Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения "Вышка" Российский патент 2025 года по МПК E04H12/12 E04H9/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к конструкции сборно-разборного многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения для отражения нападения диверсионно-террористических групп, которое может быть использовано для размещения на открытом месте на высоте военной техники и вооружения (зенитно-ракетных комплексов (ЗРК), средств радиоэлектронной разведки (РЭР) и средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ), средств связи и т.п.), а также может быть использовано для установки метеорологических станций или астрономических обсерваторий.

Уровень техники

В настоящее время наблюдается всплеск активности бандформирований, осуществляющих запуск беспилотных летательных аппаратов (БЛА) по объектам военной, социальной, промышленной и критической инфраструктуры.

Известны конструкции металлических наблюдательных и сторожевых вышек из легких металлоконструкций и бронированных, пуленепробиваемых конструкций.

Из уровня техники известна наблюдательная вышка, содержащая фундамент, ствол, выполненный из сборных центрифугированных  железобетонных стоек,   стальные лестничные марши, площадки, кабину наблюдателя. Фундамент вышки выполнен в виде вертикальных трехлучевых стоек, соединенных горизонтальными и наклонными стальными элементами лестничных площадок и маршей. Целью данного решения является снижение материалоемкости. (RU 2021451, МПК E04H 12/00, опубл. 15.10.1994).

Недостатком известных металлических наблюдательных и сторожевых вышек является низкая долговечность из-за коррозии металла. Все известные металлические вышки предназначены для наблюдения человеком за объектами, непосредственно из кабины.

Известна вышка наблюдательно-сторожевая, которая состоит из лестницы, заглубленного тоннеля, лестницы подъемной, балкона с защитным ограждением, входной двери в кабину, кабину в форме обтекаемого шара, оконного (смотрового) блока. Вышка наблюдательно-сторожевая изготавливается на производстве с последующей доставкой к месту монтажа, с необходимостью стационарной установки путем устройства фундамента и заглубленного в землю тоннеля. Оснащение кабины вышки обеспечивает комфортное нахождение внутри человека при широком спектре внешней температуры воздуха и при неблагоприятных условиях климата. Обтекаемая шарообразная форма обеспечивает защиту и повышенную надежность (в случае применения бронированных панелей и дополнительных элементов) в случае прямого попадания пуль (снарядов) (RU 163226, МПК E04H 1/12, E04H 12/00, опубл. 10.07.2016).

Известна вышка сторожевая, содержащая решетчатую металлоконструкцию, жестко закрепленную на фундаменте, состоящая из верхнего, нижнего и промежуточных ярусов, отличающаяся тем, что будка верхнего яруса оборудована пуленепробиваемыми стенами и полом, в стенах выполнены наблюдательные окна и бойницы из пуленепробиваемого бронестекла, а в полу выполнен люк с узлом экстренного спуска наблюдателя из будки в цокольный ярус, причем цокольный ярус выполнен с пуленепробиваемыми стенами с бойницами в них, а пол оборудован подпружиненными матами (RU 27135, МПК E04H 9/00, опубл. 10.01.2003).

Основным недостатком указанной вышки является то, что в них не предусмотрена защита часового (наблюдателя) от физического воздействия на него, например обстрела, при подъеме его в будку и спуске по лестницам или с помощью спусковой трубы из будки в нижнее укрытие. Бронированная вышка имеет высокую себестоимость, сложность конструкции и требует значительных затрат по ее обслуживанию и эксплуатации. Эти факторы сдерживают широкое применение вышеуказанных вышек при охране госграницы и особорежимных объектов.

Известно быстровозводимое наблюдательно-огневое сооружение, состоящее из наблюдательной кабины в виде многоамбразурного боевого каземата со смотровыми щелями и комплектом наблюдательно-огневых средств с механизмами их автономного и дистанционного управления. Наблюдательная кабина выполнена двухъярусной конструкции в виде двух боевых казематов - верхнего и нижнего с входным блоком-тамбуром, изготовленных из многослойного высокопрочного композиционного материала по технологии вакуумной инфузии в виде унифицированных стеновых панелей с одной и двумя смотровыми щелями, плоских опорных панелей каземата и тамбура, панелей перекрытия, соединенных между собой стяжными болтами посредством монтажных металлических уголков. Панели перекрытия оборудованы переходными люками с лестницами-трапами и средствами обеспечения наблюдения и ведения огня из всех видов стрелкового и гранатометного вооружения, а дополнительная защита от пуль и осколков обеспечивается вспомогательными защитными стенами из габионов насыпного типа или синтетических земленосных мешков. Достигается упрощение конструкции и сокращение времени сборки (RU 2652762, МПК F41H 5/24, опубл. 28.04.2018).

Недостатками такого устройства являются недостаточная эффективность боевого применения из-за низких показателей по защитным свойствам, в том числе, по надежности, долговечности и срокам эксплуатации, особенно при неблагоприятных природно-климатических условиях, а также высокая стоимость многослойного композиционного материала панелей сооружения и необходимость их усиления земленосными мешками или габионами насыпного типа.

Известно наблюдательно-огневое сооружение, состоящее из боевых казематов – нижнего и верхнего со смотровыми щелями-бойницами и комплектом наблюдательно-огневых средств. В сооружении на перекрытии верхнего каземата оборудована замаскированная огневая точка для обзора и обстрела в круговом секторе подступов к объекту и обеспечения его прикрытия с верхней полусферы, при этом защитные стены выполнены из земленосных мешков, изготовленных из пористых синтетических тканей, заполненных цементно-песчаным бетоном и при укладке с уплотнением выделяющих наружу вяжущий цементный гель, соединяющий их между собой в единую прочную монолитную конструкцию (RU 2745859, МПК E04H 1/12, E04H 9/00, опубл. 02.04.2021).

Недостатком известных металлических наблюдательных и сторожевых вышек является низкая долговечность из-за коррозии металла. Все известные металлические вышки предназначены для наблюдения человеком за объектами, непосредственно из кабины.

Раскрытие изобретения

Технический результат заключается в создании надежной конструкции многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения специального назначения, рассчитанного на длительную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от -50° до +50° в течение 25-30 лет при минимальных затратах на ремонт и техническое обслуживание, отличающегося возможностью возведения в любых грунтах, высокой скоростью возведения, простотой применяемых изделий, благодаря которому возможно размещение военной техники и вооружения для обороны и нападения.

Сущность изобретения заключается в том, что многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения включает железобетонные сваи, железобетонные фундаментные стаканы, железобетонные колонны, железобетонную плиту основания, железобетонные ригели, железобетонные лестничные марши, железобетонные балки, железобетонные плиты перекрытия и покрытия, при этом на железобетонные сваи установлены железобетонные фундаментные стаканы, в которые установлены железобетонные колонны, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные лестничные марши и плиты перекрытия и покрытия. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения может состоять из двух уровней, причем на железобетонные сваи с железобетонными фундаментными стаканами установлен первый ряд железобетонных колонн, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные плиты перекрытия, затем установлен второй ряд железобетонных колонн, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные плиты перекрытия. Конструкция из двух уровней предпочтительно состоит из 36-ти железобетонных свай, 9-ти железобетонных фундаментных стаканов, 18-ти железобетонных колонн, 1-ой железобетонной плиты основания, 20-ти железобетонных ригелей, 15-ти железобетонных лестничных маршей, 14-ти железобетонных балок, 6-ти железобетонных плит перекрытия и 8-ми железобетонных плит покрытия. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения может состоять из трех уровней, где дополнительно установлен третий ряд железобетонных колонн. Конструкция для трех уровней предпочтительно состоит из 36-ти железобетонных свай, 9-ти железобетонных фундаментных стаканов, 27-ми железобетонных колонн, 1-ой железобетонной плиты основания, 32-х железобетонных ригелей, 21-го железобетонного лестничного марша, 19-ти железобетонных балок, 12-ти железобетонных плит перекрытия и 8-ми железобетонных плит покрытия. По периметру железобетонных плит перекрытия и покрытия могут быть расположены металлические ограждения. К закладным деталям железобетонных колонн могут быть приварены металлические связи-распорки. Могут быть применены растяжки из многожильных канатов. Железобетонные колонны могут быть использованы круглого, квадратного и прямоугольного сечений. Плиты перекрытия и покрытия могут использоваться пустотелые или полнотелые. Железобетонные сваи, железобетонные фундаментные стаканы, железобетонные колонны, железобетонные плиты основания, железобетонные ригели, железобетонные лестничные марши, железобетонные балки, железобетонные плиты перекрытия и покрытия могут быть изготовлены из бетона с повышенной прочностью на сжатие класса не ниже В50. В составе бетонной смеси может быть применены металлическая, композитная органическая или неорганическая фибра. Многоуровневую стыковку железобетонных колонн могут осуществлять посредством соединения шпилька-башмак. Многоуровневую стыковку железобетонных колонн могут осуществлять посредством соединения через шпильки в нижестоящих изделиях и отверстия в вышестоящих, где после монтажа верхнего изделия производят омоноличивание шпилек бетонной смесью через специальные отверстия для инъецирования.

Краткое описание чертежей

Заявленное изобретение поясняется следующими чертежами:

фиг. 1 – схема монтажа фундаментных стаканов,

фиг. 2 – схема монтажа фундаментных стаканов и колонн,

фиг. 3 – схема монтажа ригелей,

фиг. 4 – схема смонтированного многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения из трех уровней,

фиг. 5 – пространственный вид многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения из двух уровней,

фиг. 6 – пространственный вид многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения из трех уровней, где:

1 – фундаментный стакан,

2 – балка лестничная,

3 – колонна с закладными деталями для крепления балок, ригелей и распорок,

4 – ригель,

5 – плита основания,

6 – лестничный марш с закладными деталями под крепление перил,

7 – плита перекрытия и покрытия,

8 – ограждения,

9 – связи металлические.

Осуществление изобретения

Конструкция

Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения (фиг. 1-4) включает железобетонные сваи (позицией не обозначены), железобетонные фундаментные стаканы 1, железобетонные колонны 3, железобетонную плиту основания 5, железобетонные ригели 4, железобетонные лестничные марши 6, железобетонные балки 2, железобетонные плиты перекрытия и покрытия 7, при этом на железобетонные сваи установлены железобетонные фундаментные стаканы 1, в которые установлены железобетонные колонны 3, на которые посредством железобетонных балок 2 установлены железобетонные лестничные марши 6 и плиты перекрытия и покрытия 7.

Пример 1

Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения может состоять из двух уровней (фиг. 5), причем на железобетонные сваи с железобетонными фундаментными стаканами 1 установлен первый ряд железобетонных колонн 3, на которые посредством железобетонных балок 2 установлены железобетонные плиты перекрытия 7, затем установлен второй ряд железобетонных колонн 3, на которые посредством железобетонных балок 2 установлены железобетонные плиты перекрытия 7. Конструкция из двух уровней предпочтительно состоит из 36-ти железобетонных свай, 9-ти железобетонных фундаментных стаканов 1, 18-ти железобетонных колонн 3, 1-ой железобетонной плиты основания 5, 20-ти железобетонных ригелей 4, 15-ти железобетонных лестничных маршей 6, 14-ти железобетонных балок 2, 6-ти железобетонных плит перекрытия 7 и 8-ми железобетонных плит покрытия 7.

Пример 2

Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения может состоять из трех уровней (фиг. 4, 6), где дополнительно установлен третий ряд железобетонных колонн 3. Конструкция из трех уровней состоит предпочтительно из 36-ти железобетонных свай, 9-ти железобетонных фундаментных стаканов 1, 27-ми железобетонных колонн 3, 1-ой железобетонной плиты основания, 32-х железобетонных ригелей 4, 21-го железобетонного лестничного марша 6, 19-ти железобетонных балок 2, 12-ти железобетонных плит перекрытия 7 и 8-ми железобетонных плит покрытия 7.

Частные случаи осуществления изобретения

По периметру железобетонных плит перекрытия и покрытия 7 могут быть расположены металлические ограждения 8 для обеспечения безопасности.

К закладным деталям железобетонных колонн 3 могут быть приварены металлические связи-распорки 9 для увеличения пространственной жесткости.

Вместо металлических распорок 9 могут быть применены растяжки из многожильных канатов.

Железобетонные колонны 3 могут быть использованы круглого, квадратного и прямоугольного сечений, что не влияет на заявленный технический результат.

Плиты перекрытия и покрытия 7 могут использоваться пустотелые или полнотелые, что не влияет на заявленный технический результат.

Железобетонные сваи, железобетонные фундаментные стаканы 1, железобетонные колонны 3, железобетонные плиты основания 5, железобетонные ригели 4, железобетонные лестничные марши 6, железобетонные балки 2, железобетонные плиты перекрытия и покрытия 7 могут быть изготовлены из бетона с повышенной прочностью на сжатие класса не ниже В50. В составе бетонной смеси может быть применены металлическая, композитная органическая или неорганическая фибра, что не влияет на заявленный технический результат.

Многоуровневую стыковку железобетонных колонн 3 могут осуществлять посредством соединения шпилька-башмак. Многоуровневую стыковку железобетонных колонн 3 могут осуществлять посредством соединения через шпильки в нижестоящих изделиях и отверстия в вышестоящих, где после монтажа верхнего изделия производят омоноличивание шпилек бетонной смесью через специальные отверстия для инъецирования.

Монтаж

Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения изготавливают на заводах ЖБИ с использованием типовых фундаментных стаканов 1, колонн 3, ригелей 4, лестничных балок и площадок, лестничных маршей 6, плит основания 5, плит перекрытия и покрытия 7.

Для монтажа многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения специального назначения применяются пневмоколесные автомобильные и гусеничные краны.

Все железобетонные изделия и металлические конструкции приходят на строительную площадку в максимальной заводской готовности. Монтаж производят «с колес». Металлические конструкции поступают на площадку с защитным лакокрасочным покрытием.

На месте установки сооружения производят геологические изыскания для определения качества грунтов. Далее в зависимости от грунтов забивают сваи одинарные или составные. На них устанавливают фундаментные стаканы 1, поступающие на площадку с выпусками, для организации фундаментной площадки путем объединения оголовка свай с армированием фундаментной подушки и последующей заливкой бетона на месте. После набора соответствующей прочности фундаментных площадок, в фундаментные стаканы 1 устанавливаются колонны 3 с их последующим расклиниванием и омоноличиванием для объединения с фундаментным стаканом 1. Для увеличения сцепления фундаментного стакана 1 с колонной 3 при бетонировании, в нижней части колонны 3 и внутренней части фундаментного стакана 1, предусмотрен шип-пазовый рельеф, который омоноличивается, объединяя две конструкции в единое целое. После набора прочности бетона монтируют ригели 4 и лестничные балки, с последующей установкой в проектное положение лестничных маршей 6 двухплощадочных. Для организации дополнительной жесткости смонтированных элементов первого уровня выполняется монтаж металлических связей-распорок 9 с приваркой к имеющимся на колоннах 3 закладным деталям. Далее выполняют монтаж плит перекрытия 7 с установкой защитных ограждений. Аналогично монтируют элементы второго и третьего уровней, при этом многоуровневая стыковка колонн 3 возможна благодаря соединению шпилька-башмак.

Технология скоростного монтажа обеспечивается благодаря высокой степени заводской готовности поставляемых элементов и наличия приваренных на колонны 3 металлических консолей. Общий срок возведения многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения составляет до 10 сут.

Апробация

Готовность предложенного технического решения к его реализации характеризуется наличием разработанной конструкторской документации: рабочие чертежи (КЖ и КЖИ, КМ и КМД), а также изготовленной партией более 25 сооружений высотой от 25 до 35 метров и от двух до трех уровней включительно. Габариты сооружения составляют 8×12 м. Общая площадь для двух уровней составляет 200 м². Нагрузка на полы каждого уровня составляет 25 т. Все сырье и строительные материалы использовалось российского производства.

Применение заявленного изобретения в интересах безопасности государства позволит повысить боевую эффективность, защитить население от воздушных и надводных атак противника и бандформирований за счет размещения на верхней части сооружения ЗРК, РЭР, РЭБ, средств связи и т.п. Причем заявленное сооружение обладает невысокой стоимостью при использовании местных строительных материалов и изделий. Возможна организация массового производства. Простота конструкции, повышенная защищенность и экономичность заявленного сооружения позволит осуществить широкое его применение как в охране госграницы, так и в охране и обороне особорежимных объектов. Кроме того, заявленное сооружение является многоцелевым, так как может быть использовано для установки метеорологических станций или астрономических обсерваторий.

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к конструкции сборно-разборного многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения для отражения нападения диверсионно-террористических групп, которое может быть использовано для размещения на открытом месте на высоте военной техники и вооружения (ЗРК, РЭР и РЭБ, средств связи и т.п.), а также может быть использовано для установки метеорологических станций или астрономических обсерваторий. Сущность изобретения заключается в том, что многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения включает железобетонные сваи, железобетонные фундаментные стаканы, железобетонные колонны, железобетонную плиту основания, железобетонные ригели, железобетонные лестничные марши, железобетонные балки, железобетонные плиты перекрытия и покрытия, при этом на железобетонные сваи установлены железобетонные фундаментные стаканы, в которые установлены железобетонные колонны, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные лестничные марши и плиты перекрытия и покрытия. Технический результат заключается в создании надежной конструкции многоуровневого инженерно-фортификационного сооружения специального назначения, рассчитанного на длительную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от -50 до +50°С в течение 25-30 лет при минимальных затратах на ремонт и техническое обслуживание. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения, состоящее из двух или трех уровней, включающее железобетонные сваи, железобетонные фундаментные стаканы, железобетонные колонны круглого, квадратного и прямоугольного сечений, железобетонную плиту основания, железобетонные ригели, железобетонные лестничные марши, железобетонные балки, железобетонные плиты перекрытия и покрытия пустотелые или полнотелые, при этом на железобетонные сваи установлены железобетонные фундаментные стаканы, в которые установлены железобетонные колонны круглого, квадратного и прямоугольного сечений, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные лестничные марши и плиты перекрытия и покрытия, причем по периметру железобетонных плит перекрытия и покрытия расположены металлические ограждения, кроме того, железобетонные элементы изготовлены из бетона с повышенной прочностью на сжатие класса не ниже В50.

2. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения по п. 1, отличающееся тем, что состоит из двух уровней, причем на железобетонные сваи с железобетонными фундаментными стаканами установлен первый ряд железобетонных колонн, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные плиты перекрытия, затем установлен второй ряд железобетонных колонн, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные плиты перекрытия, причем конструкция из двух уровней состоит из 36 железобетонных свай, 9 железобетонных фундаментных стаканов, 18 железобетонных колонн, 1 железобетонной плиты основания, 20 железобетонных ригелей, 15 железобетонных лестничных маршей, 14 железобетонных балок, 6 железобетонных плит перекрытия и 8 железобетонных плит покрытия.

3. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения по п. 1, отличающееся тем, что состоит из трех уровней, дополнительно установлен третий ряд железобетонных колонн, на которые посредством железобетонных балок установлены железобетонные плиты покрытия, причем конструкция для трех уровней состоит из 36 железобетонных свай, 9 железобетонных фундаментных стаканов, 27 железобетонных колонн, 1 железобетонной плиты основания, 32 железобетонных ригелей, 21 железобетонного лестничного марша, 19 железобетонных балок, 12 железобетонных плит перекрытия и 8 железобетонных плит покрытия.

4. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что к закладным деталям железобетонных колонн приварены металлические связи-распорки.

5. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что применены растяжки из многожильных канатов.

6. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения по п. 1, отличающееся тем, что в составе бетонной смеси применена металлическая, композитная органическая или неорганическая фибра.

7. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что многоуровневая стыковка железобетонных колонн осуществлена посредством соединения шпилька-башмак.

8. Многоуровневое инженерно-фортификационное сооружение специального назначения по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что многоуровневая стыковка железобетонных колонн осуществлена посредством соединения через шпильки в нижестоящих изделиях и отверстия в вышестоящих, где после монтажа верхнего изделия произведено омоноличивание шпилек бетонной смесью через отверстия для инъецирования.