КУПОЛООБРАЗНОЕ УБЕЖИЩЕ
DOME-SHAPED SHELTER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к куполообразному убежищу, имеющему сейсмически изолированную конструкцию.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
3
2
Пенополистирол общеизвестен как пеностирол, или вспененный полистирол, который изготавливается путем расширения, например, в пресс-форме, содержащий полистирольную смолу пенообразующего вещества, такого как бутан или пентан, до размера, в 50-100 раз превышающего его первоначальный размер. 98% объема пенополистирола составляет воздух, благодаря чему он имеет легкий вес, а также обладает как теплоизолирующими свойствами, так и хорошей прочностью. Более точно, плотность пенополистирола составляет 20 кг/м, а его прочность равна приблизительно 5000 кг/м. Иными словами, пенополистирол является легким материалом и при этом достаточно прочен, чтобы выдерживать вес, равный пяти тоннам на квадратный метр. Купол, изготовленный из такого материала, может сопротивляться высоким температурам, выдерживать толчки, такие как при землетрясениях, и удобен для пребывания в нем. Кроме того, пенополистирол пригоден в качестве амортизационного материала, поскольку он эффективно рассеивает силу ударов. Вследствие этого он широко применяется для изготовления спортивных шлемов.
В куполах, изготовленных из вспененного полистирола, принято использовать сейсмостойкие конструкции, имеющие жесткие фундаменты. Например, фундамент секционно собираемого купола, описанного в патентном документе 1, строится путем соединения бетонных блоков 80, каждый из которых весит приблизительно 200 кг, и укладывания их в круг на площадку 70. Нижние концы сегментов 1 из вспененного полистирола, образующие купол 60, помещаются в выемки, имеющиеся по бокам бетонных блоков Внутренняя поверхность каждого из бетонных блоков покрывается водонепроницаемой мембраной и затем на мембрану помещается бетон 82. Такая конструкция, хорошо выдерживающая сейсмические толчки, соответствует непрерывному фундаменту в виде сплошной подушки, применяемому в деревянных зданиях. То есть, при землетрясении такая конструкция не разрушится, хотя может очень сильно сотрясаться. Однако если купол используется в качестве товарного склада или другого подобного помещения, сотрясения, вызванные землетрясением, вероятно, приведут к падению изделий с полок, на которых они сложены. Кроме того, если купол используется как убежище, люди, укрывшиеся в нем, могут чувствовать себя беспокойно из-за сотрясений, вызванных землетрясением. Следовательно, имеется необходимость в куполах, изготовленных из вспененного полистирола, устойчивых к сейсмическим толчкам и ослабляющих такие сотрясения.
Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии JP 2004-211444.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является преодоление указанных выше недостатков известных технологий и создание куполообразного убежища, имеющего сейсмически изолированную конструкцию.
Куполообразное убежище в соответствии с настоящим изобретением включает в себя следующие элементы:
- купол, прикрепленный к сборному днищу и сформированный таким образом, что его внутреннее пространство окружено полом, прилегающими сегментами, образующими стену, и прилегающими сегментами, образующими потолок, причем все это изготовлено из вспененного полистирола, и
- соответствующее место для установки купола (далее «улучшенная площадка»), представляющее собой круглое отверстие, которое выкопано в земле на заранее заданную глубину и затем заполнено одинаковыми сферами,
причем указанный купол установлен на указанную улучшенную площадку с возможностью скольжения.
Сферы указанной улучшенной площадки предпочтительно являются булыжниками или изготовлены из твердой резины.
Куполообразное убежище, устанавливаемое на улучшенную площадку, состоящую из указанного круглого отверстия, заполненного одинаковыми сферами, которые поглощают горизонтальные сотрясения, вызываемые землетрясениями, таким образом, ослабляя сотрясение купола, описано в п.1 формулы изобретения. Кроме того, даже если улучшенная площадка движется горизонтально, купол, прикрепленный к сборному днищу, скользит по улучшенной площадке, что приводит к малому перемещению самого купола. Пол, стена и потолок купола изготовлены из вспененного полистирола и образуют замкнутую конструкцию в виде свода оболочки. Это обеспечивает соответствующую амортизацию и прочность и рассеивает сотрясения, вызываемые землетрясениями, по всему куполу, таким образом ослабляя толчки для людей или товаров, находящихся внутри купола.
П.2 формулы изобретения раскрывает куполообразное убежище, способное эффективно поглощать сотрясения, позволяя одинаковым сферам - булыжникам или твердой резине, перемещаться в точках их соприкосновения, обеспечивая эффективное поглощение сферами как горизонтальных, так и вертикальных сотрясений, вызываемых землетрясением. Одинаковые сферы также предпочтительны для выравнивания улучшенной площадки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На Фиг.1 представлен разрез куполообразного сейсмоустойчивого убежища в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.2 представлен вид сверху куполообразного сейсмоустойчивого убежища в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.3 представлен общий вид сборного днища в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.4 представлен разрез известного куполообразного убежища.
Перечень позиций:
1 - вспененный полистирол
2 - слой упрочненного (армированного) строительного раствора
3 - сборное днище
4 - слой бетона
5 - булыжники
6 - верхний пол
7 - фанерная опалубка для бетона
10 - потолок
15 - прилегающий потолочный сегмент
20 - стена
25 - прилегающий стеновой сегмент
30 - нижний пол
40 - улучшенная площадка
50 - купол в соответствии с настоящим изобретением
60 - известный купол
65 - ветер
70 - площадка
80 - бетонные блоки
82 - бетон
100 - куполообразное убежище
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На Фиг.1 представлен разрез куполообразного убежища 100 в соответствии с настоящим изобретением, которое сооружается путем помещения на улучшенную площадку 40, изготовленную из булыжников 5, купола 50, сформированного из прилегающих сегментов, изготовленных из вспененного полистирола 1. Купол 50 имеет замкнутую конструкцию, которая сформирована путем окружения пространства нижним полом 30, стенами 20 и потолком 10, со сборным днищем 3, расположенным внизу купола 50, таким образом, что он контактирует с улучшенной площадкой 40. Вспененный полистирол 1, из которого изготовлен купол 50, имеет толщину 20 см, обеспечивая прочность купола 50 при различных условиях и даже при скапливании на нем снега. Наружная поверхность вспененного полистирола 1 покрыта слоем 2 упрочненного строительного раствора толщиной приблизительно 2 см. Слой 2 упрочненного строительного раствора изготовлен путем комбинирования строительного раствора со смесью углеродного волокна, улучшающего ударопрочность и трещиноустойчивость, и полиакрилатного связующего, такого как полиакриловокислый эфир или полиметакриловокислый эфир, улучшающего способность слоя 2 упрочненного строительного раствора прилипать к вспененному полистиролу 1.
Фанерная опалубка для бетона используется для изготовления сборного днища 3, чтобы купол 50 мог скользить по улучшенной площадке 40. Фанерная опалубка для бетона имеет толщину 6-9 мм. Вместо фанерной опалубки для бетона для изготовления сборного днища 3 может использоваться смола. Над нижним полом 30 имеется слой 4 бетона, на котором расположен верхний пол 6. Пространство под верхним полом 6 может использоваться для прокладки электропроводки и трубопроводов.
Круглое отверстие глубиной приблизительно 50 см выкапывают в площадке 70 и заполняют булыжниками 5, образуя улучшенную площадку 40. Булыжники 5 являются одинаковыми круглыми камнями диаметром от 15 до 30 см. Вообще, мелкие камни диаметром от 10 до 15 см, часто имеющие круглую форму, называют бутом, камни диаметром от 0,5 до 8 см называют гравием, а камни диаметром 30 см или более называют валунами. Бут и гравий склонны к непрерывному движению, а валуны не могут эффективно поглощать сотрясения, вызываемые землетрясениями. Сферы, пригодные для использования для улучшенной площадки 40, не ограничиваются булыжниками 5, но могут являться сферами из твердой резины, имеющей умеренную твердость и упругость. Диаметр сфер предпочтительно составляет от 10 до 30 см.
На Фиг.2 представлен вид сверху куполообразного убежища. На Фиг.2 при помощи разреза крыши по жирной линии и горизонтального разреза стены в правой нижней части представлено внутреннее пространство купола 50. Диаметр пола купола 50 равен приблизительно 7 м, а диаметр улучшенной площадки 40 должен составлять приблизительно 8 м, превышая диаметр купола 50 на 1 м. Наружная оболочка купола 50 состоит из десяти прилегающих стеновых сегментов 25 и десяти прилегающих потолочных сегментов 15. Прилегающие сегменты скрепляют при помощи связующего, и их наружные стороны покрывают слоем 2 упрочненного строительного раствора. Каждый из прилегающих стеновых сегментов 25 и каждый из соответствующих прилегающих потолочных сегментов 15 могут соединяться для формирования единого стенопотолочного прилегающего сегмента. Нижний пол 30 также сооружают путем скрепления множества прилегающих сегментов (не показано).
На Фиг.3 представлен общий вид сборного днища 3, которое сооружают путем скрепления прилегающих сегментов, изготовленных из фанерной опалубки 7 для бетона. Прилегающие сегменты скрепляют армированными лентами и связующими. Сборное днище 3 прикрепляют при помощи связующего к нижнему полу 30, изготовленному из вспененного полистирола 1.
Даже если куполообразное убежище 100 установлено на улучшенной площадке 40, ветер 65 не может оторвать его от земли. Это происходит потому, что любой ветер 65, который ударяется о куполообразное убежище 100, обтекает крышу купола 50, прижимая ее вниз, как показано на Фиг.1. Если удельная масса строительного раствора равна 2,0, купол 50 в соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения весит приблизительно 700 кг, что почти равно весу легкового автомобиля, хотя вес купола колеблется в зависимости от толщины слоя упрочненного строительного раствора. Даже если землетрясение или что-то подобное приведет к перемещению купола из его первоначального установочного положения, купол можно легко вернуть в первоначальное положение, приподняв его с помощью домкрата и переместив на катках.
Куполообразное убежище в соответствии с настоящим изобретением имеет сейсмически изолированную конструкцию, и, следовательно, куполообразное убежище пригодно не только для использования в качестве жилого дома, но также для использования в качестве товарного склада и другого подобного помещения.