專利名稱：突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時緊急避險的綜合防護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時緊急避險的綜合防護裝置 所屬技術(shù)領(lǐng)域 本實用新型涉及理論力學、材料力學和結(jié)構(gòu)力學，并連帶涉及電力、通訊、報警示 蹤及人的生存保障等技術(shù)領(lǐng)域，構(gòu)建在突發(fā)強烈地震尤其是毀滅性地震或強風暴來臨時給 來不及外撤的室內(nèi)人員緊急避險從而免遭墜落重物擊打并提供電力、通訊、報警示蹤、自救 互救器材、伺機逃逸或長期堅守待援的生存保障物資之綜合性防護裝置，并按各類消費群 體的特點制作不同規(guī)格、材質(zhì)和外觀的系列產(chǎn)品以滿足不同需求。
背景技術(shù)：
地震是地球上出現(xiàn)最多、危害最烈的自然災(zāi)害，全球每年發(fā)生破壞性地震約八百 次，里氏七級以上者也有近十次之多！我國地處環(huán)太平洋地震帶和地中海喜馬拉雅地震帶 上，地震活動頻繁；城鄉(xiāng)現(xiàn)有的大量建筑物抗震級別低，因而成災(zāi)率高。2008年8月底攀枝 花_會理地震造成了 1700萬平方米建筑物受損，其中85 %是土木結(jié)構(gòu)房。突發(fā)強烈地震時， 從出現(xiàn)第一次強縱波到出現(xiàn)第一次強橫波一般僅有十余秒至兩三分鐘的時間間隔，那些抗 震強度不足的建筑物就因受地震橫波產(chǎn)生的剪切力破壞而開始坍塌，如果滯留室內(nèi)(尤其 是樓上)的人選擇在這一短暫間隙里貿(mào)然外沖，其遭受傷害的概率很高。2008年5月12 日14點28分發(fā)生汶川大地震后不到兩分鐘時間，都江堰市聚源中學的三層主教學樓就轟 然倒塌，造成278名師生死亡和11人失蹤。據(jù)專家建議，當時人們應(yīng)迅速進入小開間(小 跨度)房間內(nèi)避險，或鉆在桌子下，或蹲在立柜、大型機器設(shè)備、汽車旁，以冀在房屋坍塌時 能躲避重物擊打并獲得一個小“三角間隙”作為生存空間，以便伺機自救、互救或等待外部 救援。許多地震事例證明，這種平時未作準備而事發(fā)時才倉惶尋找避險場所的辦法效果甚 差，成功生還率低。在汶川大地震那天下午，綿州市富新鎮(zhèn)二小教導主任周培新正在某班授 課，地震發(fā)生時他急忙叫學生躲在課桌下，而不到一分鐘教學樓就坍塌解體，巨大的橫梁和 預制樓板將普通課桌壓垮，全班六十多個學生就有五十多人遇難！據(jù)美國國際搜救隊長道 格卡普統(tǒng)計，人們躲在桌子或床鋪底下避險的傷亡率達90%以上，是因為這些避險設(shè)施既 不便利又不堅固，何況在危急關(guān)頭遇險人身邊未必就有現(xiàn)成物可供避險之用，即便能僥幸 活命并獲得一個小空間，但生活條件蕩然無存，其生命體征亦將迅速變壞，生還機會甚為微 茫。另方面，以往世界各地頻繁發(fā)生的強臺風及颶風也給人類帶來巨大的災(zāi)害。一些 國家和地區(qū)擁有大量的輕質(zhì)材料建筑物(如美、日、古巴、中國臺灣等)，其抗風壓能力不 強，在強風暴尤其是颶風肆虐下毀壞嚴重。2008年8、9月間颶風“古斯塔夫”和“艾克”接 踵狂掃古巴，四十多萬所房屋受損，6萬多所徹底垮塌；當“艾克”即將登陸墨西哥灣時，美 國德克薩州的大部分人紛紛撤離本土，但也有不少人有鑒于2005年為躲避颶風“麗塔”而 出現(xiàn)疏散人流車陣大擠塞的凄慘遭遇而寧愿選擇冒險留守家中。我國臺風多發(fā)地帶華東華 南沿海廣大城鄉(xiāng)存在很多土木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)的低層民房，多數(shù)不具備抗強風壓能力的剪 力墻、結(jié)構(gòu)柱和深樁基，僅2004年浙江省就因臺風而損壞房屋40. 52萬間，其中倒塌8. 55 萬間，群眾的生命財產(chǎn)損失十分嚴重。假如當時留守者的室內(nèi)安置了足以抵御房屋倒塌墜物擊打之避險裝置，就能得到安全得多的人身保障，足證我們需要及時掌握應(yīng)對緊急災(zāi)害 的有效手段。本實用新型主要應(yīng)用以下技術(shù)和新型材料構(gòu)建性能可靠的地震或風暴緊急避險 裝置供各個場所的 人們備用以改變上述被動局面。結(jié)構(gòu)是可承受一定的力和抵抗變形的架構(gòu)形態(tài)。架構(gòu)是物體的主體框架與構(gòu)造形 式。構(gòu)件是組成結(jié)構(gòu)的各組成部分，既可以是一個零件，也可以是多個零件的組合。工程結(jié) 構(gòu)是能承受和傳遞外加載荷的系統(tǒng)，包括桿、板、殼以及它們的組合體。薄殼結(jié)構(gòu)是一種薄得不至于產(chǎn)生明顯的彎曲應(yīng)力，但厚度是可以承受壓力、拉力 和剪力的剛性曲面空間結(jié)構(gòu)形式，可以簡單地理解為周邊支承的曲板；殼體能充分利用材 料強度，同時又能將承重與圍護兩種功能融合為一；它常以外形來分類，有雙向彎曲的球 狀、圓錐狀、雙曲線狀和雙曲拋物面狀薄殼和單向彎曲的筒狀薄殼等。筒狀薄殼又叫柱面薄 殼，由殼板、側(cè)邊緣構(gòu)件和橫隔組成；受到外力載荷時殼體的整體性能較佳，其面外彎曲應(yīng) 力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力相對較小，主要應(yīng)力是面內(nèi)應(yīng)力且傳導途徑簡捷。半圓形筒狀薄殼所受垂直 壓力將轉(zhuǎn)化為橫向推力并傳導至側(cè)邊緣構(gòu)件上，在不變形的前提下，其基部所受的橫向推 力理論上為零。但薄殼結(jié)構(gòu)形狀復雜，制作難度較大；就本裝置而言，如欲先在室外制作后 再搬入室內(nèi)安放，則可能遇到成品尺寸大于房門及過道的麻煩；而在現(xiàn)場制作就會影響室 內(nèi)的正常秩序。拱結(jié)構(gòu)中間高兩邊低，曲面呈弧形，它的穩(wěn)定性較佳。拱形托架能將其上部拱形構(gòu) 件所受的壓力轉(zhuǎn)化為橫向推力傳導至支柱上，它有很好的穩(wěn)定性。直墻半圓拱的拱頂一旦 遭受重物沖擊，其所受壓力將轉(zhuǎn)化為橫向推力傳導至直墻上，在不變形的前提下，直墻基部 之圍護圈所受的橫向推力理論上為零。桁架是由桿件以一定方式連接而成的型材構(gòu)件，一般由直桿組成具有三角形單元 的平面或空間結(jié)構(gòu)；桿件主要承受軸向壓力或拉力，能充分利用材料強度，增大構(gòu)件的剛 度，減輕自重。預應(yīng)力是以一定的目的而人為施加的初應(yīng)力，有人稱之為“動能攔截器”，這個初 應(yīng)力可以加強預應(yīng)力施加物的強度而抵消全部或一部分的外力荷載。當外力壓縮材料時， 材料內(nèi)部誘發(fā)與之抗衡的力，這就是壓應(yīng)力。在結(jié)構(gòu)承受外力荷載之前，預先對該結(jié)構(gòu)將在 外力荷載作用的受拉區(qū)施加壓應(yīng)力，以改善結(jié)構(gòu)的抗拉性能，這種結(jié)構(gòu)形式稱為預應(yīng)力結(jié) 構(gòu)。預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)是施加一定預應(yīng)力的鋼結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)施加預應(yīng)力后，能使鋼材的拉壓強度 在同一構(gòu)件中得到充分利用；充分發(fā)揮了材料的彈性強度潛力，從而提高了結(jié)構(gòu)的承載能 力。系統(tǒng)理論參見下表所列著作 一般移動電話(手機)的信號直接和當?shù)氐孛婀潭ɑ?信號塔)聯(lián)系，而基站 與基站之間、基站與中央服務(wù)器之間用光纖傳輸信號。破壞性地震可能造成基站、光纖等設(shè) 備的毀壞，從而影響通訊甚至完全不能通話。這對外部了解震區(qū)情況、組織施救不利，而衛(wèi) 星電話通信則不受地震破壞的影響。衛(wèi)星電話依靠人造衛(wèi)星傳輸信號，覆蓋面廣，幾乎沒有盲區(qū)。重慶市衛(wèi)通所推出的 愛立信R190能同時兼容GSM和衛(wèi)星電話兩種網(wǎng)絡(luò)，平時可任意使用中國移動或中國聯(lián)通的 GSM網(wǎng)絡(luò)，號碼無須更改，還可發(fā)短信；需要時再切換到衛(wèi)星電話網(wǎng)絡(luò)(此時GSM網(wǎng)絡(luò)處于 占線狀態(tài))。該機通訊無死角，用戶無論在高山叢林、廣闊海洋、荒蕪沙漠、偏遠城鄉(xiāng)均可輕 松拔接電話。尤以210克口袋型R190最便當，它使用通訊功能最強的Garuda高頻衛(wèi)星。倘 若地震災(zāi)區(qū)的群眾和機構(gòu)工作人員配備了一些衛(wèi)星電話，則好處多多。一般地震重點監(jiān)視 防御地區(qū)的居民最好能普及使用衛(wèi)星電話以備不時之需。但衛(wèi)星手機售價約八、九千元，推 廣仍有一定難度。單兵氧氣面罩(含儲氧容器)是部隊在高原軍事活動中使用的個人防護設(shè)備，能 在缺氧狀態(tài)下為使用者提供生存保障。在地震廢墟掩埋下很可能遇到缺乏新鮮空氣的惡劣 險情，用它解救被困人員以免窒息死亡。報警器工作時能周期自動發(fā)出帶識別碼的脈沖信號，外部救援人員用電子尋蹤器 可探測到脈沖信號源的準確方位并判定報警者的身份，方便救援工作迅速展開。非常用笛是《日本預防地震家庭裝備大全》中推薦使用的報警器材，它可發(fā)出3千 赫茲的聲頻波，人耳容易辨聽，適用于結(jié)構(gòu)較簡單、配套設(shè)備較少的避險裝置，如避險包、避險辦公桌、避險課桌等。因其造價比電子報警器低得多，又不需要設(shè)置“電子尋蹤器”這樣 的主機系統(tǒng)，故而容易推廣采用。玻璃鋼分有機玻璃鋼和無機玻璃鋼兩種前者的基體材料有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、 不飽和聚酯樹脂等，后者的基體材料有氧化鎂、氯化鎂等。夾層結(jié)構(gòu)玻璃鋼通常涂一層玻 璃纖維布再涂一層基體材料，交替進行并凝固成型。將玻璃纖維改為高模量纖維或中空纖 維可增強剛性，遂成為高強度夾層玻璃鋼，其拉升、彎曲和壓縮強度可達400MPa以上，不僅 大大超過普通碳鋼甚至達到或超過某些特殊合金鋼的水平(木材為40 lOOMPa，鋼材為 250 350MPa)。碳素纖維復合材料是先經(jīng)過碳化丙烯酸等纖維而成纖維材料，再與樹脂、 金屬、陶瓷等組成的合成材料，其特性為①比重很小，約等于鐵的五分之一；②強度很高， 幾乎等于鐵的10倍；③不生銹，耐腐蝕。金屬鎂合金是高級工程結(jié)構(gòu)材料，其突出特點是 ①比強度(強度/密度)高于鋁合金和鋼鐵；②在金屬結(jié)構(gòu)材料中比重最?。虎鄹咦枘?、高 吸震、高減震性能，對結(jié)構(gòu)體提高防沖擊、防凹陷性破壞十分有利，有良好的抗沖擊和抗壓 縮能力；④良好的鑄造性、耐蝕性和高散熱性。抗震阻尼器用鋼具有極好的屈服強度、延伸 率及沖擊韌性。合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上，加入少量的一種或幾種合金元素，提高 了鋼的淬透性，保證鋼經(jīng)過熱處理后獲得良好的綜合機械性能，具有較高的強度和足夠的 韌性。
發(fā)明內(nèi)容為解決以往突發(fā)強烈地震(特別是毀滅性地震)或強風暴來臨時室內(nèi)來不及外撤 者無處躲避或雖倉促躲避但避險效果不佳的普遍問題，本實用新型提供一種緊急避險的綜 合防護裝置，它并非僅僅是用以防御墜落重物強力擊打的安全庇護所，而且是一種給避險 者提供電力、通訊、報警示蹤、自救互救、飲食醫(yī)療救護等多種功能的獨立生存空間，能保證 被困者有良好的生存環(huán)境和生活質(zhì)量，長期維持正常的生命體征以策自救、互救和等待外 援，也給救援工作提供了便利，增加了被困人員的獲救生還機會，減少了傷亡。本實用新型在大容積品種的外部用發(fā)泡材料制作童話格調(diào)裝飾物以美化外觀遂 成室內(nèi)一景；在墜落重物擊中本裝置時，這些裝飾材料可起減緩沖擊的阻尼作用。(說明為方便敘述起見，本文以下內(nèi)容均以地震緊急避險裝置作為具體實施例， 各種風暴緊急避險裝置與同類型地震緊急避險裝置通用，在各類避險裝置的名稱中省略 “或風暴”三字)本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1.用高強度工程材料制作①半圓形筒狀薄殼作為地震緊急避險屋(以下簡稱避 險屋)和防范災(zāi)害床(以下簡稱防災(zāi)床)的外層殼體；②球狀薄殼作為地震緊急避險包(以 下簡稱避險包)的外層殼體；③直墻半圓拱作為地震緊急避險辦公桌(以下簡稱避險辦公 桌)和多種避險臺桌(講臺、球臺、飯桌、閱覽臺、工作臺、會議臺、展品臺等)、地震緊急避險 課桌(以下簡稱避險課桌)1#的外部構(gòu)件。2.用高強度金屬型材制作①與避險屋、防災(zāi)床、避險辦公桌、多種避險臺桌及避 險課桌1#外部構(gòu)件相匹配的直墻半圓拱形托架或半圓形筒狀薄殼構(gòu)件并緊密撐托其內(nèi)；
②與避險包外層殼體相匹配的球形托架并緊密撐托其內(nèi)；③與避險課桌2#桌面相匹配的 弧形(小于半圓，弧心夾角約90度)托架與桌面緊密貼合。[0024]3.在用高強度金屬型材制作的直墻半圓拱構(gòu)件、半圓形筒狀薄殼構(gòu)件、拱形托架、 球形托架、桁架等構(gòu)件上適當施加預應(yīng)力。4.在本裝置的內(nèi)部空間適當設(shè)置若干個專用儲物室以存放直流電源系統(tǒng)、自救互 救逃生工具、通訊和報警示蹤器材、生存保障物資等，與上述工程結(jié)構(gòu)體共同組成一個具有 綜合功能的獨立生存空間。 避險屋適用于人員較集中的生產(chǎn)、辦公、教育、文體娛樂、醫(yī)療衛(wèi)生、商貿(mào)及集體宿 舍、私人住宅等場所，其外形如圓筒頂?shù)拈L形小屋，兩端橫隔各開啟一個可彎腰進出之“避 險門”，兩端側(cè)邊緣構(gòu)件各開啟一個僅能匍伏爬出的“逃逸門”，供幸存者伺機擇向逃生。用 戶平時把它當作臨時床鋪來使用也不錯，危急時刻它便是理想的避難所。避險屋的構(gòu)造特 征是外殼采用半圓形筒狀薄殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)撐托直墻半圓拱形托架，充分利用了材料特性，減 輕了重量；重心低，穩(wěn)定性好，不易傾復；還可根據(jù)各種消費群體的需求調(diào)整其規(guī)格尺寸， 適應(yīng)性強；也可制作比本實例(圖1至圖8所示)更低矮的避險屋，則穩(wěn)定性更好，但進出 不太方便。而半圓形筒狀薄殼內(nèi)撐托直墻半圓拱形托架則使它的抵御重力沖擊剛度倍增， 安全系數(shù)更大。防災(zāi)床(見圖9)與避險屋的外形及構(gòu)造相似，祗是將側(cè)邊緣部件和橫隔適當鏤空 以便通風透光；其凈空應(yīng)不低于圓頂蚊帳頂部(一般高1.8米左右)。將本裝置罩于日常 用床鋪上方，相當于在原有的床具上加裝一個安全外殼而不影響正常起居；萬一使用者在 睡眠中突遭毀滅性地震或強風暴而發(fā)生房屋倒塌的災(zāi)難(如1976年唐山大地震的災(zāi)情)， 就有可能躲過一劫而幸存，這無疑在我國地震高發(fā)區(qū)和地震重點監(jiān)視防御城市(如?？?、 長沙、南京、石家莊、合肥、重慶、濟南、黃石、焦作、成都、邯鄲、咸陽、福廈泉等)以及風暴頻 發(fā)的東南沿海地區(qū)更具有實用價值和推廣意義。防災(zāi)床擬在批量生產(chǎn)時與專業(yè)機構(gòu)合作將 其設(shè)計得更傢俱化、人性化，把它的避險作用融入日用功能中。避險包其實就是微型避險屋，它的外部采用球狀薄殼結(jié)構(gòu)，側(cè)邊緣是圓臺形的支 座環(huán)，下底圓半徑大于上底圓半徑(即球面半徑)，不易失穩(wěn)；它的外觀形如一個扣放于地 面的洪鐘(圖10、圖11所示)，其構(gòu)造特征是結(jié)構(gòu)簡單；體積小跨度??；內(nèi)部撐托的球形 托架及支柱基腳的拉桿都作十字交叉連接；占地少。它的外部用發(fā)泡材料裝飾童話格調(diào)的 模型，有減緩沖擊的阻尼作用。避險辦公桌、避險課桌、避險飯桌、避險球臺、避險講臺、避險閱覽臺、避險展品臺、 避險工作臺、避險會議桌等均系采用桌面下支承本實用新型優(yōu)選的工程結(jié)構(gòu)弧形拱(含直 墻半圓拱)托架、薄殼結(jié)構(gòu)等，有的為兩項組合體，有的為單項結(jié)構(gòu)。下面僅以使用場合最 廣泛的避險辦公桌和避險課桌為例簡述之1.避險辦公桌(圖12至圖14所示)在桌面下承托以高強度材料制作的直墻半 圓拱(外層為玻璃鋼夾層，內(nèi)層為薄鋼板制作的預應(yīng)力半圓形筒狀薄殼構(gòu)件)作為主體結(jié) 構(gòu)；右側(cè)尺寸較寬，上部設(shè)置三個抽屜，下部設(shè)置一個儲物柜(柜門向桌下空間開啟以便避 險者在內(nèi)取物)辦公桌的規(guī)格尺寸有較大的調(diào)節(jié)余地，可以設(shè)計成多種形式以適應(yīng)各類使 用者的需求。2.避險課桌(圖15至圖19所示)按國家質(zhì)檢局2003年1月1日實施的《學生 桌椅功能尺寸標準》(即2002年5月29日頒布的國家標準GB/T3976-2002)規(guī)定學生課桌 共分10類，現(xiàn)以第1類為例予以對照(均以mm為長度單位)[0032] 說明(1)本實用新型設(shè)計的避險課桌(第1類)的桌面最大深度420mm比國家 標準多20mm，是考慮到它需加裝后擋板以提高避險效果，擋板厚度約10mm，能保證桌下凈 空深度t2達410mm，即便大個學生入內(nèi)避險亦有足夠的藏身空間。事實上，一般學校的普通 教室因采用避險課桌增加的總深度也僅在200mm左右，現(xiàn)有教室是可以容納得下的。目前， 國內(nèi)有些生產(chǎn)廠家(如洛陽、銀川某廠)推銷的課桌桌面深達450mm。(2)避險課桌的桌面寬1220mm比國家標準多20mm，是為了增加桌子主體結(jié)構(gòu)的有 效尺寸以提高剛度，當然仍采用1200mm的寬度亦可。(3)本實用新型在課桌兩邊設(shè)置掛鉤并擬在座椅下設(shè)置掛籃以解決學生書包、雨 具、飯盒等物品的存放問題。本實用新型的有益效果是(1)本實用新型采用高強度玻璃鋼夾層、金屬鎂碳素纖維復合材料、高強度合金結(jié) 構(gòu)鋼等新型工程結(jié)構(gòu)材料制作現(xiàn)有技術(shù)中具有較大剛度之拱結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)并在金屬制 作的主要構(gòu)件上施加預應(yīng)力，作為地震或風暴緊急避險裝置的主體構(gòu)件并大多數(shù)組成兩者 結(jié)合體，比現(xiàn)有用普通材料制作的單一工程結(jié)構(gòu)之剛度有較大提升，因而安全系數(shù)更大，避 險效果更佳；尤其比以往公眾場合中在突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時用以臨時避險的普通 器物(如桌子、床鋪、柜子、高大機器設(shè)備、汽車等)更便利適用和安全可靠。(2)本實用新型內(nèi)部配備了數(shù)種高科技電氣產(chǎn)品、工具器械和中高檔的生存保障 物資等，一旦突發(fā)強震或強風暴來臨時發(fā)生房屋倒塌，室內(nèi)人員及時進入本裝置避險就可 保證他們的人身安全和良好的生存質(zhì)量并長期維持其正常的生命體征，增強了他們的抵御 風險能力，減少了傷亡，這是單純現(xiàn)有工程技術(shù)和當前不設(shè)防的公共、私人場所無法達到的 效益。(3)本實用新型中較大容積的品種(如避險屋、避險包和防災(zāi)床等)用發(fā)泡材料 制作具有童話格調(diào)的外部裝飾物，既美化了室內(nèi)景觀又提高了整體結(jié)構(gòu)減緩沖擊的阻尼能 力，亦是現(xiàn)有技術(shù)和當前一般設(shè)備所未見。(4)本實用新型適用場合多、應(yīng)用地域廣，拓寬了現(xiàn)有技術(shù)與工程材料的用途，更 充分地發(fā)揮了現(xiàn)有技術(shù)的實用工藝效果。

圖1是本實用新型代表產(chǎn)品地震緊急避險屋主視圖(亦為正視圖)。其反面視圖 除直流電源引入線插接口的方位與之相反外，其余構(gòu)件均相同。圖2是地震緊急避險屋右視圖(側(cè)視圖)，除直流電源引入線插接口外，左視圖與之相同。圖3是地震緊急避險屋A-A剖面右視圖，除直流電源引入線插接口外，左視圖與之 相同。對直墻立柱施加壓應(yīng)力的高強度預應(yīng)力螺桿套件也可安裝在立柱角鋼內(nèi)側(cè)(圖4、圖 5、圖6、圖7亦相同)圖4是地震緊急避險屋B-B剖面右視圖，除直流電源引入線插接口外，左視圖與之 相同。圖5是地震緊急避險屋C-C剖面俯視圖。圖6是地震緊急避險屋C-C剖面仰視圖。圖7是地震緊急避險屋正面斜二測圖及電氣線路連接圖。圖8是地震緊急避險屋外部裝飾效果圖，其總體高度為3660mm，適用于層間凈空 大于該尺寸的室內(nèi)使用。其裝飾方案可因地制宜、因人制宜地做多款人性化設(shè)計，也可以不 予裝飾以簡化制作工藝，其使用效果并不降低。圖9是防范災(zāi)害床立體效果圖，它是本實用新型的地震緊急避險屋之簡體，可與 多種尺寸的單人、雙人及特大床鋪配套使用；其功能雖不及避險屋齊全，但對在睡夢中遭強 震或強風暴襲擊的人們來說，有可能得到防災(zāi)床的保護逃過重力沖擊的危害而幸存；而原 來用于存放衣物的一部分抽屜用來儲存?zhèn)溆玫耐ㄓ崍缶?、小型工具、食品飲料等物資，在危 難時刻可派上大用場。圖10是地震緊急避險包主視圖，避險包實為微型避險屋，它的體積較小，內(nèi)部空 隙尚可容納兩、三人擠入避險，頗適合環(huán)境較小、經(jīng)濟條件稍次者，如單身公寓、小商鋪、小 辦公室、工棚、營房、學校及幼兒園教室等場所。圖11為地震緊急避險包俯視圖，其中拉桿( 與球面鋼管托架 的投影重合。圖12為地震緊急避險辦公桌主視圖。圖13為地震緊急避險辦公桌A-A剖面俯視圖。圖14為地震緊急避險辦公桌B-B剖面仰視圖。圖15為地震緊急避險可調(diào)單人課桌效果圖，其桌面下的拱形構(gòu)件起到加強桌子 的抗重力沖擊剛度的作用，這種結(jié)構(gòu)是在當前市面有售的可調(diào)課桌形式稍作改進后而成， 略顯簡單，其避險效果不夠理想，故本實用新型優(yōu)選以下1#和2#課桌為主。圖16為地震緊急避險課桌1#主視圖，圖17為地震緊急避險課桌1#A-A剖面俯視 圖，是依據(jù)國家標準GB/T3976-2002規(guī)定的第1類學生課桌規(guī)格而設(shè)計，其構(gòu)造特征是(1)課桌用高強度玻璃鋼制作直墻半圓拱構(gòu)件，其內(nèi)撐托薄鋼板制作的預應(yīng)力半 圓形筒狀薄殼構(gòu)件，整體結(jié)構(gòu)的抗重力沖擊剛度較大。(2)桌下兩個避險空間之隔墻內(nèi)設(shè)有一個寬184mmX深300mmX高288mm的儲物
柜用以存放非常用笛和食品飲料等，且左右敞開，兩邊均可探取。(3)兩側(cè)各嵌入活動的雙折門板當學生躲入桌下空間后，為防建筑物倒塌時飛 濺的異物傷人并阻擋塵煙涌入，可撳動鎖定彈簧的釋放按鈕，雙折門板隨即彈開并轉(zhuǎn)至空 間前方，避險者宜隨手將門拉上以保護自己。(4)直墻底部裝有6個高度調(diào)節(jié)手輪，可對桌高進行微調(diào)，滿足青少年身體發(fā)育快 的需求。 圖18為地震緊急避險課桌2#主視圖，其桌面 采用防火面板(如寶麗華模壓板)，厚度不小于18mm。桌子基腳底板 也能起到類似系桿的穩(wěn)定作用。圖19為地震緊急避險課桌2#的左視圖，與右視圖同。掛籃@并非主體結(jié)構(gòu)，圖中 僅標示出它的空間方位而省略其構(gòu)造細節(jié)，是為了簡化視圖以突出主體構(gòu)件的連接關(guān)系， 實際生產(chǎn)時可用輕質(zhì)材料制作。圖中所示標識為①半圓形筒狀薄殼的殼板②橫隔③避險門④避險門之觀察孔 (氣窗)⑤側(cè)邊緣構(gòu)件⑥逃逸門⑦逃逸門之觀察孔(氣窗)⑧直流電源引入線插接口及穿 墻套管⑨基腳圍護圈Θ直墻半圓拱形托架構(gòu)件 桁架式直墻 穢物收集器(兼座廁)◎地 板墊層及貼面Θ懸掛式儲物袋、箱、包等◎?qū)Ｓ脙ξ锵?帶箱蓋)O拉桿◎桶床 抽屜 床墊 床墊透氣孔(Q)床上用品 球狀薄殼的殼板 球面鋼管托架構(gòu)件O球狀鋼管托架支柱 高 強度玻璃鋼夾層直墻半圓拱形構(gòu)件 約束桌子面板 薄鋼板半圓形筒狀薄殼構(gòu)件@抽屜空 隙 抽屜拉手 儲物柜0)柜門(向內(nèi)開啟) 柜門拉手 小型敞口壁柜(分別懸掛通訊與報 警器材)O桌子后隔板 桌腳底板 薄鋼板半圓形筒狀薄殼構(gòu)件下表面 抽屜鎖 隔板氣 孔 雙折門板 雙折門板之釋放彈簧@雙折門板之活頁(鉸鏈) 高度調(diào)節(jié)手輪 矩形鋼 管支柱(50 X 40 X 4矩形鋼管)@弧形拱架構(gòu)件(40X30X3. 75矩形鋼管) 圓弧基腳系桿 (50 X 40 X 4矩形鋼管) 腹桿(40X25X3矩形鋼管) 上弦桿(40 X 25 X 3矩形鋼管)@ 系桿(30X30X2. 75方鋼管) 球狀薄殼支座環(huán) 儲物掛籃 薄鋼板球狀薄殼構(gòu)件 高強 度預應(yīng)力螺桿(Μ12-18)套件CDQ 充電器(在本實用新型外部設(shè)置，平時與本裝置配套使用).JD 充電器輸出接線端子排，其輸出電壓依次是+3. 5ν、+4. 5ν、+5. 0ν、+6. 5ν等.KO:避險屋之直流電源引入線插接口(即圖1之⑧).LED 發(fā)光二極管.MR 與LED串聯(lián)之可調(diào)限流電阻.D 備用小功率節(jié)能燈具.K1 節(jié)能燈具的控制開關(guān).CZ1:電器充電插座.CZ2 備用插座.CR 與充電插座串聯(lián)之電位器.-V:直流電壓表.SBZ:蓄電池組.50Hz、220v 單相交流工頻電源.
具體實施方式
(1)第一類裝置“地震緊急避險屋”(圖1至圖8所示)①用高強度碳結(jié)構(gòu)鋼型材(4X40X40角鋼、4X40扁鋼)和同規(guī)格的抗震阻尼器 用鋼分別制作普及型與豪華型避險屋的直墻半圓拱形托架構(gòu)件；用M16-18高強度預應(yīng)力 螺桿套件施加壓應(yīng)力。②以一般結(jié)構(gòu)用2. Omm熱軋鋼板GB2517-81 (普及型)和2. Omm熱軋合金結(jié)構(gòu)鋼 GB5067-85(豪華型)分別制作與上述直墻半圓拱形托架相匹配的半圓形筒狀薄殼(含橫 隔)，覆蓋在托架外部；用M16-18高強度預應(yīng)力螺桿套件施加壓應(yīng)力。[0080]③在鋼板構(gòu)件外部覆蓋厚5mm的硅膠作為粘合劑及阻尼層。④用高強度的高模量纖維(或中空纖維)玻璃鋼夾層和金屬鎂碳素復合材料分別制作普及型及豪華型的半圓形筒狀薄殼構(gòu)件(含橫隔)，厚度為50mm，緊密粘結(jié)在硅膠層外 部。⑤橫隔的制作內(nèi)用與②同材質(zhì)的預應(yīng)力薄鋼平板襯里，再涂布厚5mm的硅膠粘 合層，外用與④同材質(zhì)的厚50mm的玻璃鋼夾層平板覆蓋，周圍用高強度螺栓與殼體和底板 緊固聯(lián)結(jié)。⑥側(cè)邊緣構(gòu)件與橫隔基腳用4X40mm Q235扁鋼制作的圍護圈箍緊，并以鋼結(jié)構(gòu)扭 剪型高強度螺栓將上述全部構(gòu)件緊固聯(lián)結(jié)成整體結(jié)構(gòu)。⑦安裝“避險門”和“逃逸門”，均為向內(nèi)開啟式單開門，可在內(nèi)部拆卸；門上的觀察 孔(氣窗)有活動蓋板可供開合之用，手機和報警器的天線可伸至孔外以克服避險屋的電 磁屏蔽作用。⑧用發(fā)泡材料制作童話式城堡并安裝于主體結(jié)構(gòu)的上端和四周(須留出進出各 門洞的通道)。⑨在地板的拉桿上面鋪設(shè)輕質(zhì)填充物，再覆蓋2mm厚彩鋼板并與桁架式直墻焊接。⑩按圖3和圖5所示位置安裝4個帶蓋鐵皮箱作為專用儲物箱，箱體可用螺栓固 定在兩榀桁架立柱基腳之間，它們是1)電器箱內(nèi)有耐震、高韌性、免維護的蓄電池組，帶手搖發(fā)電機和充電插頭的脈 沖報警器、衛(wèi)星手提電話機、手握發(fā)電式微型電筒等。2)工具箱存放鐵錘、鋼鑿、手鉗、螺絲刀、小型千斤頂、鋼鋸、工兵鏟、攀援繩、單 兵氧氣面罩(含儲氧容器)等。3)飲料箱儲存分裝的方瓶純凈水16X 1000ml，保質(zhì)期兩年，可兼作飲料和沖洗 外傷創(chuàng)口之用；軟包裝鮮奶若干。4)食品箱儲存方便面、方便米粉、特制壓縮餅干、牛羊肉脯、脫水蔬菜、帶殼核桃 花生、豆奶粉、葡萄糖粉、巧克力糖、復合VC片等。使用者亦可根據(jù)個人嗜好自定。此外，在桁架式直墻內(nèi)還可適當懸掛儲物箱、包、袋如下1)保健箱內(nèi)備常用藥和護理用品，如感冒退燒、止瀉、止痛、止血、安眠、消炎等 藥物，藥棉、繃帶、導尿管、體溫計等。2)日用品袋存放小刀、胡子刀、指甲剪、手紙、女用衛(wèi)生巾、免水洗發(fā)劑、密封式 穢物收集袋、筷勺飯盆、牙膏牙刷、火柴和特制長效蠟燭(能燃燒100小時左右)3)衣物包存放超薄保暖雨衣、壓縮襯衣、內(nèi)衣內(nèi)褲、專用安全帽、耐磨手套、毛 巾、口罩、墨色護目眼鏡。4)小型滅火器、干電池手電筒、手搖發(fā)電式收音機。(2)第二類裝置“防范災(zāi)害床”(圖9所示)①將第一類裝置“地震緊急避險屋”作為防災(zāi)床的整體架構(gòu)，其內(nèi)部空間尺寸分別 為1)與 90cm 寬 X 190cm 小床配套的寬 IOOcmX 長 200cmX 高 190cm.2)與 120cm 寬 X 190cm 中床配套的寬 130cmX 長 200cmX 高 200cm.[0101]3)與150cm寬X 190cm大床配套的寬160cmX長200cmX高210cm(見圖⑨所 示)·4)與 180cm 寬 X 190cm 大床配套的寬 190cmX 長 200cmX 高 220cm. ②將側(cè)邊緣構(gòu)件和橫隔的中部適當鏤空以方便使用者進出并增加內(nèi)部透光、透氣 和美觀。③外部予以適當裝飾美化。④桶床的一部分抽屜當作儲物箱使用，內(nèi)儲通訊、報警、自救或互救小型工具、食 品飲料、醫(yī)療救護物品等。(3)第三類裝置“地震緊急避險包”(圖10、圖11所示)①以機械結(jié)構(gòu)用不銹鋼焊接鋼管GB/T12770-2002 φ 42X4制作簡化的球形托架 構(gòu)件；用Μ14-16高強度預應(yīng)力螺桿套件施加壓應(yīng)力。②以一般結(jié)構(gòu)用2. Omm熱軋鋼板GB2517-81制作與上述球形托架匹配的球狀薄殼
構(gòu)件并罩于其上并焊牢。③在鋼板球狀薄殼外部涂覆4mm厚的硅膠作為粘合劑和阻尼層。④在硅膠層外覆蓋以高模量纖維(或中空纖維)玻璃鋼夾層制作的球狀薄殼構(gòu)件 (厚 40mm)。⑤以同材質(zhì)同規(guī)格的鋼板和玻璃夾層制作托盤式支承構(gòu)件，鋼板在內(nèi)玻璃鋼夾層 在外。⑥將球狀薄殼的殼面及支座環(huán)置于支承構(gòu)件上，再以結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓將 支座環(huán)與支承構(gòu)件的突起邊緣(相當于圍護圈)緊固聯(lián)結(jié)。⑦外部飾以發(fā)泡材料制作的童趣模型以美化景觀，可起增強抗震阻尼的作用。(4)第四類裝置“地震緊急避險桌”，以普通辦公桌和學生課桌為主(a)避險辦公桌(以寬1200mmX深600mmX高800mm辦公桌為具體實施例，圖12 至圖14所示)①以一般結(jié)構(gòu)用2.0讓熱軋鋼板682517-81(普及型)或2. Omm熱軋合金結(jié)構(gòu)鋼 GB5067-85(豪華型)制作預應(yīng)力半圓形筒狀薄殼構(gòu)件(不帶橫隔，側(cè)邊緣構(gòu)件內(nèi)邊跨度 750mm,中部凈空高700mm)。②在上述構(gòu)件的外部涂覆3mm厚硅膠作為粘合劑和阻尼層。③在硅膠涂層外覆蓋以高模量纖維玻璃鋼夾層(普及型)或金屬鎂碳素復合材料 (豪華型)制作的直墻半圓拱形構(gòu)件，其左側(cè)為厚75mm的直墻構(gòu)件，右側(cè)為寬度330mm的放 大直墻構(gòu)件；上部為厚75mm的半圓拱；拱的下界面為半圓形，上界面為平面。④在放大直墻與半圓拱融合的右側(cè)構(gòu)件內(nèi)，上部預留三個抽屜空格，下部預留兩 個小柜空間，小柜門向桌下空間開啟。⑤在拱的上界面涂覆2mm厚的硅膠，再在硅膠層上貼合1200mmX 600mmX 20mm的
約束桌子面板。(b)避險課桌(以寬1220mmX深420mmX高760mm的雙人課桌為具體實施例)①雙人課桌1#(圖16、圖17所示)以一般結(jié)構(gòu)用2. Omm熱軋鋼板GB2517-81分別制作兩個預應(yīng)力半圓形筒狀薄殼構(gòu) 件(內(nèi)邊跨度為450mm、中間凈空高520mm)。在鋼板構(gòu)件外涂覆3mm厚硅膠，將兩個半圓形筒狀薄殼構(gòu)件并排固定(中間相距184mm)后用高模量纖維(或中空纖維)夾層制作如 圖16、17所示的直墻半圓拱課桌構(gòu)件，其特點為在中部的兩直墻融為一道寬184mm之公共 直墻，墻內(nèi)下方預留一個寬184mmX深300mmX高288mm的方洞作為儲物室，兩邊敞口以方 便避險者取物；上部預留三個寬344mmX深405mmX高180mm的抽屜空格，均向正面敞口 ； 拱的上界平面涂覆3mm厚的硅膠，再在硅膠層上貼合1220mmX420mmX IOmm約束桌子面板 (首選防火板)，兩側(cè)面分別安裝雙折門板。桌子后面安裝IOmm厚的擋板，底部焊接2mm厚 的熱軋鋼板以加強穩(wěn)定性和防護功能。每道直墻基腳兩邊各安裝一個高度調(diào)節(jié)手輪，使課 桌的高度可予微調(diào)以適應(yīng)青少年身體的快速成長；這時應(yīng)將原設(shè)計的桌面凈高和桌下凈空 高度相應(yīng)調(diào)減，即桌面的實際凈高+高度調(diào)節(jié)手輪有效高度> 760mm,桌下凈空高+高度調(diào) 節(jié)手輪有效高度> 520mm。②雙人課桌2#(圖18、圖19所示)將壓應(yīng)力矩形鋼立柱(50X40X4)、預應(yīng)力矩形鋼圓弧拱(40X30X3.75)構(gòu)件、 矩形鋼腹桿(40X25X3)、方鋼平面拉桿(30X30X2. 75)、矩形鋼上弦桿(40X25X3)連接 成如圖18所示的弧形托架結(jié)構(gòu)，其總體尺寸為托架總高7 16mm，圓弧跨度1068mm，弧頂凈 空高650mm，兩側(cè)弧底凈空高430mm，共有二榀托架，相互以平面系桿緊固聯(lián)結(jié)；用M12-14高 強度預應(yīng)力螺桿套件對矩形鋼立柱施加壓應(yīng)力。在上弦桿上涂覆3mm厚的硅膠，再在硅膠 層上貼合防火面板(1200mmX 420mmX 20mm)作為約束板桌面；兩側(cè)立柱分別用30X3的扁 鋼拉桿作三角形緊固聯(lián)結(jié)。在課桌兩側(cè)上部分別設(shè)置一個儲物掛籃，均向外側(cè)敞口。各立 柱基腳下均安裝一個高度調(diào)節(jié)手輪，其有效高度> 24mm，最高可調(diào)至40mm，即桌面高度在 760mm 800mm之間可調(diào)。桌子底部焊接2mm厚的熱軋鋼板以加強穩(wěn)定性和防護功能。
權(quán)利要求一種突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時緊急避險的綜合防護裝置，主體結(jié)構(gòu)采用工程結(jié)構(gòu)形式中抵御重力沖擊能力較強的拱結(jié)構(gòu)包括弧形拱結(jié)構(gòu)及直墻半圓拱結(jié)構(gòu)(⑩、)，或薄殼結(jié)構(gòu)包括筒狀薄殼結(jié)構(gòu)(①、②、⑤、⑨、)及球狀薄殼結(jié)構(gòu)作為主要構(gòu)件，其特征是既結(jié)合現(xiàn)有常用臺桌的外形來制作以所述單一工程結(jié)構(gòu)為主體架構(gòu)的臺桌形小型防護裝置，又以所述兩種工程結(jié)構(gòu)組成能倍增整體結(jié)構(gòu)剛度的組合結(jié)構(gòu)為主體架構(gòu)來制作筒狀小屋形大型防護裝置、洪鐘形中型防護裝置和臺桌形小型防護裝置；在主體結(jié)構(gòu)層內(nèi)和臺桌形小型防護裝置的上層涂覆彈性硅膠作為粘合及減緩重力沖擊的阻尼層構(gòu)件；在臺桌形小型防護裝置的上部粘合、覆蓋約束構(gòu)件桌子面板有的還在其兩側(cè)安裝釋放彈簧控制的雙折門板有的還在桌腳下底安裝高度調(diào)節(jié)手輪組成具有減緩重力沖擊的阻尼結(jié)構(gòu)之組合結(jié)構(gòu)體。F2009202195371C00011.tif,F2009202195371C00012.tif,F2009202195371C00013.tif,F2009202195371C00014.tif,F2009202195371C00015.tif,F2009202195371C00016.tif,F2009202195371C00017.tif,F2009202195371C00018.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時緊急避險的綜合防護裝置，其 特征是在所述組合結(jié)構(gòu)體之主要鋼結(jié)構(gòu)中施加預應(yīng)力使整體結(jié)構(gòu)成為承載能力更強的預 應(yīng)力組合結(jié)構(gòu)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時緊急避險的綜合防護裝置，其 特征是在所述組合結(jié)構(gòu)體之大、中型裝置上部及周圍加裝發(fā)泡材料制作的裝飾物，共同組 成具有減緩重力沖擊的外部阻尼附件之組合結(jié)構(gòu)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時緊急避險的綜合防護裝置，其 特征是在所述組合結(jié)構(gòu)體內(nèi)部空間設(shè)置集中儲物區(qū)間(Θ、 、 、 、來安裝或 存放本實用新型優(yōu)選的電氣、通訊、報警示蹤、自救互救逃逸器材及避險者堅守待援必需的 生存保障物資，也有單獨存放( 、Θ)的地點或堆放(◎、 、Θ)的地點，與所述組合結(jié) 構(gòu)體共同組成綜合防護裝置整體。
專利摘要一種突發(fā)強烈地震或強風暴來臨時緊急避險的綜合防護裝置，在重物墜落時抵御重力沖擊從而提供緊急避險、自救互救或長期堅守待援的獨立生存空間；它應(yīng)用理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學原理以新型材料制作預應(yīng)力拱結(jié)構(gòu)或薄殼結(jié)構(gòu)，大型裝置做成兩者組合體以倍增整體結(jié)構(gòu)的剛度，配備電力、通訊、報警示蹤及生存保障物資，組成多功能綜合防護體，解決以往危急當頭人們無處可避、避而無效、處境險惡、搜救困難及生還率低的難題；其系列產(chǎn)品適用于生產(chǎn)、工作、學習和生活等場所，尤適合在地震和風暴常發(fā)地帶、地震重點監(jiān)視防御區(qū)域、機要部門及防災(zāi)憂患意識強烈者之中推廣使用；有開創(chuàng)新興產(chǎn)業(yè)、填補行業(yè)空白、擴大內(nèi)需、促進國民經(jīng)濟發(fā)展的良好前景。
文檔編號E04H9/14GK201593326SQ20092021953
公開日2010年9月29日 申請日期2009年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月26日
發(fā)明者劉亮紅 申請人:劉亮紅