ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМАЯ ОГРАЖДАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Заявляемая полезная модель относится к строительству, а именно к легкосбрасываемым ограждающим конструкциям, необходимым для минимизации ущерба зданию от аварийного взрыва в производственных помещениях здания.
2
Известна легкосбрасываемая конструкция, выполняемая в виде окна с одинарным листом стекла, вставленным в раму, при толщине листа стекла 3 или 4 или 5 мм и площади не менее (соответственно) 0,8; 1,0 и 1,5 м (СНиП 31-03-2001 «Производственные здания», пункт 5.9). При взрыве в помещении стекло в окне разрушается, ослабляя тем самым воздействие взрывной волны на строительные конструкции здания. Недостатком данной конструкции является слабая теплоизоляционная способность, что в условиях российского климата приводит к ощутимым потерям тепла в помещении в зимний период.
Известна легкосбрасываемая оконная конструкция, включающая оконный блок с рамой со стеклопакетом и с уплотнителем, опорными элементами и, по меньшей мере, с двумя узлами крепления, состоящими из связанных с оконным блоком базовых элементов в виде кронштейнов из уголкового металлопрофиля и саморезов-шпилек, оснащенных разрушаемыми элементами, которые закреплены на упомянутых выше саморезах-шпильках посредством распорных втулок (Патент РФ №63403, Е06В 3/00, Е06В 5/12, 27.05.2007) В каждом узле крепления саморез-шпилька с внутренней стороны оконного блока одним концом вворачивается в раму оконного блока, проходя через кольцевой зазор в стенке базового кронштейна; на второй конец шпильки посредством резьбового соединения навинчивается разрушаемый элемент, представляющий собой фторопластовый диск с калиброванной толщиной, установленный с помощью фиксатора на выполненной из эбонита дистанционной втулке с кольцевым выступом, предварительно надетой на шпильку. При повышенном давлении (до 70 кг/кв.м) в помещении, например, в результате взрыва фторопластовый диск разрушается, выполненные из эбонита дистанционные втулки, оставшись без фиксаторов, слетают со шпильки-самореза, тем самым узел крепления лишается дополнительной фиксации и разрушается. Минеральная вата и парогидроизолирующая лента, используемые только как элементы герметизации, не удерживают оконную конструкцию, и она выбрасывается наружу.
К недостаткам конструкции-прототипа относится недостаточная технологичность конструкции, предполагающей наличие оконного блока в проеме стены здания, а также сложность узла крепления, содержащего, кроме самореза-шпильки, большое количество других деталей, при этом изготавливаемых из разнородных материалов: так, разрушаемый элемент, представляющий собой фторопластовый диск с калиброванной толщиной, установлен с помощью фиксатора на выполненной из эбонита дистанционной втулке с кольцевым выступом, предварительно надетой на шпильку. Сложность узла крепления обусловливает недостаточную надежность и, соответственно, недостаточную эффективность конструкции.
Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении надежности и эффективности легкосбрасываемой конструкции при упрощении, за счет крепления стеклопакетов винтами с шайбами непосредственно снаружи каркаса здания на приваренный или пристреленный дюбелями Хилти металлический профиль. Снижаются выход из строя элементов ограждающих светопрозрачных конструкций и, соответственно, трудоемкость восстановления конструкций после взрыва. Уменьшена материалоемкость конструкции за счет увеличения габаритных размеров стеклопакетов; коэффициент теплопередачи низок; обеспечиваются хорошие дизайнерские характеристики объекта.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемая легкосбрасываемая конструкция, включающая стеклопакеты с опорными элементами и узлами крепления стеклопакетов на здании, отличается тем, что стеклопакеты закреплены снаружи каркаса здания винтами с шайбами, на металлическом профиле, с глубиной установки винтов и с шагом, подбираемыми из условия обеспечения величины избыточного давления не более 200 кг/кв.м и усилия на вырыв винтов с шайбами.
Металлический профиль по местам крепления стеклопакетов винтами с шайбами оснащен гнездами для винтов с глубиной, соответствующей глубине установки винтов.
Конструкция оснащена резиновым уплотнителем, установленным между металлическим профилем и стеклопакетами.
С одной стороны, давление в аварийном помещении должно обеспечиваться величиной не более того, на которое рассчитаны несущие конструкции здания: 3…5 кПа (306…510 кг/кв.м). При этом, согласно, например /Орлов Г.Г. Легкосбрасываемые конструкции для взрывозащиты промышленных зданий. - М: Стройиздат, 1987/, вскрытие (разрушение) легкосбрасываемых конструкций должно происходить при избыточном давлении не более 200 кг/кв.м. Именно величина избыточного давления не более 200 кг/кв.м, вместе с условием обеспечения усилия на вырыв винтов с шайбами, принимаются во внимание при расчете глубины и шага установки винтов с шайбами.
На фиг. 1 представлена заявляемая легкосбрасываемая конструкция в разрезе.
Здесь:
1 - шайба с силиконовой прокладкой
2 - стеклопакет
3 - резиновый уплотнитель
4 - винт
5 - опора
6 - утеплитель
7 - гнездо
8 - металлический профиль
9 - дюбель.
На основной каркас здания приваривается (или пристреливается дюбелями 9 Хилти) металлический профиль 8 (нержавейка или алюминиевый) с гнездами 7 по местам установки винтов 4 с шайбами 1. Гнезда 7 имеют глубину, соответствующую глубине установки винтов 4.
На металлический профиль 8 с гнездами 7 накладывается резиновый уплотнитель 3. К подготовленной и обрезиненной поверхности металлического профиля 8 через шайбы 1 с силиконовыми прокладками винтами 4 (через утеплитель 6) крепятся стеклопакеты 2.
Во время взрыва винты 4 с шайбами 1 вырываются из гнезд крепления 7, освобождая тем самым стеклопакеты 2, стоящие на опорах 5.
Глубина и шаг установки винтов 4 подбираются из условия обеспечения величины избыточного давления не более 200 кг/кв.м и усилия на вырыв винтов 4 с шайбами 1, с учетом характеристик взрывоопасной среды.
Например, авторами рассчитаны рекомендуемые варианты крепления стеклопакетов толщиной 29 мм и длиной 3 м на глубину установки винтов 13 мм с соответствующим усилием на вырыв винта с шайбой 3,9 кН (398 кг):
1) При креплении по горизонтальному шву смежных стеклопакетов высотой 1,2 м - ширина приложения нагрузки 1,2 м, шаг - 1,66 м
2) При креплении по горизонтальному шву смежных стеклопакетов высотой 1,2 ми 1,5 м - ширина приложения нагрузки 1,35 м, шаг - 1,47 м.
Из конструктивных соображений при длине стеклопакетов 3,0 м шаг установки винтов с шайбами рекомендуется принимать 1,5 м, что обеспечит легкосбрасываемость конструкции.
Большим преимуществом заявляемой конструкции является применимость комплектующих фирмы RAICO (Германия, www.raico.com): алюминиевых направляющих, винтов-саморезов из нержавеющей стали А4-70 и крепежных шайб, которые впервые используются в заявляемой полезной модели для создания легкосбрасываемой конструкции, а не для обычных витражных конструкций. Легкосбрасываемость заявляемой конструкции обеспечена рассчитываемыми указанным образом глубиной и шагом установки винтов с шайбами.
Преимущества данной конструкции заключаются в ее надежности и эффективности, при простоте. За счет некоторого количества шайб 1 с винтами 4 обеспечивается надежное крепление стеклопакетов 2 и в то же время освобождение их от крепления при достижении определенного избыточного давления внутри помещения. Конструкция не материалоемка за счет увеличения габаритных размеров стеклопакетов. Конструкция, за исключением стекла, не выходит из строя при взрыве, легко восстанавливается; обладает высокими теплотехническими свойствами, эстетична.