Безопасность труда в строительстве

Задача 25 : Определить предел огнестойкости железобетонной колонны сечением 35х35см, высотой 3,6м, опирание колонны шарнирное, бетон на известковом щебне, марка бетона 300. Процент армирования -3, нормативная нагрузка 1100 кН.

Привести  факторы влияющие на предел огнестойкости  железобетонных конструкций, в частности ,колонн.

Решение:

В условиях пожара предел огнестойкости железобетонных конструкций наступает, как правило: 1) за счет снижения прочности бетона при его нагреве 2) теплового расширения и температурной ползучести арматуры 3) возникновения сквозных отверстий  или трещин в сечениях конструкции 4) в результате утраты теплоизолирующей способности  
Наиболее чувствительными к воздействию пожара являются изгибаемые железобетонные конструкции: плиты, балки, ригели, прогоны. Их предел огнестойкости обычно находится в пределах R50-R90 
Столь малое значение пределов огнестойкости изгибаемых элементов объясняется тем, что рабочая арматура растянутой зоны этих конструкций, которая вносит основной вклад в их несущую способность, защищена от пожара лишь тонким  защитным слоем бетона. Это и определяет быстроту прогрева рабочей арматуры конструкции до критической температуры. 
 
Огнестойкость сжатых железобетонных элементов исчерпывается при пожаре за счет снижения прочности, поверхностных, наиболее прогреваемых слоев бетона и сопротивления рабочей арматуры при нагреве. 
Это приводит к быстрому снижению несущей способности конструкции при пожаре. В момент времени воздействия пожара, когда несущая способность конструкции снизится до уровня рабочих нагрузок, и наступит ее предел огнестойкости по признаку «R». 
Для железобетонных колонн предел огнестойкости обычно находится в пределах R90-R150.

 
Предельные состояния  по огнестойкости  для ЖБК. 
Факторы, влияющие на величину пределов огнестойкости ЖБК. 
Предельными состояниями по огнестойкости для ЖБК являются: 1) потеря прочности (R) 2) потеря теплоизолирующей способности (I) 3) потеря целостности (E) 
В отличие от металлических конструкций, для которых основополагающей величиной при оценке предела огнестойкости по потере прочности (R) является приведенная толщина (tred) поперечного сечения, для оценки огнестойкости железобетонной конструкции по признаку потери прочности (R) необходимо знать: 1) вид бетона 2) миним. расстояние от обогреваемой поверхности до оси рабочей арматуры 3) размеры сечения конструкции 4) схему опирания.  
Для оценки огнестойкости железобетонной конструкции по признаку потери теплоизолирующей способности (I) необходимо знать: 1) вид бетона 2) толщину конструкции (для конструкции с внутренними пустотами – эффективную толщину конструкции). 
Расчет огнестойкости любых строительных конструкций по признаку потери целостности (E) является очень сложной технической задачей и, как правило, не проводится. 
Огнестойкость железобетонных конструкций зависит от многих факторов: конструктивной схемы, геометрии, уровня эксплуатационных нагрузок, толщины защитных слоев бетона, типа арматуры, вида бетона, и его влажности и др. 
Общие принципы расчета пределов огнестойкости ЖБК 
Расчеты пределов огнестойкости ЖБК, также как и для металлических конструкций связаны с решением прочностной (статической) и теплотехнической задач. 
В отличие от металлической конструкции, состоящей только из одного материала – металла,  предел огнестойкости ЖБК утрачивается в результате утраты прочностных свойств, как несущей металлической арматуры, так и собственно бетона. 
Утрата прочностных свойств металлической арматуры происходит в результате нагрева ее до критической температуры ( ), которая, в свою очередь, зависит от напряжений в сечении металлической арматуры (от приложенной нагрузки), вида ЖБК, схемы опирания и нагружения ЖБК, марки металла арматуры. 
Утрата прочностных свойств бетона также происходит в результате нагрева его до критической температуры ( ), при которой считается, что бетон мгновенно утрачивает свои прочностные свойства. 
Теплотехническая задача.

При решении теплотехнической задачи определяется время прогрева материалов конструкции до критической  температуры. При этом принимается, что конструкции обогреваются в  условиях стандартного температурного режима пожара при граничных условиях 3-го рода (с учетом теплообмена конструкции  с окружающей средой). 
При этом динамика прогрева будет существенно зависеть от схемы обогрева ЖБК.

Прочностная (статическая) задача. 
При решении прочностной (статической) задачи определяется величина напряжений от нормативной нагрузки в наиболее нагруженном сечении конструкции. При равенстве этих напряжений нормативному сопротивлению металла считается, что сечение конструкции утратит способность сопротивляться действию нормативной нагрузки. Поскольку нормативное сопротивление металла снижается при увеличении температуры, то это равенство будет определять критическую температуру конструкции  , т.е. температуру до которой можно нагреть конструкцию при данной величине напряжений в сечении конструкции.

Способы повышения пределов огнестойкости ЖБК

При необходимости  увеличения огнестойкости железобетонных конструкций можно рекомендовать  следующие мероприятия: 
- увеличение толщины защитного слоя бетона; 
- облицовка; 
- снижение пожарной нагрузки в помещении; 
- снижение механической нагрузки на конструкцию; 
- применение рабочей арматуры с более высокой критической температурой прогрева при пожаре.

Вопрос 35: Как организуется безопасная эвакуация  людей при пожарах  из помещений и  зданий в соответствии с СНиП 2.01.02.- 85 ?

С 01.01.98 вводится СНиП 21.01.97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений". СНиП 2.01.02-85* с 01.01.98 на территории Российской Федерации частично утрачивает силу (положения СНиП 2.01.02-85*, на которых основаны требования строительных норм и правил по проектированию зданий и сооружений различного назначения и инженерных систем, продолжают действовать до пересмотра строительных норм на эти здания и сооружения) - постановление Минстроя России от 13.02.97 N 18-3.

Эвакуация (п. 6.2 СНиП 21-01-98) представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара. Эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом. Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы. Также в обиходе используются термины пожарная эвакуация, эвакуация здания.

Эвакуация людей при пожаре (ГОСТ 12.1.033-81*) вынужденный процесс движения людей из зоны, где имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара

Спасение (п. 6.3 СНиП 21-01-98) представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, в том числе с использованием спасательных средств, через эвакуационные и аварийные выходы.

Путь  эвакуации – последовательность коммуникационных участков, ведущих от мест пребывания людей в безопасную зону. Такой путь должен быть защищен требуемым нормами комплексом объемно-планировочных, эргономических, конструктивных и инженерно-технических решений, а также организационных мероприятий.

Эвакуационный выход – выход на путь эвакуации ведущий в безопасную при пожаре зону и отвечающий требованиям безопасности.

Мероприятия, обеспечивающие защиту путей эвакуации.

• Объемно-планировочные: кратчайшие расстояния до эвакуационных выходов, их достаточная ширина, изоляция путей эвакуации от пожаро- и взрывоопасных помещений, возможность движения к нескольким эвакуационным выходам и т.п.
• Эргономические: назначение размеров эвакуационных путей и выходов отвечающих антропометрическим размерам людей, особенностям их движения, нормирование усилий при открывании дверей и т.п.
• Конструктивные: прочность, устойчивость и надежность конструкций эвакуационных путей и выходов, нормирование горючести отделки на путях эвакуации, перепадов высот на путях движения, размеров ступеней, уклона лестниц и пандусов и др.
• Инженерно-технические мероприятия: организация противодымной защиты, оборудование автоматическими установками пожаротушения, проектирование требуемой освещенности, размещение световых указателей, громкоговорителей системы оповещение и др.
• Организационные: обеспечение функционирования всех эвакуационных выходов при пожаре и поддержание на требуемом уровне объемно-планировочных, конструктивных, эргономических и инженерных показателей, например: предупреждение загромождения эвакуационных путей и выходов горючими материалами, а также предметами, уменьшающую их пропускную способность и т.п.

Общие требования к эвакуационным путям и эвакуационным  выходам по СНиП 21-01-97* "Пожарная безопасность зданий и сооружений".

Рис. 1а. Эвакуационные  выходы из помещений 1-го этажа

Рис. 1б. Эвакуационные  выходы из помещений, расположенных  на любых этажах, кроме 1-го.

Пути  эвакуации в пределах помещения

Нормируемые параметры - расстояние от наиболее удаленной  точки до выхода из зала, суммарная  ширина выходов из залов (помещений), размещение на этажах здания и вместимость.

Для зрительных залов  также нормируется число непрерывно установленных мест в ряду: при  одностороннем выходе из ряда не более 26, при двустороннем - не более 50 (по п. 1.119 [2]).

В кинотеатрах  пути эвакуации не допускается проектировать  через помещения, в которых может  находиться более 50 чел. Например, через  помещение, в котором ожидают  сеанса следующая группа зрителей, через кафе и т.п. (по п. 1.124 [2]).

В торговых залах  ширина основных эвакуационных проходов в торговом зале должна быть от 1,4 до 2,5м в зависимости от площади  торгового зала (по п. 1.111 [2]).

В спортивно-зрелищных  зданиях, нормируется количество человек  на 1м ширины путей эвакуации с  трибун открытых спортивных сооружений (п. 1.114 [2]), количество эвакуирующихся через  каждый выход (люк) в крытых спортивных сооружениях (п. 1.116 [2]), а также ширина путей эвакуации на трибунах (п. 1.117 [2]).

Пути  эвакуации в пределах этажа

Основными нормируемыми параметрами для коридоров является их ширина, протяженность путей движения и ширина выхода из коридора на лестничную клетку.

Как правило, протяженность  поставлена в зависимость от расположения помещения - между лестничными клетками или в тупиковом коридоре или  холле и определяется в зависимости  от плотности людского потока, от степени  огнестойкости и функционального  назначения здания.

Анализ методологии нормирования процесса эвакуации людей показывает, что критерием для определения помещения с выходом в тупиковый коридор и помещения расположенного между лестничными клетками является количество направлений для эвакуации. Одно направление эвакуации из помещения – это «помещение с выходом в тупиковый коридор», два и более - «помещение, расположенное между лестничными клетками».

Нормируется также  вместимость помещений, выходящих  в тупиковый коридор, например, для  общественных зданий от 80 до 125 человек [2, п. 1.109]

Ширина эвакуационных  выходов из коридора на лестничную клетку, а также ширина лестничного  марша лестницы поставлена в зависимость  от с тепени огнестойкости здания, класса конструктивной пожарной опасности здания, объем и категория помещения.

При дверях, открывающихся  из помещений в коридоры, за ширину эвакуационного пути по коридору следует  принимать ширину коридора, уменьшенную:

• на половину ширины дверного полотна - при одностороннем расположении дверей;

на ширину дверного полотна - при двустороннем расположении дверей, рис. 2 (по п. 6.26* [1])

Рис. 2. Ширина пути эвакуации по коридору а), б) по нормам, при двух- и одностороннем открывании дверей; в) вероятный вариант, наблюдаемый  в действительности.