Антисейсмическая школа

Антисейсмическая школа Реферат

см. также    http://proza.ru/2021/09/05/627

1 Зайцев Илья Дмитриевич  krylat@mail.ru 7  класс школы «Интеллектуал»

2 Квитко Василий Егорович krylat@mail.ru 11 класс школы «Интеллектуал»

3       Ефимов Александр Владимирович руководитель

Изобретение относится к школьным зданиям, возводимым в сейсмо-опасных районах, представляет из себя объединенную общим переходом группу одноэтажных модулей с многослойным основанием, где нижний слой представляет из себя две плиты, между которыми размещены металлические шары, закрепленные при помощи пружин к нижней плите и связанные через маховик с коленчатым валом и мультипликатор с электрогенератором, закрепленными на нижней плите, и соединенные с аккумулятором.
Над верхней плитой в гравийном слое устроена линза, на основании которой уложены автопокрышки, засыпанные песком, на котором установлен фундамент здания. В гравийном слое размещены фортитуды, направленные острием в сторону гипоцентров предполагаемых землетрясений.
При разрушительном толчке и соответствующем горизонтальном перемещении шаров возникающая электроэнергия обеспечивает звукосветовой сигнал и автоматическое раскрытие дверных проемов в наружных стенах здания.
Формула изобретения
1. Антисейсмическое школьное здание, характеризующееся тем, что оно представляет из
себя модульно-секционную структуру, и в котором отдельные модули, представляющие
собой одноэтажные блоки обтекаемой бионической конфигурации с ограждениями
двоякой кривизны, включающие в себя отдельные секции, соединенные между собой
упругими связями, и объединенные общим переходом, причем все секции, выходящие на
школьный участок,оборудованы дверным проемом.
2. Здание по п. 1 отличается тем, что оно снабжено многослойным основанием, в котором
нижний слой составляет две платформы, между которыми размещены металлические
шары, прикрепленные к нижней платформе с помощью пружин, оборудованные двумя
шатунами, шарнирно прикрепленными с двух сторон шара одним концом, и другим
концом к маховику, установленному стационарно на нижней платформе и снабженному
коленчатым валом и кривошипом, который в свою очередь аналогично связан с коробкой
передач, являющейся здесь мультипликатором и выполнен с возможностью передачи
крутящего момента на электрогенератор, установленный станционно на нижней
платформе и соединенный проводом с аккумулятором, расположенным на уровне земли
и связанным с автаматизированной системой управления, датчики и приводы которой при
разрушительном толчке и вибрации шаров обеспечивают автоматическое раскрытие
наружных дверей в секциях здания и световой сигнал оповещения, в то время как
средний слой основания представляют собой фортитуды, являющиеся устройствами,
выполненными из железобетонных панелей, объединенными металлическими связями,
установленными выше и сбоку платформ с шарами и направленными своими остриями в
напралении гипоцентров вероятных источников землетрясения, причем слой с
фортитудами заполнен гравием, в массиве которого образованна линза, на поверхности
которой уложены автопокрышки, заполненные упругим материалом и закрытые
специальными заслонками, причем автопокрышки засыпаны слоем песка, на котором
установлены фундаменты модулей.
3. Здание по п. 1, отличающиеся тем, что школьная мебель выполнена трансформируемой, в
часности учебные столики и стулья изготовлены с возможностью преобразовываться в
ложементы, в которых школьник может отдыхать, приняв горизонтальное положение.
4. Здание по п.п. 1 и 2,отличаются тем, что оно снабжено автоматизированной системой
управления, включающей вычислительное устройство и терминал, связанные через
интерфейс с датчиками и приводами блоков управления аккумуляторов электроэнергии,
автоматизированным раскрытием наружных дверей секций, аварийным
электроснабжением, водоснабжением, теплоснабжением, вентиляцией, внутришкольным
радиооповещением, спринклерным пожаротушением и системой отключения
центрального газоснабжения, электроснабжения и водоснабжения.

Сейсмостойкое школьное здание
Изобретение относится к строительству школьных зданий в сейсмоопасных регионах.
Цель изобретения - снижение опасности для жизни и здоровья детей в учебно-воспитательных учреждениях, расположенных в местности, подверженной землетрясениям.
Известны компактные многоэтажные школьные здания с кирпичными либо крупнопанельными стенами и железобетонными перекрытиями, которые, к сожалению, не защищены в необходимой степени от разрушительных землетрясений и которые сложно быстро покинуть в момент удара стихии (1).
Особенностью землетрясений является их внезапность и невозможность предвидеть время и силу последующих толчков - афтершоков (2).
Человека, находящегося в момент удара стихии в замкнутом пространстве, инстинктивно охватывает неконтролируемый страх. Так в результате ташкентского землетрясения в 1966 из 800 тысяч жителей одна тысяча оказалась среди пациентов городской психбольницы. Поэтому важно сохранить в этом случае не только физическое, но и психическое здоровье людей и, особенно, детей, которые могут впервые столкнуться с такой чрезвычайной ситуации.
Поэтому нами предлагается школьное здание с модульно-секционной структурой, в котором отдельные модули, представляющие из себя одноэтажные блоки обтекаемой бионической конфигурации с ограждениями из легких конструкций двоякой кривизны, включающие в себя отдельные секции, соединенные между собой специальными упругими связями, и объединены общим переходом. При этом все секции оборудованы дверным проемом с возможностью выхода непосредственно на школьный участок.
Особое внимание при этом уделено основанию здания. Прежде всего оно выполнено многослойным, где каждый слой имеет свое функциональное назначение.
Известны предложения где среди антисейсмических мероприятий предлагаются конструкции, включающие металлические шары установленные между двумя плитами(3-7). Однако эти предложения нацелены исключительно на противостояние стихии.
В отличие от этого в нашем предложении подобные шары установлены между двумя платформами в нижнем слое основания под каждым модулем, крепятся к нижней платформе с помощью пружин и оборудованы двумя шатунами, шарнирно прикрепленными с двух сторон шара одним концом, а другим с моховиком, установленным стационарно на нижней платформе и снабженным коленчатым валом и кривошипом, который аналогично связан с коробкой передач, являющейся здесь мультипликатором и который в свою очередь выполнен с возможностью передачи крутящего момента на электрогенератор, установленный здесь же. Ток, который вырабатывается в генераторе в момент сейсмического удара и последующей вибрации шара
передается на аккумулятор по проводам. Находящийся на поверхности земли аккумулятор замыкает сеть, обеспечивая автоматическое раскрытие дверей во всех модулях здания и обеспечивает светозвуковой сигнал при разрушительном уровне толчка (например, превышающем 7 баллов по шкале Меркалли). В итоге дети могут быстро покинуть здание.
Учитывая неопределенность направления удара во многих известных предложениях предусматривается возможность передвижения шаров в разном направлении(3,4)
Однако в настоящее время достаточно изучены причины землетрясений, определены районы наиболее часто возникающих землетрясений, ведутся многолетние наблюдения и регистрация их сейсмографическими станциями. Анализ этих наблюдений позволяет установить вероятное расположение ближайших источников упругих деформаций литосферных плит земли, а также глубины залегания их гипоцентров(2).
Поэтому, если сложно установить время и интенсивность удара стихии, то направленность его вполне с большой долей вероятности можно предвидеть и установить шары таким образом, чтобы их колебания были бы использованы оптимальным образом.
Следующим средством противостояния стихии предлагаются специальные устройства, которые мы называем фортитуды (тогй1ис1о - лат.крепость) и которые учитывают не только направление удара, но и угол его атаки и представляют из себя железобетонные плиты, объединенные между собой металлическими связями, работающими на растяжение, приваренные к закладным деталям на торцах плит. При этом здесь могут быть использованы плиты, которые по каким-либо причинам (например, из-за несоответствия размерам) невозможно использоваться в гражданском строительстве в данном месте.
Фортитуды устанавливаются таким образом, чтобы их главное острие было направлено в сторону гипоцентров возможных толчков. Фортитуды устанавливаются выше и сбоку от платформ с шарами и засыпаются гравием, в котором под каждым модулем создается линза, дно которой устилается использованными автопокрышками, заполненными упругим материалом и закрытые специальными заслонками. Затем слой автопокрышек засыпают песком, на который устанавливают плиты фундамента модуля на выровненной песчаной основе.
С учетом возможных нештатных ситуаций учебная мебель в школе выполнена с возможностью трансформации и превращения , в частности, учебного столика и стула в ложемент, в котором школьник может отдыхать, приняв горизонтальное положение.
Здание оборудовано автоматизированной системой управления, включающей вычислительное устройство и терминал, связанные через интерфейс с датчиками и приводами блоков управления аккумулятором электроэнергии, автоматизированным раскрытием наружных дверей секций, аварийным электроснабжением, водоснабжением, вентиляцией, внутришкольным радиооповещением, спринклерным пожаротушением, а так же системой отключения центрального газоснабжения, электроснабжения и водоснабжения.