double arrow

КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ И ОБЪЕМНО- ПЛАНИРОВОЧ -НЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЗДАНИЙ


Приложение 2

Проверка соответствия огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций противопожарным требованиям и предлагаемые технические решения по повышению их огнестойкости

Для каждого пожарного отсека проверяемого здания в первом разделе были определены нормативные показатели огнестойкости и пожарной опасности.

Фактические пределы огнестойкости некоторых строительных конструкций здания были определены расчетным методом. Для того, чтобы проверить соответствие строительных конструкций и здания в целом требованиям норм определим фактические пределы огнестойкости остальных конструкций с использованием пособия [8].

Определение фактического предела огнестойкости сплошных плит перекрытия

В соответствии с исходными данными (табл.7) по табл.8 [8] определяем, что фактический предел огнестойкости и фактический предел распространения пламени по конструкции соответственно составляют: Пф = 1,1 ч и ввиду того, что конструкция является негорючей, то фактический класс пожарной опасности конструкций в соответствии с табл. 1 [4] принимаем К0.

Определение фактического предела огнестойкости железобетонных ригелей перекрытия

В соответствии с исходными данными (прил.1 табл.8) по табл.6 [8] определяем, что фактический предел огнестойкости и фактический предел распространения пламени по конструкции соответственно составляют: Пф = 1 ч и ввиду того, что конструкция является негорючей, то фактический класс пожарной опасности конструкций в соответствии с табл. 1 [4] принимаем К0.

Определение фактического предела огнестойкости железобетонных ребристых плит покрытия

В соответствии с исходными данными (прил.1 табл.9) по табл.8 [8] определяем, что фактический предел огнестойкости и фактический предел распространения пламени по конструкции соответственно составляют: Пф = 2 ч и ввиду того, что конструкция является негорючей, то фактический класс пожарной опасности конструкций в соответствии с табл. 1 [4] принимаем К0.

Определение фактического предела огнестойкости кирпичных несущих стен

В соответствии с исходными данными по табл.10 [8] определяем, что фактический предел огнестойкости и фактический предел распространения пламени по конструкции соответственно составляют: Пф < 0,5 ч и ввиду того, что конструкция является негорючей, то фактический класс пожарной опасности конструкций в соответствии с табл. 1 [4] принимаем К0.

Теперь необходимо сравнить данные о требуемых (допустимых) (см. табл. 1.1, 1.2 данного пособия) и фактических значениях параметров огнестойкости всех строительных конструкций здания.

Строительные конструкции соответствуют требованиям норм по пределу огнестойкости при соблюдении условия:

Пф≥Птр,

где: Пф – фактический предел огнестойкости, мин;

Птр – требуемый предел огнестойкости, мин.

Предусмотренные проектом строительные конструции отвечают требованиям норм по классу пожарной опасности, если их класс пожарной опасности Кф соответствует классу пожарной опасности, установленному нормами Ктр, и в случае, если проектом предусматривается использование менее пожароопасных строительных конструкций.

Для удобства все данные внесем в таблицу (см. табл. 5.1 и 5.2.)


Таблица 5.1.

Проверка соответствия показателей огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций и первого противопожарного отсека здания противопожарным требованиям норм

Вид основных конструк-ций Требуется (допускается) СНиП Ссылка на нормы Принято в проекте Основание Вывод о соответствии
Отр Стр Птр, мин Ктр Пф Кф Сф Оф
Несущие стены IV C0 R 15 K 0 таб. 5 [2]; таб. 4* [1]; таб. 5* [1] K 0 С0 I Т. 10 [8] Соотв.
Колонны R 15 K 0 То же K 0 С0 III По расчету Соотв.
Балки (ри гели) перекры-тий R 15 K 0 То же K 0 С0 I Т. 6 [8] Соотв.
Плиты перекры-тий с круглыми пустотами REI15 K 0 То же 51,6 K 0 С0 II По расчету Соотв.
Металли-ческие фермы покрытия R 15 K 0 То же 7,8 K 0 С0 V По расчету Не соотв.
Ребристые плиты покрытия RE 15 K 0 То же K 0 С0 I Т. 8 [8] Соотв.

Таблица 5.2.

Проверка соответствия показателей огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций и второго противопожарного отсека здания противопожарным требованиям норм

Вид основных конструк-ций Требуется (допускается) СНиП Ссылка на нормы Принято в проекте Основание Вывод о соответствии
Отр Стр Птр, мин Ктр Пф Кф Сф Оф
Несущие стены IV C0 R 15 K0 таб. 1 [3]; таб. 4* [1]; таб. 5* [1] K 0 С0 I Т. 10 [8] Соотв.
Колонны R 15 K0 То же K 0 С0 III По расчету Соотв.
Деревян-ные балки покрытия R 15 K0 То же 46,2 K 3 С2 I По расчету Не соотв.
Ребристые плиты покрытия RE 15 K0 То же K 0 С0 I Т. 8 [8] Соотв.

На основании данных, приведенных в табл. 5.1 можно сделать вывод о необходимости разработки технических решений для повышения огнестойкости металлической фермы покрытия первого пожарного отсека и деревянной балки покрытия второго пожарного отсека.

Выбор и обоснование способа огнезащиты металлической фермы покрытия

Без технико-экономического расчета в качестве способов огнезащиты можно принять следующие: нанесение вспучивающейся краски, фосфатного покрытия, штукатурки и другие.

На графиках (п. 1.11.1 – 1.11.3 [5]) показано изменение температуры нагрева элементов фермы различной толщины, обработанных огнезащитным покрытием. Поэтому для определения фактического предела огнестойкости защищенной конструкции Пфз необходимо иметь данные о tcr (tcr = 620 С° (табл. 2.2)) и рассчитать приведенную толщину стальной пластины (берем элемент С1):

мм.

Эффективность огнезащитного средства оценивается отношением фактического предела огнестойкости защищенной конструкции Пфз к аналогичному показателю для незащищенной конструкции Пф, то есть

.

Эффективность огнезащитного средства оценивается также с экономической точки зрения (величина защитного слоя покрытия, его стоимость, способ нанесения, условия эксплуатации и т.д.).

Результаты расчетов сведем в таблицу 5.3.

Таблица 5.3.

Оценка эффективности огнезащитных покрытий

Вид огнезащиты Толщина слоя покрытия dс, мм Пфз, мин Пф, мин К Вывод
ОФП 7,5  
ОВПФ-1 8,3 Более подходящее
ОВП-2  
ЦПШ 7,5  
ГПШ 9,1  
ЦП-СШ 4,5  

Примечания: 1. ОФП – огнезащитное фосфатное покрытие (п. 1.11.3 [5]);

2. ОВПФ-1 – огнезащитное вспучивающееся покрытие фосфатное (там же);

3. ОВП-2 - огнезащитное вспучивающееся покрытие (там же);

4. ЦПШ – цементно-перлитовая штукатурка (1.11.1б [5]);

5. ГПШ – гипсо-перлитовая штукатурка (п.1.11.1а [5]);

6. ЦП-СШ – цементно-песчаная штукатурка (п.1.11.2 [5]).

Требуемый предел огнестойкости фермы составляет 0,25 ч или 15 мин (табл.1.1). Как видно из таблицы 5.1 любое из огнезащитных покрытий сможет обеспечить выполнение условия пожарной безопасности. Однако, имея толщину слоя 8 мм, покрытие ОВПФ-1 является наиболее эффективным с экономической точки зрения.

Таким образом, Пф = 50 мин, что удовлетворяет требованиям.

 
 


Выбор и обоснование способа огнезащиты деревянной балки покрытия и узлов соединения

Огнезащиту конструкций из древесины можно осуществить с помощью покрытия их огнезащитными красками, обмазками, глубокой пропиткой антипиренами, а также оштукатуривания с толщиной штукатурки не менее 2 см и другими способами. В данном случае предлагается предусмотреть конструктивную защиту балок негорючими или трудногорючими листовыми материалами.

Рекомендуется для этих целей использовать гипсокартонные листы, пределы огнестойкости перегородок из которых следующие (п.2.6 [5]):

14 мм Пф = 0,25 ч;

2 х 14 мм Пф = 0,70 ч;

3 х 14 мм Пф = 1,25 ч;

4 х 14 мм Пф = 1,60 ч.

Так как предел огнестойкости деревянной балки соответствует требованиям норм (табл. 5.1), поэтому достаточно использовать гипсокартонные литы толщиной 14 мм, что позволит привести в соответствие фактический класс пожарной опасности данной конструкции Кф классу пожарной опасности, установленному нормами Ктр = К0.

Стальные элементы в опорных узлах балок не воспринимают усилия, а служат для фиксации конструкций в проектном положении. Время потери несущей способности незащищенных стальных креплений, согласно [8] составляет 0,5 часа.

Выход из строя в условиях пожара этих элементов может привести к потере балками своего проектного положения. Поэтому желательно защищать эти элементы от прямого воздействия высоких температур. Открытие стальные детали рекомендуется защищать вспучивающейся огнезащитной краской, либо закрывать трудносгораемыми или несгораемыми материалами (цементно-стружечными плитами, антипирированными досками, древесно-стружечными плитами с покрытием ОФП-9 и т.д.). Вариант огнезащиты опорного узла балки представлен на рис. 5 прил.2.

Другие требования к конструкциям здания

Требования к железобетонной плите перекрытия с круглыми пустотами

Напряжения от внешней нагрузки в растянутой арматуре рассматриваемой плиты превышают ее нормативное сопротивление по прочности. Это означает, что обрушение конструкции произойдет при температуре ниже средней температуры пожара (723 К), то есть без условий пожара. Так как по заданию требуется оценить поведение плиты при пожаре, то необходимо обеспечить для нее достаточную несущую способность, такую, чтобы при сравнительно неопасных условиях обрушения не произошло. Для этого уменьшим напряжения от внешней нагрузки в растянутой арматуре путем изменения конструктивных особенностей плиты – увеличим количество арматурных стержней Æ10 с 6 до 7.

 
 


Приложение 1

t, °С

 
 


700


500 7,72 мм

400 6,40 мм

300 5,39 мм

0 10 20 30 t, мин

Рис.1. Изменение температуры стержней заданного узла фермы в зависимости от времени прогрева


Продолжение прил.1

 
 

 
 


L = 9000 Вб = 120


Рис. 2. Общий вид и поперечный разрез деревянной балки покрытия

Продолжение прил.1

b = 1490


Рис. 3. Общий вид и поперечный разрез железобетонной плиты с круглыми пустотами

Продолжение прил.1

 
 


Рис. 4. Схема поперечного сечения колонны


Продолжение прил.1

 
 


Рис. 5. Изменение несущей способности колонны во время «стандартного» пожара

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ

расчета предела огнестойкости плоских изгибаемых многопустотных железобетонных элементов.

1. Вычисляется изгибающий момент Mn (в зависимости от нагрузки).

2. Вычисляется высота сжатой зоны xtem по формуле :

 
 


3. Если , то gs,tem определяется по формуле:

       
   
 


, где вместо b используется

1. Если , то ее необходимо пересчитать по формуле:

и тогда:

5. По п. 3.1.5 определяется ts,cr (критическая температура).

6. Вычисляется функция ошибок Гаусса по формуле:

7. По п. 3.2.7 находится аргумент функции Гаусса.

8. Вычисляется предел огнестойкости Пф по формуле:


Список используемой литературы

1. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений. М.: Госстрой России, 1999. – 15 с.

2. СНиП 31-03-2001 Производственные здания. М.: Госстрой России, 2001. – 11 с.

3. СНиП 31-04-2001 Складские здания. М.: Госстрой России, 2001. – 5 с.

4. ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности.

5. Шелегов В.Г., Кузнецов Н.А. Строительные конструкции. Справочное пособие по дисциплине «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» – Иркутск.: ВСИ МВД России, 2001. – 73 с.

6. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1995. – 96 с.

7. Мосалков И.Л., Мальцев Г.В., Фролов А.Ю. Методические указания к выполнению контрольной работы №2 по дисциплине «Здания, сооружения и их поведение в условиях пожара» (для слушателей факультета заочного обучения). – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1991. – 96 с.

8. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80), ЦНИИСК им. Кучеренко. – М.: Стройиздат, 1985. – 56 с.

9. ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования. М.: МТКС, 1995. – 9 с.

10. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1995. – 80 с.

11. Рекомендации по расчету пределов огнестойкости железобетонных конструкций. НИИЖБ – М.: Стройиздат, 1986. – 40 с.

12. Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. – М.: Стройиздат, 1988. – 143 с.

13. Шелегов В.Г., Чернов Ю.Л. «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» Пособие по выбору исходных данных на курсовое проектирование. – Иркутск.: ВСИ МВД России, 2001. – 84 с.

14. Шелегов В.Г., Кузнецов Н.А. «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» Пособие по изучению теоретического курса дисциплины. – Иркутск.: ВСИ МВД России, 2002. – 191 с.

15. Лукинский В.М., Демехин В.Н. и др. Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по дисциплине «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре». – СПбВПТШ МВД РФ, 1997. – 192с., ил.


[1] Пожарный отсек – часть здания, выделенная одной или несколькими противопожарными стенами с целью уменьшения возможной площади пожара и обеспечения условий для его успешного тушения.

1 Критическая температура – температура, при которой нормативное сопротивление металла уменьшается до величины нормативного напряжения от внешней нагрузки на конструкцию.

Современные животно­водческие здания проек­тируют в плане, как правило, одноэтажными, прямоуголь­ной формы.

Конструктивные элементы зданий в зависимости от на­значения делят на несущие и ограждающие.

В зависимости от вида несущего остова различают две основные конструктивные схемы зданий и сооружений — бескаркасную и каркасную.

В бескаркасных зданиях (рис. 3.1а) все нагрузки от пе­рекрытий и крыши воспринимают стены и передают их на фундаменты. Несущими могут быть наружные и внутрен­ние стены.

Каркасные здания могут быть с неполным и пол­ным каркасом. В зданиях с неполным каркасом (рис. 3.16) все возникающие в них нагрузки передаются на наружные несущие стены и внутренние колонны. В зданиях с полным каркасом (рис. 3.1в, г) все нагрузки воспринимает каркас в виде системы рам или колонн и горизонтальных балок (ри­гелей), а стены (самонесущие или навесные) выполняют только функции ограждений.

Современные животноводческие здания проектируют преимущественно с полным каркасом.

Размеры здания, его конструктивных элементов, строи­тельных изделий, деталей и материалов координируют по определенным правилам, объединенным в Единую модуль­ную систему в строительстве (ЕМС). В основу системы поло­жен принцип кратности размеров установленной единице — модулю. В нашей стране в качестве основного модуля (М) принята величина 100 мм.

Единая модульная система предусматривает три вида размеров: номинальные, конструктивные, натурные. Номи­нальные размеры (кратные М) — расстояния между коор­динационными осями, определяющие расположение основ­ных несущих и ограждающих конструкций в здании.

Конструктивныеразмеры — проектные размеры элементов. Конструктивный размер всегда меньше номинального на ширину шва или зазора между элементами.

Натурные — фактические размеры элемента, которые в зависимости от точности изготовления на заводе могут отклоняться от кон­структивных размеров на некоторую величину, называемую допуском. Размер допуска устанавливают заранее с учетом типа конструкции, способа изготовления и условий монта­жа (обычно 5...10 мм).

Унификация объемно-планировочных параметров здания и его элементов на основе модульной системы позволяет из одних и тех же сборных конструкций сооружать здания раз­ного назначения с различными габаритами и планировкой помещений.

В соответствии с ГОСТ «Здания сельскохозяйственных предприятий одноэтажные» реко­мендуются следующие объемно-планировочные параметры животноводческих зданий: ширина пролетов 6; 9; 12; 18; 21 м, допускаются пролеты 7,5 м в зданиях для крупного рогатого скота с привязным содержанием шириной 21м (7,5 + 6 + 7,5 м); шаг колонн и рам по продольным коорди­национным осям 6 м (при обосновании допускается шаг 3 м); высота этажа (от пола до наиболее низкой части несущих конструкций покрытия) 2,4; 2,7; 3,0 и 3,6 м.

3.3. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Основания. Основанием называют массив грунта, вос­принимающий давление от фундаментов здания. Прочность и устойчивость любого здания зависят, прежде всего, от на­дежности основания.

Сельскохозяйственные зда­ния строят, как правило, на естественных основаниях, ко­торые должны обладать достаточной несущей способностью, иметь равномерную сжимаемость, не образовывать вспучиваний и просадок, не размываться и не растворяться грунтовыми водами.

В период изыскательских работ, на начальном этапе про­ектирования, на участке строительства исследуют грунт, его физико-химические свойства, проводят геологические и гидрогеологические исследова­ния. Материалы исследования грунтов позволя­ют правильно выбрать основание.

Фундаменты — это несущие элементы зда­ний, передающие все нагрузки от здания на грунт. Они должны быть достаточно прочными, устойчивыми, долго­вечными и

экономичными. В сельском строительстве полу­чили распространение три вида фундаментов — ленточные, столбчатые и свайные.

Ленточные фундаменты (рис. 3.2а) устраивают под внут­ренние и наружные стены, столбчатые (рис. 3.26) — под от­дельные опоры или стены, но в последнем случае под стены здания на фундаменты укладывают балки. Свайные фунда­менты (рис. 8.2в) состоят из отдельных свай, которые объе­диняют сверху железобетонной плитой или балкой (рост­верком).

Глубина заложения фундаментов под внутренние стены и колонны животноводческих зданий не зависит от глуби­ны промерзания грунта и должна быть не менее 0,5 м от уровня земли.

Ленточные фундаменты устраивают под несущие или самонесущие стены из кирпича или крупных блоков. Фун­даменты могут быть сборными — из бетонных и железобе­тонных блоков (рис. 3.3а) или монолитными — из бутового камня, бетона или бутобетона (рис. 3.36).

Столбчатые фундаменты под стены (рис. 3.4а) устраи­вают при прочных основаниях и небольших нагрузках на них. Фундамент состоит из отдельных опор и уложенных на них железобетонных фундаментных балок, восприни­мающих нагрузку от стен. Под несущими стенами опоры располагают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а также в промежутках через 2...6 м. Опоры делают из бутового камня, бетона, бутобетона, кирпича или из сбор­ных бетонных блоков.

Свайные фундаменты применяют при возведении зда­ний не только на слабых грунтах. Устройство свайных фун­даментов вместо ленточных на достаточно прочных грун­тах в ряде случаев значительно сокращает объем земляных работ и способствует снижению стоимости фундаментов, а значит, и сооружения в целом.

По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Забивные сваи погружают путем забивки, вдавливания или вибрации, набивные — образуют путем предварительного устройства буровых скважин и последо­вательного заполнения их бетоном.

Сваи-колонны представляют собой принципиально но­вую конструкцию фундамента и совмещают функции сваи (погружаемая в грунт часть элемента) и колонны (надзем­ная часть элемента). Сваи-колонны погружают в грунт на глубину 2...3 м обычно виброударным способом или вдав­ливанием.

Гидроизоляция фундаментов. Фундаменты под стены подвергаются увлажнению просачивающейся через грунт атмосферной влагой, а также грунтовой водой.


Сейчас читают про: