Организация деятельности пожарной охраны / Puchkov - Pozharnaya bezopasnost 2014

1-1

1

3

3

1

Рис. 4.5.22. Конструктивная схема устройства легкосбрасываемой кровли по сборным железобетонным плитам:

1 – сплошные железобетонные плиты; 2 – железобетонные плиты или ребристые железобетонные плиты с отверстиями; 3 – арматурная сетка 200×200 мм;

4 – асбестоцементные волнистые листы; 5 – утеплитель; 6 – водоизоляционный ковер с защитным слоем; 7 – раскрывной шов

Проектирование кровель по легкосбрасываемому покрытию выполняется в соответствии с «Инструкцией по проектированию рулонных и мастичных кровель зданий и сооружений промышленных предприятий».

Расчетная нагрузка от массы легкосбрасываемых конструкций покрытия в соответствии с требованиями СП 4 [20] не должна превышать 0,7 кПа (70 кгс/м2), однако учитывая, что для большей части средней полосы России расчетная снеговая нагрузка составляет 30–80 кг/м2, то область применения легкосбрасываемых конструкций в покрытии резко сужается.

К недостаткам легкосбрасываемых покрытий можно отнести трудоемкость при производстве строительно-монтажных работ покрытия,

341

что существенно сужает область применения подобного типа покрытий, а также большой вес, особенно с учетом снеговой нагрузки. Однако существенным недостатком такого покрытия, кроме сравнительно большой массы и малого коэффициента проемности, является наличие ковра мягкой кровли, особенно на стадии эксплуатации объекта, когда при ремонте кровли настилаются новые слои мягкого ковра с промазкой битумом (мастикой).

Наличие ковра мягкой кровли оказывает большее влияние на величину избыточного давления в помещении при взрывном горении, чем масса покрытия. Так при наличии только одного слоя рубероида и ширины нахлестки полотнищ 5 см давление возрастает в 1,2 раза при всех прочих равных условиях, но без мягкой кровли, а при ширине нахлестки 20 см – в 2,5 раза. При трех слоях рубероида и ширине нахлестки 5 см давление увеличивается в 1,8 раза, а при ширине нахлестки 20 см – уже в 7,2 раза по сравнению с безрубероидным покрытием.

Поэтому легкосбрасываемые покрытия с мягкой кровлей в соответствии с требованиями СП 4 [20] обязательно должны отделяться от участков обычного покрытия (рис. 4.5.23) и рассекаться раскрывными швами (рис. 4.5.24), разрезающими рулонный ковер и цементную стяжку, на карты кровли площадью не более 180 м2 каждая.

Рис. 4.5.23. Схема устройства шва между невскрывающимся покрытием и вскрывающимся легкосбрасываемым покрытием при использовании железобетонных ребристых плит:

1 – несущая конструкция вскрывающегося элемента (асбестоцементные листы, стальной профнастил) покрытия (с пароизоляцией или без нее); 2 – утеплитель вскрывающегося

элемента покрытия (с выравнивающей цементно-песчаной стяжкой или без нее); 3 – основной водоизоляционный ковер вскрывающегося элемента покрытия; 4 – дополнительный

водоизоляционный ковер; 5 – нащельник из оцинкованной стали; 6 – железобетонная ребристая плита покрытия с отверстиями между ребрами жесткости; 7 – железобетонная ребристая плита

(сплошная, без отверстий, с пароизоляцией или без нее); 8 – дополнительный элемент покрытия, устанавливаемый при устройстве шва в покрытии; 9 –полиэтиленовая пленка;

10 – утеплитель невскрывающегося покрытия (с выравнивающей цементно-песчаной стяжкой или без нее); 11 – основной водоизоляционный ковер невскрывающегося покрытия; 12 – арматурная сетка

342

3

6

7

1

8

Рис. 4.5.24. Схема устройства раскрывного шва в покрытии легкосбрасываемой кровли:

1 – цементно-песчаная стяжка; 2 – асбестоцементные угловые детали; 3 – нащельник из оцинкованной стали; 4 – дополнительный слой водоизоляционного ковра;

5 – водоизоляционный ковер; 6 – теплоизоляция; 7 – асбестоцементные волнистые листы; 8 –плита покрытия ребристая

Массу покрытия можно значительно снизить в случае применения в них панелей, выполненных из плит с легкими материалами (рис. 4.5.24). При применении мелкоразмерных плит конструкции покрытий предусматривают с прогонами по балкам или верхним поясам ферм, а крупноразмерные панели опирают непосредственно на строительные конструкции.

а– плита Шермана: 1 – асбестоцементный лист; 2 – пенобетон; 3 – деревянные рейки; б – лотковая плита: 1 – асбестоцементный лоток; 2 – утеплитель; 3 – стяжка или слой гидроизоляции; в – плита АС:

1 – фасонная обшивка; 2 - утеплитель; 3 – алюминиевые заклепки; 4 – асбестоцементные заглушки; 5 – деревянная бобышка; д – плита типа «сэндвич»: 1 – асбестоцементные обшивки; 2 – утеплитель

343

Схема устройства покрытия с применением мелкоразмерных элементов приведена на рис. 4.5.26. Асбестоцементные полые плиты состоят из двух фигурных асбестоцементных листов (1) толщиной 8–10 мм, соединенных заклепками, торцевых плоских листов, прибиваемых к деревянным вкладышам, и минераловатного утеплителя. Пароизоляцию наносят на верхнюю (внутреннюю) поверхность нижнего листа. Сопрягают асбестоцементные листы по продольным сторонам внахлестку, заделывая швы прокладками из упругого материала и мастикой. К прогонам плиты крепят кляммерами, а между собой (по короткой стороне) - стальными накладками. По плитам устраивают рулонную или мастичную кровлю. При применении рулонной кровли на участках легкосбрасываемых покрытий необходимо предусматривать раскрывные швы.

6

1 2 3 4 5

7

100

Рис. 4.5.26. Мелкоразмерные асбестоцементные плиты для легкосбрасываемого покрытия:

1 – мастика; 2 – минераловатный утеплитель; 3 – деревянные бобышки с размерами 40×102×120 мм; 4 – асбестоцементный профильный лист; 5 – упругая прокладка; 6 – стальная накладка; 7 – кляммера

Широко применяемые в промышленном строительстве покрытия по профилированному настилу (рис. 4.5.27, 4.5.28) при соответствующем креплении к прогонам гнутыми кляммерами из полосовой стали толщиной 3 мм через гофр могут быть использованы под легкосбрасываемую кровлю.

344

4

Рис. 4.5.27. Легкосбрасываемое покрытие по профилированному настилу: а – разрез; б – крепление профилированного настила к прогонам покрытия:

1 – стальной профилированный настил; 2 – пароизоляция; 3 – утеплитель из минераловатных плит; 4 – водоизоляционный ковер; 5 – уголок;

6 – металлический прогон покрытия; 7 – крепежное устройство (кляммера); 8 – коньковый лист

6

5

4

-30×3

3

2

1

250

Рис. 4.5.28. Облегченное легкосбрасываемое покрытие с применением стального профилированного настила:

а– разрез покрытия; б – кляммера; 1 – металлический прогон покрытия; 2 – самонарезающийся болт; 3 – стальной профилированный настил; 4 – утеплитель из минераловатных плит; 5 – выравнивающий слой;

6 – водоизоляционный ковер

345

Один конец кляммера, отогнутый на 90°, после укладки на прогон обоих соединяемых профилированных листов настила внахлестку, пригибается до отказа. Прикрепление участков профилированного настила кляммерами к металлическим прогонам позволит настилу под воздействием давления от взрыва внутри помещения приподняться над покрытием и через образовавшиеся при этом отверстия сбросить давление взрыва. Однако следует отметить, что легкосбрасываемые элементы этого типа покрытия неполностью вскрываются под воздействием давления взрыва, а лишь приподнимаются над покрытием на высоту, соответствующую длине кляммера. Такое конструктивное решение покрытия, несмотря на небольшую плотность 1 м2 (до 81 кг/м2) сбрасываемого элемента, значительно снижает его эффективность при использовании в качестве легкосбрасываемой конструкции. В местах сопряжения легкосбрасываемой кровли с невскрывающейся частью покрытия должны предусматриваться раскрывные швы (рис. 4.5.29.)

Рис. 4.5.29. Схема устройства шва в месте соединения обычного (невскрывающегося)

илегкосбрасываемого покрытия с применением стального профилированного настила:

1– полиэтиленовая пленка; 2 – гвозди толевые; 3 – деревянная антисептированная доска 32×130 мм; 4 – основной водоизоляционный ковер; 5 – утеплитель

из минераловатных плит; 6 – пароизоляция; 7 – стальной профилированный настил; 8 – комбинированные заклепки; 9 – оцинкованная кровельная сталь;

10 – железобетонная ребристая плита

Аналогичные решения предусматриваются при устройстве легкосбрасываемой кровли по асбестоцементым листам, укладываемых на поперечные и продольные прогоны (рис. 4.5.30, 4.5.31, 4.5.32).

346

2

1

16

Рис. 4.5.32. Схема устройства шва в месте соединения обычного (невскрывающегося) покрытия и легкосбрасываемого покрытия

сприменением асбестоцементых волнистых листов:

1– плита покрытия сплошная (без отверстий); 2 – полиэтиленовая пленка; 3 – гвозди кровельные; 4 – кровельная оцинкованная сталь;

5 – антисептированная деревянная рейка; 6 – костыли; 7 – антисептированная деревянная пробка; 8 – мастика; 9 – антисептированный деревянный брус;

10 – три слоя дополнительного водоизоляционного ковра; 11 – основной водоизоляционный ковер; 12 – утеплитель;

13 – асбестоцементые волнистые листы; 14 – крупноячеистая арматурная сетка; 15 – металлическая балка; 16 – железобетонная плита (с проемами)

для легкосбрасываемого покрытия

4

3

5

2

1

Рис. 4.5.33. Легкосбрасываемое покрытие с применением асбестоцементых листов: 1 – металлические прогоны; 2 – асбестоцементые плоские листы;

3 – минераловатные плиты; 4 – асбестоцементые волнистые листы; 5 – цементный раствор

348

Повышение эффективности вскрытия смещающихся ЛСК (ПК) может быть достигнуто за счет уменьшения их размеров и массы, а также избыточного давления, необходимого для разрушения (срабатывания) крепежных (запорных) устройств. Крепежные (запорные) устройства, удерживающие смещающиеся ЛСК (ПК) в закрытом состоянии, должны рассчитываться на разрушение (срабатывание) с такой же надежностью, как и у вращающихся ЛСК (ПК). При разработке смещающихся ЛСК (ПК) следует предусматривать решения, исключающие возможность поражения людей вскрывающимися ЛСК (ПК).

4.6. Расчет площади легкосбрасываемых конструкций

Теоретические основы расчета требуемой площади легкосбрасываемых конструкций

Легкосбрасываемые (предохранительные) конструкции предназначены для снижения нагрузок, возникающих в объеме помещения при взрывном горении взрывоопасных смесей и действующих на строительные конструкции здания. При этом избыточное давление в объеме помещения в не должно превышать величины допускаемого избыточного давления

доп, величина которого назначается исходя из требований СП 4 [20] или из прочности основных строительных конструкций.

Но прежде чем определять площадь легкосбрасываемых (предохранительных) конструкций, необходимо выяснить, как и по каким причинам увеличивается давление в объеме помещения при взрывном горении взрывоопасных смесей.

При описании модели изменения давления при сгорании взрывоопасной смеси в объеме помещения используют следующие допущения:

1. Взрывное горение происходит в помещении, в котором взрывоопасная смесь стехиометрической концентрации равномерно распределена по всему объему помещения.

Концентрация горючего в смеси к моменту ее воспламенения зависит от многих факторов, большинство из которых являются случайными. Прежде всего, необходимо отметить, что сами причины, приводящие к образованию взрывоопасных смесей, случайны. В производственном помещении взрывоопасная смесь может образоваться в результате выброса в помещение горючего при аварийном разрушении технологического оборудования, причем в разных количествах и с разных уровней по высоте помещения. Образование смеси может происходить и без видимого разрушения технологического оборудования (например, утечки горючего газа через неплотности в соединениях трубопроводов), при проливе и испарении легковоспламеняющихся жидкостей. Случайность и многообразие

349

причин, приводящих к образованию и воспламенению взрывоопасных смесей, не позволяют создать достаточно четкого представления о распределении концентрации горючего во взрывоопасной смеси в помещении

взависимости от вида смеси, условий вентиляции помещения и некоторых других факторов, влияющих на образование взрывоопасной смеси.

Всвязи с этим обычно принимается, если неизвестно распределение концентраций в объеме помещения, что в помещении образуется взрывоопасная смесь стехиометрической концентрации, что идет в запас при определении требуемой площади легкосбрасываемых (предохранительных) конструкций.

Нужно иметь в виду, что в аварийной ситуации практически невозможно образование взрывоопасной смеси равномерной стехиометрической концентрации, так как даже при проведении экспериментальных исследований в незначительных объемах создание такой концентрации по всему объему представляет определенную трудность. А в реальных условиях производства, концентрация горючего в смеси, как правило, будет неравномерной и отличной от стехиометрической.

2. Инициирование взрывного горения взрывоопасной смеси происходит в геометрическом центре объема помещения, а распространение пламени происходит по сферической поверхности.

При воспламенении взрывоопасной смеси в геометрическом центре объема фронт пламени имеет форму сферы увеличивающегося диаметра практически до момента касания фронтом ограждающих конструкций. Далее наблюдается распространение фронта пламени в виде усеченного шарового слоя и затем при догорании в углах объема – шаровые сегменты. Это, так сказать, идеальный случай распространения фронта пламени. Так как на форму фронта пламени оказывают свое влияние конвективные потоки, вытягивающий эффект вскрывающихся отверстий, располагаемые

вэтих помещениях строительные конструкции (колонны, балки, фермы), выступающие из плоскости стен, этажерки и площадки, марши лестниц и т. п., а также технологическое и техническое оборудование (агрегаты, оборудование и т. п.), что приводит к искажению формы пламени, то эти факторы учитываются коэффициентом интенсификации взрывного горения α.

При воспламенении смеси в геометрическом центре объема будут наблюдаться также максимальные значения прироста площади фронта пламени по сравнению с другими точками воспламенения.

3. До момента вскрытия легкосбрасываемых конструкций повышение давления внутри помещения происходит как в замкнутом объеме. С момента вскрытия отверстий наряду с процессом горения взрывоопасной смеси внутри объема при определении давления учитывается истечение газа через образовавшиеся проемы. Процесс истечения газа рассматри-

вается адиабатическим и происходит при допускаемом давлении доп.

350