к динамическим нагрузкам (удару), однако при этом имеет высокую металлоемкость.
Известна стенка сейфа, содержащая фибробетон и арматуру в виде профилей (ЕР 1365096, МПК E 05 G 1/024, 01.09.2005). Эта конструкция имеет невысокую металлоемкость, однако при этом требует изготовления специальных профилей, что повышает трудоемкость и стоимость ее изготовления. Кроме того, эта конструкция, как и конструкция по патенту RU 2209287, предназначена только для сейфов и не может быть использована для возведения стен банковских хранилищ без дополнительной конструкторской проработки, которая приведет к дополнительному повышению металлоемкости и трудоемкости изготовления конструкции.
Известны панели для хранилищ, сейфов и дверей, содержащие наружную, внутреннюю и промежуточную плиты и демпфирующий теплоизоляционный материал (RU 2042029, МПК E 05 G 1/024, 20.08.1995). Как известно возведение хранилищ ценностей из панелей заводской готовности более технологично по сравнению с монолитным способом. Однако подобные панели имеют большую массу из-за больших габаритов и повышенного процента армирования, поэтому их перемещение в замкнутом пространстве готового здания представляет значительные трудности.
Ближайшим аналогом настоящего изобретения является панель для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей, включающая металлическую стенку, металлическое обрамление, выполненное по периметру панели, и арматурный каркас, залитый бетоном, в которой продольные и поперечные элементы обрамления выполнены из полосы,
швеллера или уголка в любом их сочетании, при этом арматурный каркас содержит, по меньшей мере, две решетки, продольные и поперечные элементы которых приварены встык к элементам обрамления (RU 2240416, МПК E 05 G 1/024, 20.11.2004). Данная конструкция имеет высокую прочность за счет пространственной жесткости, обеспечиваемой арматурным каркасом, металлическими стенками и обрамлением, что обеспечивает требуемый класс устойчивости к взлому. Недостатком данной конструкции является высокая металлоемкость и, следовательно, высокая стоимость изготовления.
Технической задачей настоящего изобретения является снижение металлоемкости панели при сохранении устойчивости к взлому.
Поставленная задача решается в панели для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей, включающей металлическое обрамление, выполненное по периметру панели в виде продольных и поперечных элементов из полосы, швеллера или уголка в любом их сочетании, арматурные элементы, приваренные встык к элементам обрамления, и бетонное тело, в которой согласно изобретению бетонное тело выполнено из фибробетона, содержащего бетон класса В60-В90 и металлическую фибру диаметром 0,2-1 мм и длиной 200-10 мм, а арматурные элементы установлены перпендикулярно продольной оси панели со смещением к ее внутренней стороне. Арматурные элементы установлены с шагом 150-170 мм.
Панель может содержать дополнительно один арматурный элемент, установленный продольно в центральной части панели и жестко связанный с поперечными арматурными элементами, например посредством сварки.
Выполнение панели по первому варианту изобретения позволяет по сравнению с ближайшим аналогом (при сохранении класса устойчивости к взлому) снизить металлоемкость конструкции примерно на 20-25% и уменьшить толщину панели примерно на 15%.
Во втором варианте изобретения панель включает металлическое обрамление, выполненное по периметру панели в виде продольных и
поперечных элементов из полосы, швеллера или уголка, и бетонное тело, выполненное из фибробетона, содержащего бетон класса В60-В90 и металлическую фибру диаметром 0,2-1 мм и длиной 200-10 мм, при этом поперечные элементы обрамления выполнены из полосы, швеллера или уголка в любом их сочетании, а продольные элементы обрамления выполнены из швеллера.
Данная конструкция за счет полок швеллера, удерживающих бетонное тело по краям панели, позволяет исключить продольную и поперечную арматуру, что дополнительно снижает ее металлоемкость. При выполнении продольных элементов обрамления из уголка или полосы, наличие поперечных или поперечных и продольного (в зависимости от класса устойчивости к взлому) арматурных элементов обязательно.
В третьем варианте изобретения панель включает металлическое обрамление, выполненное по периметру панели в виде продольных и поперечных элементов, и бетонное тело, выполненное из фибробетона, содержащего бетон класса В60-В90 и металлическую фибру диаметром 0,2-1 мм и длиной 10-50 мм, причем поперечные элементы обрамления выполнены из полосы, швеллера или уголка в любом их сочетании, а продольные элементы обрамления выполнены, по меньшей мере, из одной трубы прямоугольного сечения каждый, при этом в стенке трубы, примыкающей к бетонному телу, по всей длине выполнены отверстия.
Шаг указанных отверстий равен 50-170 мм, а диаметр отверстий или их ширина, если отверстия выполнены в виде прорезей, соответствуют длине фибры или превышает ее.
Отверстия могут быть смещены к внутренней стороне панели.
Выполнение продольных элементов из трубы прямоугольного сечения позволяет снизить металлоемкость конструкции примерно на 50-60%, а также ее вес, так как указанная труба является тонкостенной и поэтому она значительно легче швеллера. Наличие отверстий в стенке трубы обеспечивает ее надежную фиксацию за счет того, что выбранные размеры
отверстий позволяют фибробетону заполнять полость трубы. Смещение отверстий к внутренней стороне панели создает дополнительные трудности при несанкционированном проникновении (взломе).
Часть внутренней полости трубы, примыкающая к наружной стороне панели, или вся внутренняя полость трубы может быть заполнена стойким к прожиганию материалом, в качестве которого может быть использовано дерево или пенобетон. Наличие дерева или пенобетона облегчает конструкцию и создает дополнительное препятствие взлому, так как требует при взломе смены инструмента.
Часть внутренней полости трубы, примыкающая к внутренней стороне панели, может быть заполнена стойким к прожиганию материалом, при этом панель содержит поперечные элементы, жестко связанные с продольными элементами обрамления, а в продольных элементах обрамления с внутренней стороны панели выполнены отверстия.
В этом случае в качестве стойкого к прожиганию материала может быть использовано дерево.
Указанные поперечные элементы могут быть выполнены из металлической полосы и расположены заподлицо с внутренней стороной панели или в ее теле.
Каждый продольный элемент обрамления может быть выполнен из двух труб, размещенных одна под другой и жестко связанных между собой, при этом в стенке каждой трубы, примыкающей к бетонному телу, по всей длине выполнены отверстия. Такая конструкция позволяет использовать готовые трубы различных типоразмеров для получения панели заданной толщины, что значительно снижает трудоемкость изготовления.
Шаг отверстий равен 50-170 мм, а диаметр отверстий или их ширина соответствуют длине фибры.
Трубы, образующие продольный элемент обрамления, могут быть смещены друг относительно друга с образованием выступа на боковой поверхности панели.
Наличие двух труб, установленных со смещением, позволяет создать притвор, в случае использования панели в качестве бронированной двери, или получить панель с симметричными или асимметричными выступами на боковых поверхностях. Наличие выступов на боковых поверхностях панели позволяет стыковать панели без дополнительных накладок, что снижает металлоемкость стены в целом.
Сущность изобретения поясняется на примерах его реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.
Фиг.1 - панель, выполненная согласно первому варианту изобретения, вид сверху (фибробетон не показан).
Фиг.2 - то же, разрез А-А.
Фиг.3 - то же, разрез Б-Б.
Фиг.4 - панель, выполненная согласно второму варианту изобретения, поперечный разрез.
Фиг.5 - панель, выполненная согласно третьему варианту изобретения, поперечный разрез.
Фиг.6 - элемент обрамления в виде трубы, вид в аксонометрии.
Фиг.7 - то же, с отверстиями в виде прорезей.
Фиг.8 - панель с продольными элементами из двух труб, поперечный разрез.
Фиг.9 - то же, с симметричным смещением труб.
Фиг.10 - то же, с асимметричным смещением труб.
Фиг.11 - панель, в которой часть внутренней полости трубы, примыкающая к внутренней стороне панели, заполнена стойким к прожиганию материалом, поперечный разрез.
Фиг.12 - то же, с поперечными элементами, расположенными заподлицо с внутренней поверхностью панели.
Фиг.13 - то же, с поперечными элементами, расположенными в бетонном теле панели.
В первом варианте реализации (фиг.1-3) панель для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей включает металлическое обрамление, выполненное по периметру панели в виде продольных и поперечных элементов из полосы 1, швеллера 2 или уголка 3 в любом их сочетании, арматурные элементы 4, 5, приваренные встык к элементам обрамления в точках 6, и бетонное тело. Бетонное тело панели во всех вариантах выполнено из фибробетона 7, содержащего бетон класса В60-В90 и металлическую фибру диаметром 0,2-1 мм и длиной 200-10 мм. Арматурные элементы 4 выполнены из арматурных стержней и установлены с шагом 150-170 мм перпендикулярно продольной оси панели со смещением к ее внутренней стороне 8. Выбор класса бетона и параметров фибры зависит от заданного класса устойчивости к взлому и конкретных условий возведения хранилища.
Панель может содержать один арматурный элемент 5, установленный продольно в центральной части панели и жестко связанный с поперечными арматурными элементами 4.
Панель, выполненная по второму варианту (фиг.4), включает металлическое обрамление, выполненное по периметру панели в виде продольных и поперечных элементов из полосы, швеллера или уголка, и аналогичное бетонное тело. В этом случае поперечные элементы обрамления выполнены из полосы, швеллера или уголка в любом их сочетании, а продольные элементы обрамления выполнены из швеллера 2.
В третьем варианте реализации (фиг.5-10) панель включает металлическое обрамление, выполненное по периметру панели в виде продольных и поперечных элементов, и бетонное тело. В этом варианте поперечные элементы обрамления выполнены из полосы, швеллера или уголка в любом их сочетании, а каждый продольный элемент обрамления выполнен из трубы 9 прямоугольного сечения.
Часть внутренней полости трубы 9, примыкающая к наружной стороне 10 панели, может быть заполнена стойким к прожиганию материалом 11,
например деревом. Вся внутренняя полость трубы 9 может быть заполнена деревом или пенобетоном (не показано).
В стенке трубы 9, примыкающей к бетонному телу, по всей длине выполнены или круглые отверстия 12, или прямоугольные отверстия (в виде прорезей) 13.
Шаг b отверстий 12, 13 равен 50-170 мм, а диаметр d отверстий или ширина 1 соответствуют длине фибры. Размер отверстий 12, 13 выбирается равным длине фибры или чуть больше для того, чтобы фибробетон 7 мог во время формования панели заполнять внутреннюю полость трубы 9. Отверстия 12, 13 могут быть смещены к внутренней стороне 8 панели, как показано на фиг.5.
Каждый продольный элемент обрамления может быть выполнен из двух труб 9, размещенных одна под другой и сваренных между собой. В стенке каждой трубы 9, примыкающей к бетонному телу, по всей длине выполнены отверстия 12, 13, аналогичные описанным выше.
Трубы 9, образующие продольный элемент обрамления, могут быть смещены друг относительно друга симметрично (фиг.9) или асимметрично (фиг.10) с образованием выступа на боковой поверхности панели. Наличие выступа позволяет стыковать панели между собой без дополнительных накладок.
Часть внутренней полости трубы 9, примыкающая к внутренней стороне 8 панели, может быть заполнена стойким к прожиганию материалом 11 (фиг.11-13), при этом панель содержит поперечные элементы 14, жестко связанные с продольными элементами обрамления, а в продольных элементах обрамления с внутренней стороны панели выполнены отверстия 15 для обеспечения крепления панелей между собой посредством пластин и шурупов (не показано).
В этом случае в качестве стойкого к прожиганию материала 11 может быть использовано дерево или пенобетон.
Указанные поперечные элементы 14 могут быть выполнены из металлической полосы и расположены заподлицо с внутренней стороной 8 панели или в бетонном теле панели.
Изобретение позволяет значительно снизить металлоемкость панелей для банковских хранилищ, сейфов и бронированных дверей при сохранении их устойчивости к взлому по сравнению с аналогами, известными из уровня техники.