тельные устройства, предусмотреть покрытие и кровлю вставки из несгораемых материалов и выходы на кровлю.

При проектировании производственных зданий и подвалов боль шой площади в качестве противопожарных преград нередко используют эвакуационные коридоры (см. рис. 15.4), придав необходимую огнестойкость стенам и дверям коридора.

9.2. Противопожарные стены

Противопожарные стены являются наиболее распространенным видом противопожарных преград. Их можно подразделить на ненесущие (навесные), самонесущие и несущие.

Ненесущие стены выполняют в основном ограждающие функ ции. Свою массу они полностью передают на колонны каркаса через обвязочные балки в стенах из мелких изделий и через опорные стальные столики в панельных стенах.

Самонесущие стены несут собственную массу в пределах полной высоты здания и передают ее на фундаментные балки. Панельные самонесущие стены применяют при большой массе и большой тол щине панелей, имеющих сплошное сечение. Связь заполнения с кар касом осуществляется гибкими или скользящими анкерами, не препятствующими осадке стен.

Несущие стены применяют в бесфонарных и некоторых других зданиях и выполняют из кирпича, естественных или искусственных камней и блоков, а также панелей.

В современных производственных и гражданских зданиях чаще всего применяют несущие и самонесущие противопожарные стены. Независимо от конструкции противопожарных стен к ним предъявляется ряд специфических требований: стены должны изго тавливаться из несгораемых материалов, обладать достаточно!1 огнестойкостью и устойчивостью, правильно перерезать сгораемьн и трудносгораемые конструкции и обладать достаточной дымо и газонепроницаемостью.

Огнестойкость противопожарных стен. Согласно СНиП II-2-80 противопожарная стена должна выполняться из несгораемых материалов и иметь предел огнестойкости не менее 2,5 ч.

Несущие стены из кирпича и каменных блоков, как правил*:, имеют достаточный предел огнестойкости. Более уязвимы каркас ные противопожарные стены, состоящие из большого количества элементов.

Для того чтобы установить предел огнестойкости стены в целом, нужно определить предел огнестойкости каждого ее элемента и каждого узла сочленения и окончательное значение предела огне стойкости принять по наименьшему значению.

Способы определения пределов огнестойкости колонн, ригелей, панелей известны, они изучались в первом разделе. Вместе с тем

при оценке огнестойкости противопожарных стен необходимо учитывать следующее.

При применении металлических колонн (основных или фахверковых) для повышения предела огнестойкости до 2,5 ч они подвергаются огнезащите. Способы огнезащиты рассмотрены в гл. 3. При защите слоем бетона толщина облицовки должна быть около 6 см. На рис. 9.1 пунктиром показан контур обетонирования металлической фахверковой колонны 3 вместе с металлическими узлами сочленения 2 колонны и панелей 1.

Рис. 9.1. Узел сочленения панелей с металлической колонной

Огнестойкость ригеля зависит от схемы его обогрева при пожа-е (рис. 9.2). В противопожарных стенах с навесными панелями , укрепленными на колоннах 2, ригель 1 в условиях пожара обогревается с трех сторон (см. рис. 9.2а), при этом предел огнестойкости ригеля недостаточен и не превышает 1,5 ч.

Увеличить предел огнестойкости ригеля можно несколькими способами: увеличением толщины защитного слоя бетона, нанесением на нижнюю грань ригеля теплоизоляции и изменением схемы Обогрева ригеля. Первый способ неэкономичен, так как требуемая толщина защитного слоя бетона составляет 65 мм.

За рубежом применяется защита нижней грани ригеля легкими Теплоизоляционными материалами, наносимыми по сетке. В качестве таких огнезащитных материалов применяют напыленный сбест, вермикулитогипсовую штукатурку, готовые плиты из перлита или слабоармированного вермикулита. Слой такой теплоизоля-

ции толщиной 20 мм обеспечивает предел огнестойкости, равны и 2,5 ч.

Значительное увеличение предела огнестойкости ригеля пропе ходит при обогреве его только с одной стороны, что достигается за полнением каркаса кладкой из кирпича или других штучных мате риалов (рис. 9.26). В этом случае нижняя грань ригеля 1 закрыта кирпичной кладкой 4.

Проверить, имеет ли ригель при одностороннем обогреве требуе мый предел огнестойкости 2,5 ч, можно следующим образом (см. рис. 9.2в).

Рис. 9.2. Схема обогрева ригеля:

а - с трех сторон; б - с одной стороны; в - схема к расчету огнестойкости ригеля, обогреваемого с одной стороны; 1 - ригель; 2 - колонна; 3 - панель стены; 4 - заполнение каркаса кирпичной кладкой

Вначале методами, изложенными в первом разделе, определи ются температуры на различном расстоянии от обогреваемой но верхности ригеля по истечении 2,5 ч пожара. Определяются темпе ратуры арматурных стержней, среднеарифметическое значение этих температур та и коэффициент изменения прочности арматуры mt-f(ta). Кроме того, определяется толщина разрушенного слоя бетона бр. Разрушенным считается слой бетона с температурой, равной или большей критической (для бетона на гранитном запон нителе 500°С, для бетона на известняковом заполнителе 6004) Находится рабочая ширина сжатой зоны бетона за вычетом разр\ шенного слоя: bt = b-6Р.

Затем по известным из теории железобетонных конструкции формулам вычисляется величина разрушающего момента:

MB = btxRnHp(ho-0,5x), (9.1)

х= FaR"Hmt , (9.2)

btRnp

Здесь Мр - разрушающий изгибающий момент, Н-м; х - высота сжатой зоны бетона, м; R"p - нормативное призменное сопротивление бетона, Па; h0 - рабочая высота сечения, м; Fa - площадь сечения рабочей арматуры, м2; R" - нормативное сопротивление растянутой арматуры, Па.

Величина разрушающего момента сравнивается с величиной нормативного изгибающего момента. Если разрушающий момент больше нормативного - условие безопасности выполнено.

Пример. Определить возможность разрушения ригеля каркасной противопожарной стены с штучным заполнением (см. рис. 9.3) через 2,5 ч огневого воздействия по «стандартному» режиму. Ригель изготовлен из бетона М200 на гранит-Ном щебне (RnHp=18 МПа) и имеет арматуру класса А-П (R" =300 МПа). Суммарная площадь сечения арматурных стержней 10,2 см2. Момент от нормативной нагрузки Мн = 60 000 Н-м. Решением теплотехнической задачи получено распределение температуры в сечении ригеля, показанное на рис. 9.4.

Рис. 9.3. Расчетная схема ригеля

Решение. По графику изменения температуры по сечению ригеля находим олщину разрушенного слоя бетона бр при критической температуре tKp = 500°C Л температуры арматурных стержней, места нахождения которых показаны на Ьис. 9.4 пунктирными линиями:

6 =4,2 см, следовательно, Ь,=20-4,2=15,8 см; t, = 600°C; t2 = 325°C; t3=150°C; t4 = 70°C.

Средняя температура арматуры

t = L(600+325+150+70) = 286°С. 4

Коэффициент изменения прочности арматурной стали класса А-И при 286"( mt = 0,77.

700 600 500 Ш

7.00 100

а г к 6 д ю п я\"№ш~б,см

Рис. 9.4. Изменение температуры по сечению ригеля через 2,5 ч пожара

Высота сжатой зоны бетона

.\ ;;П;- JMlllMJ0!ZZ =0,0828 M.

b r н 0,158-18-106

" t14 П р

Разрушающий момент Mp=btxRnHp (ho-0,5x) =0,158-0,0828-18- 10s(0,42-0,5-0,0828) = =89152 Н-м>№ = 60000 Н-м.

Следовательно, данный ригель удовлетворяет требованиям безопасности и м жет быть использован в каркасной противопожарной стене с штучным заполс! нием.

Особое внимание следует обращать на узлы сочленения элемеп тов противопожарных стен. Варианты крепления стеновых панел-к колоннам показаны на рис. 9.5. На рис. 9.5а показано креплен.1: из уголков, расположенных в разных плоскостях: один из уголк" приварен к колонне, другой к панели. При заполнении швов упр; гими материалами уголок, привариваемый к панели, заменяют civ бой, фиксирующей толщину шва (рис. 9.56). На рис. 9.5в показа:: крепление скрытого типа. Оно состоит из двух пластин с вырезам в виде скобы и крюков. Скобу крепят к колонне, а крюк - к пак ли. Между собой панели соединяют арматурными стержням Недостатком этих узлов сочленения является отсутствие защич! от действия высокой температуры. Металлические элементы узл-сочленения приходится обетонировать на толщину не менее 6 с

что неэкономично, ухудшает внешний вид, поэтому специалисты разрабатывают другие решения.

Приведем вариант узла сочленения панелей противопожарной стены с колонной, разработанной ГПИ № 6 (рис. 9.6). Панели I Крепятся к железобетонным колоннам 2 с помощью закрытого Стыка. Стык состоит из закладного элемента 3 панели, закладного элемента 4 колонны и приваренных к ним соединительных элементов МП-2 и МП-1. Элемент МП-2 входит в отверстие соединительного элемента МП-1. Для защиты узла сочленения стык между панелями и колонной заполняется стекловолокном и цементным раствором. Опыты показали, что этот стык обеспечивает предел огне-Стойкости противопожарной стены более 2,5 ч. Трудоемкость возведения сборных противопожарных стен из крупноразмерных панелей в 1,5 раза меньше, чем кирпичных, масса конструкций уменьшается в 2,3 раза.

Рис. 9.5. Узлы сочленения стеновых панелей с колоннами:

а - с помощью дв\х уголков; б - с помощью уголков и скоб; в - с помощью специальных соединительных элементов

I. 1851