Устойчивость зданий и сооружений при пожаре

Необходимость разобрать  лестницу может возникнуть в нескольких случаях. Во-первых, - чтобы можно  было поднять на второй уровень крупногабаритные предметы, которые невозможно поднять по узкой лестнице; во-вторых, для замены или ремонта изношенных элементов лестницы, например, отдельных ступенек. Обычная проблема лестниц - это скрип, который может со временем появиться. И эта проблема при использовании сборно-разборных лестниц решается легко - регулировкой разболтавшихся узлов крепления.

2.2 ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛЕСТНИЦ

Пропускная способность  лестницы определяется лестниц. количеством  людей, которые могут пройти в  самом узком месте её в течение  одной минуты. Поэтому ширина маршей в лестницах, предназначенных для массовой эвакуации, должна назначаться в зависимости от максимального количества людей, которые могут находиться в помещениях (фактически обслуживаемых лестницей, т. е. за исключением людей, находящихся в помещениях 1-го этажа, даже если последние сообщаются с лестницей). В жилых домах количество людей определяется по полезной жилой площади, приходящейся на лестницу, полагая, что на каждого проживающего приходится 9 м².

Если из помещений  имеется непосредственный выход на несколько лестниц (включая главные и второстепенные), то максимальное число людей, по которому определяется ширина маршей, распределяется по числу всех лестниц, за вычетом одной лестницы (в предположении, что одна лестница не может быть использована для эвакуации).

Исключение в этом отношении представляют театральные  и зрелищные здания, где учитывается  полная ширина всех лестниц.

Когда известно количество людей, пользующихся данной лестницей, то необходимую ширину марша, в зависимости от назначения здания, определяют по соответствующим нормам. Для большинства гражданских зданий на каждые 100 чел. принимается 1 м ширины марша. Работами Научно-исследовательского института при Академии художеств установлено, что пропускная способность лестницы возрастает значительно быстрее, чем ширина марша. По данным Института, при расположении людей на марше в один поток (ряд) необходима минимальная ширина марша1 0,9 м, а при расположении людей, например, в три потока на каждый поток необходима ширина только-1,7м/3 =0,57 м (см. табл. 50).

 

 

Количество людских потоков. (число чел в ряду)	Ширина марша (м)
	минамально	нормально	максимально
1	0.9	1.0	1.2
2	1.2	1.3	1.7
3	1.7	1.8	2.3
4	2.3	2.4	3.0

Практикой установлено, что скорость движения толпы по лестницам составляет в среднем 10 м в минуту при спуске и около 8 м в минуту при подъеме. Если примем размер места, занимаемого одним человеком по длине потока, в 0,3 м, то на протяжении 10 м поместятся 10 : 0,3 = ~ 33 чел., а на протяжении 8 м поместятся 8 : 0,3 = ~26 чел. Отсюда пропускная способность одного потока при спуске с лестницы будет 33 чел. в минуту, а при подъёме—26 чел. в минуту. Это число возрастает до 50 чел. по горизонтальному пути. Руководствуясь данными табл. 50 о необходимой ширине марша при различном количестве людских потоков, а также приведзнной пропускной способностью каждого потока, можно установить действительно необходимую ширину маршей, горизонтальных проходов и дверных выходов в лестничных клетках.

Необходимо предусмотреть  несколько дверей, каждую не больше чем на 250 чел. Ширина дверей определяется в зависимости от количества людей по первым трём строкам в этом столбце.

Проектировать лестницы шириной свыше 3 м не следует. Данными  этой таблицы, согласно существующим нормам, руководствуются при определении ширины лестниц в производственных помещениях. Ширина дверных выходов определяется в свету.

Независимо от количества людей ширина лестничных маршей для  удобства пользования лестницей  и удобства проноса вещей должна быть:

1) в главных и основных лестницах не менее 1,32—1,40 м;

2) во вспомогательных (второстепенных) лестницах не менее 1,10 м;

3) ширина чердачных и подвальных  маршей и наружных лестниц  должна быть не менее 0,75 м.

Ширина площадок должна быть не менее ширины примыкающих к площадке ч маршей. Иногда ширина площадок определяется требованием удобного поворота переносимых по лестнице предметов: мебели, музыкальных инструментов и т. п. Например, площадки лечебных зданий должны иметь ширину не менее 2,6 м для удобного поворота носилок.

2.3 ФОРМА ЛЕСТНИЦ

Форма лестниц зависит  от назначения и местонахождения  их и от архитектурного оформления сооружения, в котором они находятся. Чаще всего применяется обычная  двухмаршевая лестница. Она, в пределах каждого этажа, состоит из двух площадок: одной этажной и одной промежуточной и двух, обычно одинаковых, маршей. С этажной площадки двухмаршевой лестницы может быть устроено не более трёх дверей. При необходимости иметь большее количество дверей (например в 4-квартирной секции) этажную площадку соответственно расширяют.

Двухмаршевые лестницы, особенно без  лифта, просты по конструкции, занимают мало места в плане и экономичны по сравнению с другими видами лестниц. Лифт устраивают в пристройке к лестничной клетке. Некоторого уменьшения длины (а потому и площади) лестничной клетки можно-достигнуть, запроектировав в пределах промежуточной площадки несколько косых (забежиых) ступеней. Такие лестницы применяются в заграничной практике. Нашими нормами забежные ступени запрещены, хот» применение их в малоэтажном строительстве было бы рационально ввиду их экономичности. В зданиях с высокими этажами (свыше 5—6 м) обычные двухмаршевые лестницы имели бы столь большую длину лестничных клеток, что их трудно было бы разместить в здании нормальной ширины. В целях сокращения длины лестничных клеток применяют так называемые двойные а полуторные двухмаршевые лестницы. Двойная двухмаршевая лестница в пределах каждого этажа состоит из этажной площадки,- трёх промежуточных, из которых одна расположена под этажной, и четырёх маршей, расположенных попарно, один под другим.

Двойные двухмаршевые лестницы могут  быть размещены при наименьшей высоте этажа в 5 м. При меньших высотах  невозможно осуществить нормальный проход под площадками. Тогда применяются  полуторные двухмаршевые лестницы, состоящие из этажной площадки, двух промежуточных площадок и трёх маршей. Этажные площадки в смежных этажах расположены при этом в разных концах лестничной клетки. Поэтому полуторные лестницы применимы только в тех случаях, когда планировка смежных этажей допускает устройство выходов на них в разных местах. Полуторные лестницы возможны при минимальной высоте этажа в 3,75 м.

В общественных и производственных зданиях с большим скоплением публики иногда применяются перекрестные лестницы, представляющие собой две двухмаршевые лестницы, устроенные в пределах одной лестничной клетки. Для того чтобы под маршами и площадками мог быть устроен нормальный проход высотой не менее 2,1 м, высота этажей должна быть не менее 5 м.

Наряду с двухмаршевыми  лестницами в гражданском строительстве довольна часто применяются трехмаршевые лестницы. Они состоят (рис. 207, фиг. 15 и 16) из одной этажной площадки вовсю ширину клетки, двух небольших, большей частью квадратных, площадок и трёх маршей: двух одинаковых, расположенных перпендикулярно к этажной площадке, и одного параллельного ей, соединяющего промежуточные площадки. Трехмаршевые лестницы занимают в плане обычно несколько большую площадь, чем двухмаршевые, но зато форма их плана легко трансформируется от прямоугольника, вытянутого в любом направлении, до квадрата. Вследствие этого трехмаршевые лестницы могут быть применены во всех случаях, когда габариты лестничной клетки ограничены условиями планировки в каком-либо направлении. В трёхмаршевых лестницах с планом, близким к квадрату, в промежутке между маршами удобно располагается шахта подъемника, вследствие чего трехмаршевые лестницы часто применяются в зданиях, оборудованых подъёмниками. Аналогично разобранным выше двухмаршевым лестницам и-в трёхмаршевых лестницах можно проектировать забежные ступени.

Кроме описанных прямоугольных  двух- и трёхмаршевых лестниц, в зданиях  с косоугольным планом лестничным клеткам  можно придать косоугольный план. Однако лестницы с косоугольным планом неудобно монтировать, а элементы их плохо поддаются стандартизации. Поэтому устройство косоугольных лестниц не рекомендуется.

2.4 ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ВЫХОДОВ ЧЕРДАЧНЫХ И ПОДВАЛЬНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

В лестницах, как правило, должен быть предусмотрен выход в 1-м  этаже, под первой промежуточной  площадкой. Для этого под ней  необходимо иметь в чистоте высоту не менее 2,10 м. Если учесть, что конструктивная высота площадки примерно равна 0,40 м, то уровень пола площадки должен возвышаться над полом 1-го этажа не меньше чем на 2,50 м. При двух равных маршах такое возвышение возможно только в том случае, если высота этажа будет не менее 5,0 м (рис. 202, фиг. 13). При нормальной высоте этажа (в 3,2—4,0 м) первая площадка, при равных маршах, находится на высоте 1,6— 2,0 м. Поэтому для устройства прохода необходимо удлинить первый марш за счёт укорочения второго, что, однако, вызывает удлинение лестничной клетки по сравнению с равномаршевыми лестницами (рис. 202, фиг. 14). Более рационально решение, позволяющее сохранить равные стандартные марши и тем самым избегнуть удлинения лестничной клетки. Для этого уровень пола выхода в лестничной клетке делают ниже первой ступени нижнего марша на 0,45—0,75 м, устраивая в этом месте дополнительный короткий марш, имеющий 3—5 ступеней (рис. 202, фиг. 15). При трехмаршевых лестницах вход можно устраивать под второй промежуточной площадкой, где высота обычно достаточна для устройства входа.

Если вход в подвал устраивается в пределах лестничной клетки, то он должен быть ограждён от лестницы, ведущей в верхние этажи, глухими стенами и дверью с  устройством шлюза. Следует обратить особое внимание на свободный проход под площадкой 1-го этажа, который должен иметь-высоту не менее 2,10 м.

Лестницы, ведущие на чердак, в зданиях, имеющих 2—3 этажа, могут делаться в виде приставных полуогнестойких (металлических) лестниц; эти приставные лестницы устанавливаются на верхней площадке лестничной клетки, а в перекрытии над ней устраивается люк с огнестойкой, полу огнестойкой или полусгораемой дверью.

В зданиях свыше 3 этажей основная огнестойкая лестница продолжается до. чердака с устройством полуогнестойкой двери для входа на чердак . На чердак следует выводить не менее одной лестницы между каждыми, двумя брандмауэрами.

Марши лестницы, ведущие  с последнего этажа на чердак, могут  быть, как уже указывалось, меньшей  ширины и круче, чем нормальные марши между этажами. Однако если вся лестница запроектирована из заводских стандартных элементов, то и чердачные марши предпочтительнее проектировать из тех же элементов, которые применены для нормальных маршей. Все это оказывается невозможным в трехмаршевых лестницах с лифтом в середине. В этом случае для размещения машинного отделения лифта над лестничной клеткой чердачные марщи приходится проектировать более узкими и крутыми, чем. нормальные.

Выход из лестничной клетки на чердак должен быть расположен в том месте,» где чердак имеет достаточную высоту для выхода (2,20 м).

Перекрытия над огнестойкими лестничными клетками должны быть огнестойкие, т. е. железобетонные или в виде сводов по металлическим балкам с защитой  металла слоем бетона или цементной штукатуркой.

При бесчердачных покрытиях  хотя бы одну лестницу необходимо вывести  на крышу, причём выход на крышу должен быть устроен через тамбур (шлюз), возвышающийся над крышей и по своей огнестойкости соответствующий  степени огнестойкости лестничной клетки.

 

 

                 2 Расчетная часть

2.1 Расчет предела огнестойкости  железобетонной панели перекрытия  ПК 4.5 – 58.12

 

Расчет предела огнестойкости  железобетонной плиты перекрытия:

а) по признаку «R» - потере несущей способности;

 

Дано:

Железобетонная плита перекрытия ПК 4.5-58.12, многопустотная свободно опирающаяся  по двум сторонам. Размеры сечения: b = 1.19 м, длина рабочего пролета l = 5.7 м; высота сечения h = 0.22 м; толщина защитного слоя бетона до низа растянутой арматуры δ = 0.02 м, диаметр пустот               d_П = 0.12 м.

Бетон: тяжелый, R_bu = 22 МПа.

Арматура: растянутая класса А-IV, R_su = 883 МПа.

 

2.1.1 Решение теплотехнической задачи

 

1 Определяем значение максимального изгибающего момента в плите:

 

М =

,

 

где b - ширина сечения ПК, м;

l – длина ПК, м;

qp – нагрузка на ПК, Н/м.

М =

= = 18.1 · 10³ Нм.

2 Определяем рабочую высоту  сечения плиты:

 

h₀ = h – r_s – δ,

 

где h - высота сечения ПК, м;

r_s – радиус растянутой арматуры плиты, м;

δ - толщина защитного слоя бетона до низа растянутой арматуры, м.

h₀ = h – r_s – δ = 0.22 – 0.0053 – 0.02 = 0.1947 м.

3 Определяем коэффициент условий  работы при пожаре γ_s,T растянутой арматуры:

 

γ_s,T =

/ (1 – ),

 

где A_s - суммарная площадь арматур, м²;

R_su – сопротивление арматуры, МПа;

R_bu – сопротивление бетона, МПа.

 

γ_s,T =

/ (1 – ) = = /(1 – )= 0.3

 

4 Определяем значение критической  температуры прогрева T^cr растянутой арматуры плиты:

Согласно таблица 9.3.7, разд.9.3 [2] для стали класса     А-IV при γ_s,T = 0.3, методом интерполяции получаем:

 

T^cr = 600 +

= 616 ºС.

5 Определяем значение среднего диаметра растянутой арматуры плиты:

 

d_s =

,

 

где A_s,j - площадь j – ой арматуры, м².

 

d_s =

= [ ]·= 0.0106 м.

 

2.1.2 Решение прочностной задачи

 

1  Определяем значение предела огнестойкости сплошной   железобетонной плиты по признаку «R» - потере несущей способности:

 

τ_f.r =

( )²,

 

где α_red - приведенный коэффициент температуропроводности;

φ₁, φ₂ – коэффициенты, учитывающие длительность загружения, гибкость и характер армирования.

τ_f.r =

( )² = = ( )² = 1.68 = R99.

Согласно таблица 9.3.2 и таблица  9.3.3 [2], при ρ = 2350 кг/м³ имеем:

α_red = 0.00133 м²/ч;

φ₁ = 0.62; φ₂ = 0.5.

2 Определяем искомое значение предела огнестойкости заданной многопустотной плиты по признаку «R» - потере несущей способности:

 

τ^пуст = τ_f.r·0.9,

 

τ^пуст = τ_f.r·0.9 = 1.68·0.9 = R90.

 

3 Определяем искомое значение  предела огнестойкости заданной пустотной плиты по признаку «I» - потере теплоизолирующей способности: