В процессе воздействия воздушной ударной волны плита втапливается (перемещается) в грунт без генерирования плоской волны сжатия в пределах ширины плиты. Прочность полки плит перекрытий промышленных зданий достаточно велика и составляет, как показали опыты, около 0,1 МПа. Но даже при возможном разрушении полки эффект экранирующего действия плиты значительно снижает параметры волны сжатия. За счёт увеличения наклона обсыпки и приближения бровки откосов к сооружению объём грунтовой обсыпки может снизиться в 1,5 – 2 раза. Соответственно, уменьшаются и габариты обвалования сооружения в плане.

Убежища, возводимые в короткие сроки из имеющихся в наличии штучных материалов и изделий, не обладают достаточно высокой герметичностью из-за многочисленных швов в ограждающих конструкциях, а также отсутствия наружной оклеечной (обмазочной) гидроизоляции. Практически в процессе эксплуатации возможно лишь поддерживать минимально допустимый подпор (до 2 – 3 мм) внутри убежища. Следовательно, в районах с высокой степенью загазованности, например на участках нефтеперерабатывающих и химических предприятий, сооружать такие убежища не рекомендуется. Нельзя их размещать и в зонах возможного затопления, возникающего от разрушения плотин, ГЭС и т.д.

Расчёт грунтового основания для быстровозводимых убежищ должен производиться только на основное сочетание нагрузок. Размеры фундаментов в этом случае оказываются незначительными. Общим недостатком ряда известных, в том числе и типовых решений быстровозводимых убежищ является наличие необоснованно развитой фундаментной части, ограничивающей вертикальную податливость убежищ при воздействии воздушной ударной волны и отрицательно сказывающейся на несущей способности сооружений. В частности, это касается убежищ с наружными стенами из бетонных блоков шириной 40 – 60 см.

Часто под такие стены предусматривают специальные фундаментные подушки. В ещё более неблагоприятной ситуации находятся убежища в виде замкнутых железобетонных рам. Можно считать, что в перечисленных выше случаях, учитывая сравнительно небольшие пролёты сооружений (до 3 м), элементы покрытия убежищ находятся на практически несмещаемых опорах. Чтобы исключить это негативное явление, предлагается следующее конструктивное решение фундаментной части. Между подошвой отдельных стен или сплошным днищем и основанием устанавливают с интервалом и равномерно друг от друга поперечные деревянные подкладки. Опорная площадь подкладок, опирающихся на грунт, должна составлять 0,05 – 0,15 площади покрытия. Во избежание проваливания грунта между подкладками в процессе производства работ и в последующее время рекомендуется в торцах подкладок предусмотреть ограждающие элементы (из досок). Высота подкладок должна составлять около 15 см (рисунок 13)

Рисунок 13. Конструкция убежища из бетонных блоков с податливыми опорами. 1 – покрытие; 2 – бетонные блоки; 3 – ограждающий элемент; 4 – подкладки; 5 – грунтовая засыпка.

Увеличением податливости сооружения, как показывают расчёты и испытания, можно добиться заметного повышения расчётной динамической нагрузки на покрытие.

Все конструкции быстровозводимых убежищ рассчитывают с учётом упругопластической работы материалов. При расчёте материалов убежищ, выполненных из металла, дерева, тканей, следует принимать повышенные прочностные параметры материалов, вызванные их упрочнением при больших скоростях деформаций. Применительно к листовому, профильному прокату и дереву коэффициент динамического упрочнения принимают до 1,4. Для тканевых материалов этот коэффициент зависит от основы, на которой он изготовлен (хлопчатобумажной или капроновой). По имеющимся данным, коэффициент упрочнения для ткани колеблется от 1,2 до 1,4.

В последние годы широкое распространение в практике проектирования и строительства быстровозводимых убежищ получили сооружения из трёхзвенных плит, обладающих специфическими особенностями и конструкции, и способа изготовления, требующих более детального описания.

Элементы остова убежищ изготовляют в опалубке пустотелых панелей жилищно-гражданского строительства.

На днище опалубки, в её средней части, в поперечном направлении устанавливают и закрепляют (точечной приваркой к днищу) две закладные технологические вставки в виде равнобедренных треугольных призм шириной понизу 12 и высотой 8 см с вырезами для пропусков пуансонов. Для технологических вставок применяют листовой металл толщиной 4 – 5 мм. В местах прохода пуансонов вырезы в призме заполняют фигурными пластинами, предотвращающими попадание бетона вовнутрь технологических вставок при изготовлении конструкции.

Таким образом, плоская пустотелая панель после изготовления оказывается условно разбитой на три звена6 среднее ( покрытие) и два крайних (стены). Рабочая продольная арматура панелей, пропущенная по верху призм между пуансонами, выполняет свои прямые функции и обеспечивает связь звеньев между собой. Предусмотренной в пустотелых панелях рабочей арматуры вполне достаточно для обеспечения несущей способности среднего звена на воздействие расчётных нагрузок от ударной волны.

Для обеспечения прочности среднего звена при монтаже остова в нём дополнительно устанавливают арматурные каркасы из стержней диаметром 6 мм. В крайних звеньях (стенах) помимо проходящей сквозной продольной арматуры при необходимости устанавливают также дополнительные каркасы для обеспечения требуемой степени защиты сооружений. В нижней зоне среднего и крайних звеньев предусматривают арматурные сетки из проволоки диаметром 4 – 5 мм. Сетку, расположенную в панелях в верхней зоне над технологическими вставками, необходимо разрезать и отогнуть, чтобы концы сеток при бетонировании не попали в плоскость над вершинами технологических вставок, т.к. это может помешать складыванию панели при монтаже. Для перемещения трёхзвенных плит устанавливают четыре петли в крайних звеньях и столько же петель в среднем звене для монтажа. В качестве рабочей арматуры трёхзвенных плит лучше использовать арматуру класса А – III без предварительного её напряжения. Для чёткой фиксации положения рабочих стержней между пуансонами рекомендуется закреплять их в упорах форм и создавать лишь незначительное напряжение арматуры механическим или термическим способом.

Диаметр рабочей продольной арматуры принимают 10 – 14 мм. Арматура большего диаметра затрудняет заполнение формы бетоном между пуансонами в среднем звене, из-за чего не исключён местный откол бетона в нижней зоне среднего звена при монтаже плиты в рабочее положение. Если по условиям расчёта или другим причинам необходима установка стержней большего диаметра, поступают следующим образом: перед изготовлением конструкций демонтируют два крайних пуансона. В образовавшихся зонах сплошного сечения устанавливают стержни требуемого диаметра. Данная конструкция обладает повышенной несущей способностью по изгибающему моменту и поперечной силе. При её монтаже практически исключается возможность местного растрескивания или откола бетона в нижней зоне под рабочими стержнями.