ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ НЕСУЩАЯ ПРОФИЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ФАСАДНОЙ СИСТЕМЫ
BLAST RESISTANT BEARING PROFILE STRUCTURE OF FACADE SYSTEM

Данное изобретение относится к противовзрывной несущей профильной конструкции фасадной системы.
Фасадная система известного типа, не обладающая противовзрывной конструкцией, раскрыта в документе DE 29919630 U1.
Фасадная система противовзрывной конструкции раскрыта в документе DE 20 2007007113 U1. Эта система имеет несущие профильные конструкции, которые обладают сложной конфигурацией и менее эстетически привлекательны по сравнению с известными фасадными системами. Аналогичные недостатки присущи системе, известной из документа DE 3744816 U1.
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы устранить эту проблему. Решение этой задачи раскрывается в пункте 1 формулы изобретения.
В соответствии с ним несущие профильные конструкции имеют предпочтительно цельный несущий профиль, в котором установлен по меньшей мере один энергопоглощающий компонент, или который имеет компонент, предназначенный для поглощения выделяющейся при взрывах энергии.
Внешний вид предлагаемой несущей профильной конструкции не отличается от систем, не обладающих противовзрывным эффектом, поскольку поперечные сечения энергопоглощающих элементов перпендикулярны протяженности
Несущие профильные конструкции по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что несущие профили полностью интегрированы в несущий профиль, или по поперечному сечению полностью окружены несущим профилем, или образуют незаметную снаружи часть этого несущего профиля.
Помимо этого, превосходный противовзрывной эффект достигается как в отношении сжатия, возникающего сначала после взрыва, так и предпочтительно в отношении последующего разрежения. Это вариант представляет собой не только усовершенствование, но и решение, которое само по себе следует рассматривать в качестве независимого изобретения. Соответственно, данный компонент сконструирован для того, чтобы сначала поглощать выделяющуюся при взрывах энергию ударной волны сжатия, а затем - поглощать энергию ударной волны разрежения, и тем самым особенно эффективно избегать разрушений.
Предпочтительно, чтобы на этом компоненте имелось по меньшей мере одно основание. Это основание обладает тем преимуществом, что благодаря ему создается участок с возможностью надежного удерживания на компоненте, в особенности если основание выполнено в виде по меньшей мере одной или нескольких опорных пластин.
Кроме того, основание хорошо подходит для установки и выполнения сжимаемого элемента и/или реализации приема, заключающегося в том, что на этом элементе, в частности на его основании, выполнен по меньшей мере один выступ, входящий в зацепление с соответствующим углублением на несущем профиле только в случае взрыва. Это позволяет несложным путем добиться выполнения основной функции. Допустимо также снабдить этот выступ фиксирующей головкой, входящей в углубление на несущем профиле только после взрыва, что обеспечивает следующее: когда при взрыве участки несущего профиля, соединенные между собой в заранее заданных разупрочненных или ослабленных местах отрыва или перегиба, либо сталкиваются друг с другом, либо отрываются друг от друга, сжимаемый элемент будет дополнительно заданным образом соединять эти участки при помощи фиксирующих головок или аналогичных средств, в частности для того, чтобы сначала предотвратить смятие части несущего профиля в результате сжатия, а затем предотвратить отрыв указанной части при последующем разрежении. Такая конструкция, кроме того, облегчает предварительную сборку элемента. С другой стороны, возможно поглощение энергии при вхождении фиксирующей головки в углубление, поскольку при этом возможна деформация самих фиксирующей головки и/или углубления. В дополнение к этому целесообразно, чтобы толщина стенки несущего профиля на участке, содержащем этот элемент, была меньше, чем толщина его остальных стенок, проходящих перпендикулярно плоскости плоского элемента.
Целесообразно, чтобы указанный по меньшей мере один выступ являлся объемной деталью.
В соответствии с одним из вариантов изобретения, указанный по меньшей мере один выступ выполнен в виде непрерывной перемычки, по всей длине параллельной несущему профилю. Однако допустим и альтернативный вариант, в котором выступ представляет собой прерывающуюся на некоторых участках перемычку, проходящую параллельно несущему профилю.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Ниже изобретение раскрывается более подробно на примерах осуществления, сопровождаемых чертежами.
Фиг.1-7 представляют собой сечения различных несущих профильных конструкций для фасадных систем зданий.
Фиг.8а-8d представляют собой последовательные сечения несущей профильной конструкции; которые в качестве примера схематично иллюстрируют поведение во времени несущей профильной конструкции с фиг.1 до и после взрыва. Фиг.9 изображает сечение участка стойки предлагаемой фасадной системы.
На фиг.1-7 показаны несколько вариантов несущих профильных конструкций фасадной системы, реализуемой, за исключением несущих профильных конструкций, например, аналогично раскрытой в документе DE 2991930 U1, с каркасом, образованным из вертикальных стоечных несущих профилей 1 (см. также фиг.9, раскрывающую основы этой конструкции) и горизонтальных ригельных несущих профильных конструкций, причем на указанном каркасе при помощи прижимных профилей 2 через уплотнения 3 закреплены плоские элементы 4. Раскрытые ниже конфигурации реализуемы как в горизонтальных ригельных, так и в вертикальных стоечных несущих профильных конструкциях. В смонтированном состоянии несущие профили находятся внутри, а прижимные профили - снаружи от плоскости плоских элементов здания.
Согласно фиг.9, прижимные профили 2 имеют, например, наружный контур трапециевидного сечения и крепятся при помощи болтов 5 и размещенных на болтах 5 пазовых сухарей 6 в пазах 7 типа "ласточкин хвост", выполненных с поднутрением на несущих профильных конструкциях, причем плоские элементы 4 удерживаются между прижимными профилями 2 и несущими профилями 1. На прижимных профилях 2 закреплены защитные кожухи 8.
Для начала более подробно раскроем несущую профильную конструкцию 1, с фиг.1.
Предпочтительно, чтобы несущая профильная конструкция 1 была зеркально-симметричной по обеим сторонам срединной плоскости М, проходящей перпендикулярно плоскости чертежа фиг.1. Хотя это условие и не является обязательным, оно положительным образом сказывается на поведении конструкции после взрыва.
Помимо этого, несущая профильная конструкция 1 имеет предпочтительно цельный металлический несущий профиль 9, который в соответствии с одним из вариантов изобретения содержит одну внутреннюю полость (фиг.1-3), а согласно другому варианту - несколько внутренних полостей 10, 11 (фиг 6, 7). Если предусмотрена только одна полость, возможно ее разделение на области 12, 13 (фиг.1, 2, 3) перемычками 14 (см., например, фиг.1, 2, 3), выступающими внутрь из опорного профиля. Если предусмотрено несколько полостей, возможно их отделение друг от друга перегородками 15 (фиг.6, 7).
Согласно фиг.1-7, предпочтительно, чтобы опорный или несущий профиль 9 был выполнен цельным.
Согласно фиг.1-7, в направленную противоположную относительно плоских элементов 4 область 12 (фиг.1 -3), или в полость 10 (фиг.4-7), вставлен предпочтительно полый и предпочтительно металлический усиливающий профиль 16 также прямоугольного сечения.
В соответствии с фиг.1-4 и 6-7, в части области 12, образовавшейся между перемычками 14, усиливающим профилем 16 и областью 13 или дополнительной областью 11, в каждом случае установлен энергопоглощающий компонент 17, предназначенный для поглощения, или поглощения за счет деформации, кинетической энергии, возникающей в результате того, что при взрыве прижимной профиль перемещается относительно фасадного профиля. В сечении с фиг.1, то есть в плоскости, перпендикулярной протяженности несущих профилей, компонент 17 со всех сторон окружен несущим профилем. Аналогично проиллюстрированному на чертежах, возможно также его расположение в виде профиля перпендикулярного плоскости чертежей. При этом допустима как непрерывная, так и состоящая из отдельных участков конфигурация.
Несущие профильные конструкции 1 выполнены таким образом, что они поглощают энергию, выделяющуюся при взрывах внутри или снаружи здания.
Для этого каждая из несущих профильных конструкций 1, изображенных на фиг.1-7, оснащена по меньшей мере одним или несколькими энергопоглощающими компонентами 17, интегрированными в несущие профили 9 таким образом, чтобы их не было видно снаружи. Реализуемо выполнение их как единого целого с несущими профилями 9, или в виде отдельной детали или нескольких деталей, с возможностью последующей вставки в несущие профили.
В данном случае энергопоглощающие компоненты 17 выполнены таким образом, что они гасят, поглощают и рассеивают выделяющуюся при взрыве энергию. При желании возможно выполнить по меньшей мере часть изображенных несущих профилей 9 таким образом, чтобы поглощение выделяющейся при взрыве энергии происходило также самими указанными профилями.
Согласно фиг.1, компоненты 17 имеют две опорные пластины 18, 19, которые в данном примере расположены параллельно на некотором расстоянии друг от друга и соединены в единую деталь посредством одной или, как в данном примере, нескольких перемычек 20.
Возможна V-образная или изогнутая конфигурация самих перемычек 20, причем в этом случае на вершине V выполнен своего рода заранее заданный участок изгиба, а угол а раствора V предпочтительно составляет более 0°, в частности предпочтительно более 30°.
В данном примере опорные пластины 18, 19 ориентированы параллельно плоскости плоских элементов 4.
Выступы 21, образующие в данном примере объемные детали, выступающие в направлении наружной стороны фасада, и на вершине которых имеется своего рода фиксирующая головка, в данном примере грибовидная головка 19, выступают из опорной пластины 19, расположенной ближе к плоским элементам 4.
На внутренней стороне каждой стенки 24 несущих профилей, на которую через уплотнения в углублениях 23 опираются плоские элементы и в которой в данном случае имеется паз 7, выполнено по меньшей мере одно углубление 25, предназначенное для размещения после взрыва фиксирующих или, как в данном примере, грибовидных головок 22, но в которое при нормальном состоянии крепления фасада на здании эти грибовидные головки 22 не входят.
На участке 28, проходящем параллельно рядом с выступами 21, толщина двух стенок 26, 27 опорного профиля 9, проходящих перпендикулярно стенке 24, меньше, чем на его остальных участках, при этом, если необходимо, указанные стенки снабжены заранее заданными V-образными участками 29 изгиба.
В данном случае, например, выступы 21 содержат двустенную ромбовидную часть, выполненную таким образом, чтобы после взрывов поглощать энергию за счет деформации, а также часть, предназначенную для задания направления и фиксации, то есть фиксирующую головку 22. Функционирование конструкции с фиг.1 раскрыто на фиг.8а - 8d.
Фиг.8а соответствует фиг.1 и демонстрирует состояние несущей профильной конструкции 1 перед взрывом. Если взрыв происходит снаружи здания, прижимной профиль 2 будет, в частности, давить через пазовый сухарь 6 в пазу 7 на стенку 24 с силой F, направленной внутрь здания, что приведет к деформации более тонких участков 28 и, при условии наличия, заранее заданных участков 29 изгиба. Если во время взрыва имеется такое относительное движение между прижимными профилями 2 и несущими профильными конструкциями 1, то наружные или опорные профили 9 сначала деформируются на этом участке и, таким образом, сами поглотят некоторое количество энергий (фиг.8b, 8 с).
Помимо этого, возникает относительное движение между стенкой 24 и энергопоглощающим компонентом 17, которое в итоге приводит к тому, что грибовидные головки 22 фиксируются в предусмотренных для этого углублениях 25 (фиг.8 с).
После этого, или одновременно с этим, происходит сжатие энергопоглощающего компонента 17. Таким образом, согласно фиг.8 с перемычки 20 деформируются, в результате чего две опорные пластины 18, 19 движутся навстречу друг другу, причем вследствие деформации перемычек 20 энергия также преобразуется или поглощается. Кроме того, деформируются и выступы 21, выполненные предпочтительно таким образом (например, с двумя стенками), что при взрыве они сокращаются и деформируются, в результате также поглощая энергию.
Наконец, из-за перепадов давлений после взрыва (вследствие разрежения) происходит движение в противоположном направлении, при котором перемычки 20 растягиваются и, в частности, даже разрываются. Возможны также отрывы в области заранее заданных мест 29 изгиба и более тонких участков стенки 28. Однако, как правило или часто, фиксирующие или грибовидные головки 22 препятствуют полному отрыву стенки 24 от остального профиля. При этом внутренние перемычки или выступы 14 удерживают одну из опорных пластин 19. Помимо этого, они сами поглощают энергию за счет деформации.
Возможно выполнение энергопоглощающего компонента 17 в виде одной или нескольких деталей. Выполнение в виде одной детали является предпочтительным. При необходимости на компоненте 17 возможно выполнение, в частности, формованием, вспененного участка или другого сжимаемого элемента.
Соответственно, вместо перемычек 20, являющихся частью энергопоглощающего компонента 17, между опорными пластинами 18, 19 возможно расположить (расположение не показано) сжимаемый элемент 30 из эластомера, ячеистого материала, металлической пены или аналогичного материала, при условии закрепления этого сжимаемого элемента на опорных пластинах 18, 19 посредством, например, соэкструзии. Для алюминиевых профилей целесообразно и предпочтительно применение алюминиевой пены 30 (фиг.5), что даст возможность выполнить энергопоглощающие компоненты 17 также на участках самого профиля.
Кроме того, применение такого элемента 30 позволит обойтись без одной из двух опорных пластин 18, 19 (фиг.3) и установить элемент 30 прямо на одной оставшейся опорной пластине 19.
Предпочтительно, чтобы в конструкции оставалась опорная пластина 19, прилежащая к перемычкам 14. Такое расположение показано на фиг.2. В остальном принцип действия в целом соответствует принципу с фиг.8, с той разницей, что сначала происходит сжатие, а потом расширение элемента 30.
Согласно фиг.3, взамен фиксирующих головок 22, способных при взрыве входить в зацепление с фиксирующими углублениями 25, на двух опорных пластинах 18, 19 выполнены небольшие выступы 31 в виде перемычек, разделенных сжимаемым элементом 30, которые не способны войти в фиксирующее зацепление с соответствующими углублениями 32 в (двойной) стенке 24, при этом, однако, возможно их вхождение в указанные углубления, обеспечивающее направленное расположение или даже зажим. В итоге данный вариант не предусматривает фиксации с фиг.1. При этом сквозь стенку 24 допустимо ввинтить в компоненты 17, 30 винт 35, что позволит добиться фиксации, аналогичной получаемой при применении фиксирующих головок 22, также и при расширении, аналогичном показанному на фиг.8 с (см. фиг.3). Это сделает использование выступов с грибовидными головками 22 (фиг.3) необязательным.
Согласно фиг.4, полость 13 заполнена энергопоглощающим компонентом 17, выполненным из сжимаемого материала.
Применение металлической пены позволяет выполнить цельную часть металлического профиля из самой пены (см. фиг.5). Кроме того, согласно вариантам с фиг.4 и 5, при сжатии компонентов 17, выполненных в данном случае в виде сжимаемых компонентов 17, 30, поглощение энергии происходит сначала за счет сжатия. Помимо этого, предпочтительно, чтобы применяемая металлическую пена также обеспечивала защиту от отрыва при ударной волне разрежения.
Согласно фиг.6, в полость 11 установлен энергопоглощающий компонент 17 или 30, имеющий выступы или детали с фиксирующими головками 22, направленными не только в сторону стенки 24, но также и в сторону перегородки 15, причем в перегородке 15 также предусмотрены фиксирующие углубления 25 таким образом, что под действием ударной волны сжатия по обе стороны происходит вхождение фиксирующих головок 22 в зацепление с противонаправленными фиксирующими углублениями 25.
Возможно выполнить компонент 17 с фиг.6 из сжимаемого материала и цельным, или, аналогично изображенному на фиг.1, имеющим две опорные пластины 18, 19 (последний вариант не изображен).
Соответственно, в примере осуществления изобретения с фиг.7 перемычки 31 и углубления 32 предусмотрены на двух противоположных друг другу наружных поверхностях энергопоглощающего элемента 17, а также на стенке 24 и перегородке 15, причем в элементе 17 возможно дополнительно предусмотреть резьбовое отверстие (не показано).
Помимо этого, перемычки 33 и углубления 34, параллельные плоскости плоского элемента 4, входят с друг другом в зацепление и, таким образом, удерживают энергопоглощающий компонент 17 в соответствующем положении при монтаже. Это решение также показано на фиг.3 для нижней или внутренней опорной пластины 19.
Во всех вариантах осуществления изобретения не происходит нарушения внешнего вида с точки зрения цельности несущей профильной конструкции. При этом, однако, обеспечивается надежная взрывозащита.
Номера позиций
стоечные несущие профильные конструкции
1
Прижимные профили
2
Уплотнения
3
Плоские элементы
4
Винты
5
Пазовые сухари
6
Пазы
7
Защитные кожухи
8
Опорный профиль
9
Полости
10, 11
Области
12, 13
Перемычки
14
Перегородки
15
Усиливающий профиль
16
Компонент
17
Пластины
18, 19
Перемычки
20
Выступы/объемные детали
21
Грибовидная головка
22
Углубления
23
Стенка
24
Углубления
25
Стенки
26, 27
Участок стенки
28
Заранее заданные места изгиба
29
Элемент
30
Выступы
31
Углубления
32
Перемычки
33
Углубления
34
Винт
35
Срединная плоскость
М
Сила
F