Понятия и определения нормативных актов по безопасности зданий и сооружений

                                                            8

Пример расчета металлической центрально-сжатой колонны:

Имеется: навес возле кирпичного дома приблизительно следующего вида:

Рисунок 1. Расчетная схема навеса размером 10 на 6 метров с колоннами высотой 2.5 метра.

 

 

В данном примере мы рассчитаем сечение колонны, обозначенной красным цветом. Для расчетов примем постоянную нагрузку от собственного веса навеса 100 кг/м2 и временную нагрузку 100 кг/м2 от снегового покрова.

1.1. Таким образом сосредоточенная  нагрузка на колонну, обозначенную  красным цветом, составит:

 

N = (100+100)·5·3 = 3000 кг

1.2. Принимаем предварительно значение гибкости λ = 130, тогда коэффициент изгиба φ = 0.425. Требуемая площадь сечения колонны:

 

F = 3000/(0.425·2050) = 3.44 см2

1.3. Из условий закрепления колонны принимаем значение μ =1, тогда радиус инерции:

 

i = 1·250/130 = 1.92 cм

1.5.3. По сортаменту для квадратных  профильных труб данным требованиям  удовлетворяет профиль с размерами  поперечного сечения 50х50 мм с  толщиной стенки 2 мм, имеющий радиус инерции 1.95 см. Площадь сечения такого профиля 3.74 см2, момент сопротивления для этого профиля составляет 5.66 см3.

1.6. Проверим, является ли принятый  профиль допустимым по предельной  гибкости. Точное значение гибкости  составит:

 

λ = 250/1.95 = 128.2

значение коэффициента а составит:

 

а = 3000/(0.425·2050·3.74·1.1) = 0.837

тогда предельно допустимое значение гибкости:

 

λmax = 180 - 60·0.837 = 129.8 > 128.2

Требования по предельно допустимой гибкости нами соблюдены. [13]

 

                                                            9

2. Пожарная безопасность здания или сооружения

Строительные конструкции по пожарной безопасности подразделяются на 4 класса по СНиП 21-01-97* и ФЗ РФ № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (табл. 1): 
- КО - непожароопасные; 
- К1 - малопожароопасные; 
- К2 - умереннопожароопасные; 
- К3 - пожароопасные.

Здания по конструктивной пожарной опасности подразделяются на 4 класса: СО, С1, С2, С3 в зависимости от пожарной опасности составляющих их строительных конструкций: КО, К1, К2, К3 (табл. 2). 
- СО - непожароопасные здания; 
- С1 - малопожароопасные здания; 
- С2 - умереннопожароопасные здания; 
- С3 - пожароопасные здания.[3]

Классификация зданий, сооружений и помещений по пожарной и взрывопожарной опасности применяется для установления требований пожарной безопасности, направленных на предотвращение возможности возникновения пожара и обеспечение противопожарной защиты людей и имущества в случае возникновения пожара в зданиях, сооружениях и помещениях.

По пожарной и взрывопожарной опасности помещения производственного и складского назначения независимо от их функционального назначения подразделяются на следующие категории:

1) повышенная взрывопожароопасность (А);

2) взрывопожароопасность (Б);

3) пожароопасность (В1 - В4);

4) умеренная пожароопасность (Г);

5) пониженная пожароопасность (Д)

Здания, сооружения и помещения иного назначения разделению на категории не подлежат.

Категории помещений по пожарной и взрывопожарной опасности определяются исходя из вида находящихся в помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, а также исходя из объемно-планировочных решений помещений и характеристик проводимых в них технологических процессов.[3]

 

 

 
                                                             

 

10

Пример расчета категории пожарной опасности помещения.

В складском помещении осуществляется хранение негорючих материалов (металлоизделий) в ящиках, изготовленных из древесины. Пожарная нагрузка сосредоточена в виде трех стеллажей размером 1×6 м. Между стеллажами имеются проходы шириной 1,5 м. Минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия составляет 1 м. В каждом стеллаже содержится по три яруса, в каждом ярусе по 10 деревянных ящиков массой 3 кг каждый.

Проведем расчет категории пожарной опасности помещения. В помещении можно выделить три участка размещения пожарной нагрузки – стеллажи.

Определим для каждого из участков удельную пожарную нагрузку.

Суммарная масса древесины в каждом из стеллажей равна

m=3·3·10=90 кг.

Теплота сгорания в расчете принимается равной 13,8 МДж/кг.

Пожарная нагрузка составит:

Q=m·Hс=90·13,8=1242 МДж.

Площадь размещения пожарной нагрузки составляет

S=1·6=6 м2.

Поскольку площадь не превышает 10 м2, то за расчетную площадь размещения пожарной нагрузки принимаем площадь, равную 10 м2. Удельная пожарная нагрузка составит:

q=Q/S=1242/10=124,2 МДж/м2.

 
Помещение с данной удельной пожарной нагрузкой может быть отнесено к категории В4 по пожарной опасности.

Однако, расстояние между участками размещения пожарной нагрузки менее предельного, определяемого в данном случае так:

l= lпр+(11-H)=8+(11-1)=18 м,

т.к. минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия составляет 1 м, т.е. менее 11 м. Поэтому площадь размещения пожарной нагрузки суммируется и составит

3·6=18 м2.

 
Т.к. суммарная площадь размещения пожарной нагрузки превышает 10 м2, то помещение следует относить к категории В3 по пожарной опасности. [14]

 

 

 

 

 

 

 

 

 
                                                                    11

Определение класса пожарной опасности конструкции по ГОСТ 30403. Таблица 1 

Н.д. - не допускается;  Н.н. - не нормируется.

А. Строительные конструкции 
Пожарная опасность строительных конструкций определяется по ГОСТ 30403 «Строительные конструкции. Методика определения пожарной опасности». Класс пожарной опасности конструкции КО, Kl, К2, КЗ определяется допускаемыми размерами повреждения конструкции , наличия горения, теплового эффекта, воспламеняемости, дымообразующей способности

Б. Здания 
Здания конструктивной пожарной опасности класса СО должны иметь несущие строительные конструкции класса КО; здания класса С1 должны иметь несущие строительные конструкции класса К1; здания конструктивной пожарной опасности С2 должны иметь несущие строительные конструкции класса КЗ; для класса зданий СЗ класс строительных конструкций не нормируется.[3]

                                                                 

Деление зданий на классы по конструктивной пожарной опасности. Таблица 2. 

 

 

 

 

 

                                                        12

3. Безопасность при опасных природных катаклизмах

При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, а также при проектировании их инженерной защиты необходимо выявлять геофизические воздействия, вызывающие проявления и (или) активизацию опасных природных (геологических, гидрометеорологических и др.) процессов.

Оценка опасности возникновения геофизических воздействий в литосфере, гидросфере и атмосфере должна проводиться на основе использования опубликованных и фондовых данных о состоянии природной среды, материалов комплексных инженерных изысканий, включающих прогноз взаимодействия проектируемых объектов с окружающей средой, и исходных данных для разработки предпроектной и проектной документации в соответствии с требованиями СНиП 11-01--95, СНиП II-7-81* и СНиП 2.0.01-82.

При выявлении опасных геофизических воздействий и их влияния на строительство зданий и сооружений следует учитывать категории оценки сложности природных условий, приведенные в таблице.

Для прогноза опасных природных воздействий следует применять структурно-геоморфологические, геологические, геофизические, сейсмологические, инженерно-геологические и гидрогеологические, инженерно-экологические, инженерно-геодезические методы исследования, а также их комплексирование с учетом сложности природной и природнотехногенной обстановки территории.

Опасные природные процессы подразделяют на следующие категории:

• Оползни
• Сели
• Лавины
• Землетрясения
• Абразия и термообразия
• Суффозия
• Просадочность
• Эрозия
• Пучение
• Наводнения
• Смерчи
• Ураганы
• Цунами

Экспериментальная проверка сейсмостойкости, или исследование сейсмостойкости, необходимо для понимания действительной работы зданий и сооружений под сейсмической нагрузкой. Она бывает, в основном, двух видов: полевая (натурная) и на сейсмоплатформе. Удобнее всего испытывать модель здания на сейсмоплатформе, воссоздающей сейсмические колебания. Такие лабораторные испытания проводятся на больших или меньших моделях зданий и сооружений уже в течение многих лет. [4]

 

                                                          13

Рис. 2. Виброплатформа испытательная

Виброплатформа включает в себя: основание 1 (раму), закрепляемое на силовом полу на месте эксплуатации и охватывающее по периметру вибростол 2, закрепленные на основании стойки 3, вертикальные гибкие звенья (пластины) 4, верхними концами закрепленные на стойках 3, а нижними концами на столе 2, гидроцилиндры 5 и 6 одностороннего действия с плунжерами 7 и 8, электрогидравлические сервоклапаны 9 и 10, гидропневматические аккумуляторы 11 и 12, непосредственно соединенные с напорными каналами сервоклапанов 9 и 10, насосную установку 13, электрический блок 14 управления сервоклапанами 9 и 10 и задания режимов работы виброплатфомы и измерения параметров испытаний, трубопроводы 15 и 16 подачи рабочей жидкости под давлением к сервоклапанам 9 и 10, кабели 17 и 18 подачи управляющих сигналов блока управления 14 на сервоклапаны 9 и 10, манометр 19 контроля давления на выходе насосной установки, вибродатчик 20 параметров колебаний платформы, связанный с блоком 14 кабелем 21.

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании объектов машиностроения, стройиндустрии, бытовой техники и других изделий на вибропрочность и виброустойчивость. Заявлена виброплатформа испытательная, включающая в себя закрепляемое на фундаменте основание, горизонтальный стол для размещения на нем испытываемых изделий, закрепленные на основании опоры стола. Опоры стола обеспечивают возможность горизонтального колебательного смещения его относительно неподвижного основания. Виброплатформа также содержит гидравлический актюатор (возбудитель колебаний платформы), насосную установку, электрогидравлическую систему подачи управляемого потока рабочей жидкости к возбудителю колебаний (актюатору), электрическую систему управления работой виброплатфомы и измерения параметров колебаний стола, трубопроводы и кабели связи гидравлических и электрических агрегатов виброплатформы. Опоры стола выполнены в виде стоек, закрепленных на основании платформы и гибких звеньев, вертикально ориентированных, верхние концы которых закреплены на стойках, а нижние - на столе [15]

 

 

 

                                                          14

Изобретение относится к технике испытаний изделий машиностроения, стройиндустрии, бытовой техники и других изделий на вибропрочность и виброустойчивость при воздействии на них сил в результате вибрации (колебаний) среды, с которой они контактируют в процессе эксплуатации, транспортирования и других техногенных и природных факторов, в том числе при авариях и других нештатных ситуациях.

Способ непрерывного мониторинга физического состояния зданий и сооружений

Построение графиков изменения сейсмических колебаний со временем для выделенных частот осуществляют посредством следующего вида оконного преобразования Фурье:

             

где f(τ) - зарегистрированный сейсмический сигнал, ω - частота, для которой строится график, t - время, Т - интервал времени (окно), в котором определяется амплитуда A(ω, t), |…| - обозначает модуль комплексного числа. Следует отметить, что оптимальную величину интервала времени Т задают исходя из качества зарегистрированных данных, так как, с одной стороны, чем больше интервал, тем точнее вычисляется значение амплитуды, но при этом понижается разрешенность результата во времени; с другой стороны, чем выше амплитуда полезного сигнала по сравнению с шумами, тем меньший интервал можно задавать для удовлетворительной оценки амплитуды колебаний.

В случае, если полезным сигналом являются колебания не на фиксированной частоте, а в полосе частот, то производят дополнительное интегрирование функции A(ω, t) no частоте:

где ω - середина интервала частот от ω1 до ω2.

Получаемые в результате непрерывного мониторинга физического состояния здания или сооружения параметры динамических характеристик колебаний объекта в виде графиков изменения амплитуд колебаний для выбранного набора частот позволяют проводить непрерывный мониторинг влияния работающих механизмов на физическое состояние здания или сооружения и непрерывный мониторинг физического состояния вращающихся механизмов и их элементов.

В случае чрезвычайного происшествия анализ собранной информации позволяет в кратчайшие сроки установить причины, динамику развития и точные временные параметры произошедшего события. [15]

 

 

 

 

                                                           15

4. Безопасность условий проживания и пребывания в здания

 Для человека безопасность оценивается по следующим показателям:

1) качество  воздуха в производственных, жилых  и иных помещениях зданий и  сооружений и в рабочих зонах  производственных зданий и сооружений; 

Основной физической характеристикой примесей в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений является концентрация - масса (мг) вещества в единице объёма (м3) воздуха при нормальных метеорологических условиях.