Назначение и использование противопожарных перекрытий

Межэтажные перекрытия предназначены для отделения помещений внутри дома и перераспределения нагрузки на колонны или стены. Широкий типовой ассортимент изделий позволяет подобрать идеальный вариант для каждого случая. Благодаря возможности выдерживать значительные нагрузки и эффективности применения при большой ширине пролетов железобетонные плиты с ребрами являются довольно популярными сегодня.

Технические характеристики изделий с обозначением ПБ

Панели перекрытия, маркируемые ПБ, изготавливаются по безопалубочной технологии путем разрезки бетонного массива на конвейере.

Особенность – повышенные технические характеристики:

  • способность эффективно поглощать внешние шумы;
  • идеальный внешний вид рабочей поверхности;
  • стойкость к воздействию механических усилий;
  • устойчивость к влиянию ударных нагрузок;
  • высокий запас прочности;
  • расширенный температурный диапазон использования;
  • незначительный вес за счет продольных полостей;
  • улучшенные теплоизоляционные параметры;
  • влагостойкость, затрудняющая коррозию арматурных прутков;
  • возможность получения продукции различных геометрических размеров;
  • наличие, если требуется, наклонного среза торцевой плоскости.

В торцевой плоскости изделий с маркировкой ПБ видны тросы усиления. Благодаря этой особенности безопалубочные панели обладают более высокой прочностью, чем плиты с индексом ПК. Для принятия решения об использовании конкретной марки панелей необходимо знать, каковы различия одних плит перекрытия от других.

Огнестойкость строительных конструкций

Здания и пожарные отсеки подразделяются по степеням огнестойкости согласно таблице. К несущим элементам здания, как правило, относятся несущие стены и колонны, связи, диафрагмы жесткости, элементы перекрытий (балки, ригели или плиты), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре. Сведения о несущих конструкциях, не участвующих в обеспечении общей устойчивости здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание.

Классификация степеней огнестойкости зданий (таблица)

Степень огнестойкости здания

Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее

Несущие элементы здания

Наружные ненесущие стены

Перекрытия междуэтажные(в том числе чердачные и над подвалами)

Элементы бесчердачных покрытий Лестничные клетки
Настилы (в т.ч. с утеплителем) Фермы, балки, прогоны Внутренние стены Марши и площадки лестниц
I R 120 Е 30 RЕI 60 RЕ 30 R 30 RЕI 120 R 60
II R 90 Е 15 RЕI 45 RЕ 15 R 15 RЕI 90 R 60
III R 45 Е 15 RЕI 45 RЕ 15 R 15 RЕI 60 R 45
IV R 45 E 15 RЕI 15 RЕ 15 R 15 RЕI 45 R 15
V Не нормируется

Пределы огнестойкости заполнения проемов (дверей, ворот, окон и люков, а также фонарей, в том числе зенитных и других светопрозрачных участков настилов покрытий) не нормируются, за исключением специально оговоренных случаев и заполнения проемов в противопожарных преградах.

В случаях когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции указан R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R 8. (*).

Отметим предел огнестойкости металлических незащищенных колон, балок ферм и остеклений – 15 минут.

Необходимо обратить внимание на то, что кроме приведенной выше классификации степеней огнестойкости вновь строящихся зданий в настоящее время действует и классификация степеней огнестойкости зданий регламентированная СНиП *, которая пока сохраняет еще три вида промежуточных степеней огнестойкости зданий IIIа, IIIб, IYа.

  1. Степень огнестойкости IIIа — здания с каркасной конструктивной схемой из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции из стальных листов или других негорючих материалов с трудногорючим утеплителем.
  2. Степень огнестойкости IIIб – здания с каркасной конструктивной схемой, преимущественно одноэтажные. Элементы каркаса из цельной или клееной древесины с огнезащитной обработкой, обеспечивающей требуемый предел распространения огня.
  3. Степень огнестойкости IYа – здания с каркасной конструктивной схемой, преимущественно одноэтажные. Элементы каркаса из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции из негорючих листовых материалов с горючим утеплителем.

Следует отметить, что при выпуске СНиП * взамен СНиП II-А. 5-70 был увеличен нормативно требуемый предел огнестойкости для колонн в зданиях II степени огнестойкости для зданий категорий Г и В.

То есть в многоэтажных зданиях категории Г (главные корпуса ТЭЦ, котельные и т.п.), а также в одноэтажных зданиях категории В (ЗРУ и т.п.), введенных в эксплуатацию в соответствии с СНиП II-А. 5-70 до 1986 года, нормативно допускались металлические не защищенные (не оштукатуренные) колонны с пределом огнестойкости 15 мин.

В соответствии с действующими нормативными документами в период эксплуатации указанных зданий с металлическими не защищенными колоннами требования органов государственного контроля по повышению пределов огнестойкости этих колон правомерны только в период реконструкции, капитального ремонта, изменения функционального назначения и т.п.

Литература

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

    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.

    Мосалков И.Л. и др. Огнестойкость строительных конструкций: М.: ЗАО «Спецтехника», 2001. — 496 с., илл

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

    Шелегов В.Г., Чернов Ю.Л. «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре». Пособие по выполнению курсового проекта. – Иркутск.: ВСИ МВД России, 2002. – 36 с.

    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.

    ГОСТ 27772-88: Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия/ Госстрой СССР. – М., 1989

    СНиП *. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – 36 с.

    ГОСТ 30247.0 – 94. Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования.

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

1ЭЛЛИНГ – сооружение на берегу со специально устроенным наклонным фундаментом (стапелем ), где закладывается и строится корпус судна.

2 ПУТЕПРОВОД – мост через сухопутные пути (или над сухопутным путём) на месте их пересечения. Обеспечивается движение по ним в разных уровнях.

3ЭСТАКАДА – сооружение в виде моста для проведения одного пути над другим в месте их пересечения, для причала судов, а также вообще для создания дороги на некоторой высоте.

4 РЕЗЕРВУАР – вместилище для жидкостей и газов.

5 ГАЗГОЛЬДЕР – сооружение для приемки, хранения и отпуска газа в газопроводную сеть.

6доменная печь — шахтная печь для выплавки чугуна из железной руды.

7Критическая температура – температура, при которой нормативное сопротивление металлаR un уменьшается до величины нормативного напряжения n от внешней нагрузки на конструкцию, т.е. при которой наступает потеря несущей способности.

8Нагель -деревянный или металлический стержень, применяемый для скрепления частей деревянных конструкций.

Таблица

Легкий бетон плотностью? = 1600 кг/м3 с крупным заполнителем из керамзита, плиты с круглыми пустотами количеством 6 шт., опирание плит — свободное, по двум сторонам.

1. Определим эффективную толщину многопустотной плиты tэф для оценки предела огнестойкости по теплоизолирующей способности согласно п. Пособия:

где — толщина плиты, мм;

  • — ширина плиты, мм;
  • — количество пустот, шт.;
  • — диаметр пустот, мм.
  • 2. Определяем по табл. 8 Пособия предел огнестойкости плиты по потере теплоизолирующей способности для плиты из тяжелого бетона часть с эффективной толщиной 140 мм:

Предел огнестойкости плиты по потере теплоизолирующей способности

3. Определим расстояние от обогреваемой поверхности плиты до оси стержневой арматуры:

где — толщина защитного слоя бетона, мм;

  • — диаметр рабочей арматуры, мм.
  • 4. По табл. 8 Пособия определяем предел огнестойкости плиты по потере несущей способности при а = 24 мм, для тяжелого бетона и при опирании по двум сторонам.

Искомый предел огнестойкости находится в интервале между 1 ч и 1,5 ч, определяем его методом линейной интерполяции:

Предел огнестойкости плиты без учёта поправочных коэффициентов — 1,25 ч.

  • 5. Согласно п. Пособия для определения предел огнестойкости пустотных плит применяется понижающий коэффициент 0,9:
  • 6. Определяем полную нагрузку на плиту, как сумму постоянной и временной нагрузок:
  • 7. Определяем отношение длительно действующей части нагрузки к полной нагрузке:

8. Поправочный коэффициент по нагрузке согласно п. Пособия:

  • 9. По п. (ч. 1 а) Пособия принимаем коэффициент? для арматуры А-VI:
  • 10. Определяем предел огнестойкости плиты с учётом коэффициентов по нагрузке и по арматуре:

Предел огнестойкости плиты по несущей способности составляет R 98.

За предел огнестойкости плиты принимаем меньшее из двух значений — по потере теплоизолирующей способности (180 мин) и по потере несущей способности (98мин).

Читайте также:  Заделка отверстий в перекрытиях: разъясняем развернуто

Вывод: предел огнестойкости железобетонной плиты составляет REI 98

Преимущества и недостатки

За счет пустот – нагрузка на фундамент значительно ниже.

Ребристые материалы наделены массой преимуществ:

  1. Повышенная прочность и устойчивость к любым воздействиям. Наличие продольных и поперечных ребер жесткости в плитах позволяет ей выдержать существенные нагрузки без деформаций и разрушений.
  2. Вариабельность размеров. Есть возможность приобретения крупногабаритных стройматериалов для использования в перекрытиях больших площадей.
  3. Долговечность. Применение коррозионностойкой стальной арматуры и высоких марок бетона, усиленного специальными добавками, придают более высокие значения технических характеристик готового изделия.
  4. Пожаробезопасность.
  5. Легкость эксплуатации. За плитами не нужен особый уход. Достаточно отделки.
  6. Легкость и быстрота монтажа при наличии спецтехники.

Однако, как и любой другой строительный материал, ребристые перекрытия имеют недостатки. Основной минус – это высокая стоимость, которая определяется трудоемкостью формовочных работ, сложностью создания опалубки, использованием дорогостоящего сырья. К тому же при монтаже образуются выступы, которые не эстетично выглядят.

Монтаж

Установка плит производится при помощи автокрана и происходит в пять этапов.

  1. Бетонным раствором заливаются места установки плит, для того чтобы они прочно и герметично соединились со стеной. Раствор должен быть свежим, нельзя допустить его затвердения, это нарушит монолитность здания.
  2. Плита должна подыматься строго горизонтально и быть прочно закрепленной за четыре точки.
  3. Подъем и установка изделия должны строго контролироваться.
  4. После монтажа на стену зазоры между панелями должны быть устранены с помощью раствора.
  5. Проводятся финальные работы по обработке петель для монтажа. Их нужно загнуть внутрь.

Расчет напряженно-деформированного состояния плиты перекрытия

В основе большинства современных программ находится метод конечных элементов, относящийся к приближенным методам расчета. Однако, концентрируя сетку конечных элементов посредством последовательных приближений, можно прийти к точному решению. Таким образом, при определении напряженно-деформированного состояния нужно учесть силовые факторы, возникающие в плите, такие как поперечные силы, изгибающие и крутящий моменты.

Схема эксцентричности стыков элементов в узлах: 1 – жесткая вставка, С – длина жесткой вставки.

В основе расчета приближенной модели, базирующейся на методе предельного равновесия, находится ряд упрощающих гипотез:

  • плита в состоянии предельного равновесия рассматривается как система плоских звеньев, которые соединены вдоль линии излома пластическими шарнирами, возникающими на опорах вдоль балок и в пролете по биссектрисам углов;
  • замена упругого защемления контура между балками жестким;
  • замена жесткого соединения ребер между собой упругим.

Это применяется к расчетной схеме поперечного ребра при расчете плиты перекрытия, представляющее собой балку на 2 шарнирных опорах. Возникает крутящий момент от заданной нагрузки в ребрах. По условиям равновесия узлов этот крутящий момент в продольном ребре является изгибающим для поперечного. Если соотношение размеров плиты больше чем 4, то опорный момент будет достаточно небольшим по сравнению с пролетным и им можно пренебречь.

При меньших соотношениях опорный момент в поперечном ребре становится сравнимым с пролетным моментом и заметно влияет на усилие и, соответственно, на параметры арматуры. Расчет нагрузки на ребра производят по гипотетической схеме в виде треугольников или трапеций.

Схема моделирования ребристого перекрытия или плиты (комбинированная модель): а – без жестких вставок (высота балки h), б – без жестких вставок (высота балки h1); в, г – то же, но с жесткими вставками.

Необходимо отметить ограниченность класса задач, решаемых с помощью метода предельного равновесия, так как для плит произвольного очертания остается неизвестной схема излома.

Данный метод неприемлем при различных комбинациях нагрузок и не представляет информацию о трещиностойкости плит. Это касается плит с соотношением более 3 сторон. Для балочных плит, в которых l1/l2>3 расчет производится таким образом, что на поле плиты вырезается полоса шириной 1 м вдоль короткой стороны, а расчетная схема представляет многопролетную неразрезную балку.

Рассмотрение плиты между гранями балок дает возможность уменьшить расчетные пролеты, пролетные и опорные моменты. В итоге уменьшается площадь арматуры.

Пределы огнестойкости железобетонных конструкций

Установление этой характеристики имеет большое значение для последующего расчета сохранности здания после окончания пожара. Если здание классифицировано как относящееся к повышенной степени огневой стойкости, оно должно сохранять механическую стабильность при пожаре от 180 минут и более. Если речь идет о сооружениях высотой от 100 м, требуется увеличивать этот показатель минимум до 240 минут.

Предел огнестойкости железобетонных конструкций невозможно установить без теплотехнического расчета. Эти вычисления показывают, за какой срок арматура достигнет опасной температуры либо сечение бетона снизится до критического уровня. Обязательно проводится и статический расчет, который позволяет максимально отдалить момент разрушения.

Огнестойкость бетона по такому показателю, как возникновение проникающих трещин и отверстий, оценивается из предположения, что весь объем в расчетном сечении прогрелся выше критического значения. Бетонный слой при удельной массе от 1200 кг на 1 м³. не должен быть влажнее 3,5%.

Читайте больше на: -stroitelnyh-konstruktsij/

Читайте также:  Предельная нагрузка на балку чердачного перекрытия /инструкция с фото

Требования и стандарты

Требования к нормам, область применения, стандарты изготовления противопожарных перекрытий четко прописаны в СНиП и в Федеральном законе РФ No 123-ФЗ от 22 июля 2008г., который регламентирует требования к пожарной безопасности.

В регламенте указывают технические характеристики, типы огнестойкости, условия монтажа перекрытий. Правила по выбору противопожарных панелей для зданий с различными классами пожаробезопасности. Прописаны эксплуатационные характеристики зданий и сооружений где обязательна установка противопожарных перекрытий, конструкций.

Другие полезные статьи:

  • Металлические противопожарные люки
  • Тип заполнения проемов в противопожарных преградах

Прогибы плит перекрытий и особенности монтажа

В ряде случаев изделия в виде плит перекрытий могут иметь прогиб как в одну, так и в другую сторону. При этом в соответствии с регламентом требований нормативной документации СНиП в части нагрузок и их воздействия, прогиб, составляющий менее 1/150 часть от общей длины плиты, не считается браком. Таким образом, величина допустимого прогиба в частном случае для плиты перекрытия марки ПБ 90-12 насчитывает 60 мм.

Как правило, обратный прогиб является следствием разделения плиты и снижения ее расчетной несущей способности. Учитывая особенность структуры плиты, где армируется нижняя часть изделия, может наблюдаться увеличение прогиба из-за снижения прочности. Применение таких плит является ограниченным и может повлечь за собой негативные последствия и стать причиной преждевременного износа конструкций, их частичного или полного разрушения. Монтаж плит с допустимой величиной прогиба должен производиться с учетом выполнения требования по опиранию элементов перекрытия. В зависимости от конструкции плиты могут опираться на две, три и четыре стороны.

В ходе строительства монтаж плит перекрытий реализуется с опорой только на несущие конструкции. Все прочие стены и перегородки возводятся после установки основных элементов. При этом перегородки должны быть ниже опорных узлов как минимум на 10 мм. В ходе строительства необходимо учитывать геометрию плит и наличие их прогиба, благодаря которому перекрытия могут касаться перегородок и оказывать на них механическое воздействие. Чтобы не допускать подобных ситуаций при строительстве внутренних стен замеры производятся индивидуально. Резка плит по ширине не допускается. При сооружении массивных конструкций несущая способность плит может быть повышена за счет заполнения строительным раствором технологических пустот.

Для подъема и перемещения плит необходимо использовать предусмотренные для этой цели монтажные петли, конструктивно расположенные в точках высокой механической жесткости.

Выбираем плиты перекрытия

Первое впечатление, что плиты перекрытия отличаются размерами, толщиной и конфигурацией обманчиво. Технические характеристики конструкции плит «зарыты» в глубине и каждое пустотное отверстие играет определенную роль в целостности конструкции. Поэтому, первоначально просто необходимо выяснить несущую способность перекрытия, материал изготовления и размеры железобетонных плит перекрытия.

Несущая способность плиты (расчетная нагрузка) для многопустотных плит перекрытия или ребристых отличается. Кроме того, для напряженных плит указывают класс арматуры и вид бетона. Естественно, стоимость плит перекрытия зависит от данных параметров.

В зависимости от армирования перекрытия и устойчивости объекта, выбирают схему монтажа, которую разрабатывают и определяют рабочими чертежами.

Расчет нагрузки перекрытия осуществляют на стадии проектирования. Подскажем, что коэффициент несущей способности находится в пределах от 800 до 1450 кгс/кв.м.

Выбираем плиты перекрытия

Согласно пункту 2.7 ГОСТ 9561-91 при изготовлении определенных типов плит разрешается не устанавливать напрягаемую арматуру. Это относится к плитам:

пустотным ø140 и 159 мм толщиной 220 м и длиной 4780 мм

плитам любой длины толщиной 220 мм с ø пустот 127 мм

толщиной 260 мм и длиной менее 5680 мм.

Выбираем плиты перекрытия

Конвейерное производство ЖБИ плит перекрытия соответствует строительным нормам, что позволяет выпускать изделия длиной

от 1,8 до 9 м.