При решении вопросов о создании объектов, общих для промышленного узла, следует обеспечивать, когда это целесообразно, потребности близрасположенных предприятий, а также жилых районов, находящихся в непосредственной близости от промышленного узла. Состав и мощность общих объектов следует предусматривать с учетом как существующих так и строящихся в районе размещения промышленного узла аналогичных объектов и возможности их использования, действующих источников, объектов общих вспомогательных производств и хозяйств определяется исходя из возможности кооперированного их использования в промышленном узле. Представлено http://stroymale.ru/

Проверяем, находится ли принятое значение предварительного напряжения a_sp при коэффициенте y_sp — 1 в рекомендуемых преде­лах:

o_Sp + р = 550 + 45 = 595 МПа < R_s._ser = 785 МПа; o_sp — p = 550 — 45 = 505 МПа > 0,3R_s._ser = 0,3 • 785 =

= 236 МПа,

то есть напряжение a_sp находится в допустимых пределах. (Вели­чина р определена ранее при расчете Дy_sp).

Потери предварительного напряжения арматуры определяем по блок-схеме 1 прил. 4.

Первые потери oi_v 2′. От релаксации напряжений стерж­невой арматуры при электротермическом способе натяжения

cjj = 0,03ст_5Р = 0,03 • 550 = 16,5 МПа.

5. От температурного перепада при агрегатно-поточной техноло­гии изготовления панели

ст₂ = 0

(температурный перепад отсутствует, так как нагрев арматуры и формы происходит одновременно).

1. От деформации анкеров

а₉ = 0,

так как эти потери учитывают при определении полного удлинения арматуры.

1. От трения арматуры об огибающие приспособления

ст₄ = 0,

так как арматура прямолинейна.

12. От деформаций стальной формы

= о,

так как эти потери учитывают при определении полного удлинения арматуры.

13, 15. Для определения потерь от быстронатекающей ползуче­сти бетона ст„ вычисляем ряд величин.

Усилие предварительного обжатия с учетом потерь Oj — а₆

Р = A_sP (a_sp — — а₂ — а₃ — а₄ — а₅) =

= 308(550— 16,5) = 164,3-10³ Н.

1. Эксцентриситет приложения усилия Р относительно центра тяжести приведенного сечения (рис. 2.5)

= У_$Р = У о~ = 231,8 – (20 + = ²⁰⁴>^{8 мм}-

1. Сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры A_sP при y_sP = е_ор

Р Ре_opy_sp 164,3 ■ 10» , 164,3 ■ 10» • 204,8» _{йш МПо} ⁼—– 137100             Ш08ТЩ*             =8,04 МПа.

То же, для крайнего верхнего волокна

, _ _Р______ Ре „_р (h — у₀)__ 164,3 • 10³ 164,3 . 10³ ■ 204,8 (300 — 231,8)

°^Ьр ~ Area                   1 red                137100                             1008 • 10»                   <

<0 — растяжение. 19, 20, 21. Так как a_bp/R_bp = 8,04/16 = 0,503 < а = 0,25 + + 0,025R_b = 0,25 + 0,025 • 16 = 0,65 < 0,8,

потери

a_t = 34o_bpIR_bp = 34 • 8,04/16 = 17,1 МПа; ст„’ = 0 при оь_р < 0. „

При определении Оь_р и а_Ьр напряжениями, возникающими от веса панели, пренебрегаем, так как они не известны и уменьшают потери.

1. Первые потери

oil. — о г + а_й + ст₄ + ст₅ + а„ = 16,5 + 17,1 = 33,6 МПа.

Вторые потери ш₂. От усадки тяжелого бетона класса В20, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, по табл. 5 [10]

о₈ — erg — 35 МПа.

27,    28, 29, 30, 31. Уточняем сжимающее напряжение, учитывая момент от собственной массы панели M_g, усилие предварительного обжатия Р_г и потери оц при y_sp = 1,

М_я = ₌ MZ_lMZ! ₌ 19,3 _кн . м = 193 • 10⁵ Н • мм;

P_t = Asp (o_sp — at,) — o^As = = 308(550 — 33,6) — 17,1 • 39,2 = 1584 . 10² H;

q_M – A | ^«орУ.Р ^Mt^yst> ^

^red            /red             I red

1584 – 10» 1584 • 10» • 204,8» _ 193 • 10^s • 204,8 _ о oo iun •

137100 ⁺ 1008-10^е 1008. 10« ^— 0,83 Mlia;

as , = A- _ ₊ ^,Иг <^л ~ Уо) _

Ared                I red                     Ired

1584 • 10» 1584 • 10» . 204.8(300 — 231,8) 137100          1008 ■ 10«

. 193 – 10′ (300 — 231,8) _{л occ} w|-t

+———- loosTTo*—— ¹ = ^{0,266 МПа}-

33. Так как

^ = ^=0,241 <0,75,

потери от ползучести бетона:

о» = 128^ = 129^ = 30.6 МПа;

ст_в = 128^1= 128^ = 2,12 МПа. Кbp         ¹⁶

1. Вторые потери

= о₈ 4- о» = 35 + 30,6 = 65,6 МПа.

1. Суммарные потери

о, = а_и + ст,, = 33>,6 + 65,6 = 99,2 МПа < 100 МПа.

Так как по расчету <т, < 100 МПа, в дальнейшем принимаем а, = « 100 МПа.

Расчет производим по блок-схеме.

1. Расчетная высота ребра /г₀ = 129 мм.
2. Распределенная нагрузка

= gi + £2 + s/2 = 0,216 + 3,39 + 1,41/2 = 4,311 кН/м (Н/мм). .

1. 4, 5. Поскольку

q, = 4,311 Н/мм < q_a = 0,16ф_м (1 + <p_n) R_bib = 0,16 • 1,5 X X 0,81 X 70 = 13,61 Н/мм, то длину проекции наиболее опасного наклонного сечения прини­маем

с = 2,5h₀ = 2,5 • 129 = 322,5 мм.

Коэффициент q>₄ = 1,5 (для тяжелого бетона), а коэффициент Ф„ = 0, так как отсутствует продольная сжимающая сила.                                                                                                                                                 ;

Проверяем необходимость постановки поперечной арма­туры по расчету

Q = Qmax — W = 5060 — 4,311 • 322,5 = 3670 Н < Q_b =

= Фб4 (1 + фп) Rbtbho/c «= 1,5 • 1 • 0,81 * 70 • 129²/322,5 =

= 4389 Н, то есть поперечная арматура устанавливается только по конструк­тивным требованиям.

Принимаем поперечные стержни из проволоки класса Вр-I диа­метром 4 мм с шагом 75 мм.

Данные для проектирования

Тяжелый бетон класса В20; коэффициент условий работы

у_а =  0,9 (R_b = 11,5 • 0,9 = 10,35 МГ1а; R_bt = 0,9 0,9 = 0,81 МПа; Rb.ser = 15 МПа;                      = 1,4 МПа; Е, = 24 • 10³ МПа).

Напрягаемая арматура продольных ребер класса At-V (R_s = = 680 МПа; K₅._se, = 785 МПа; Ј_s = 1,9 • 10^s МПа).

При классе бетона В20 диаметр арматуры не должен превышать 18 мм.

Рабочая продольная арматура поперечных ребер — из стали класса A-III (при d > 10 мм R_s = 365 МПа).

Сетка плиты, поперечная и монтажная арматура ребер класса Вр-I (при d = 3 мм R_b = 375 МПа; при d = 4 мм R, = 370 МПа,

R_sw = 265 МПа; при d = 5 мм R_s = 360 МПа, R_sw = 260 МПа;

= 1,7 10⁸ МПа).

В панели покрытия допускается образование трещин. Способ предварительного напряжения арматуры электротермический авто­матизированный на упоры формы.

Предварительное напряжение без учета потерь принято Ojр = = 550 МПа.

Бетон подвергается тепловой обработке.

Обжатие бетона производится при передаточной прочности Rb_P = =» 16 МПа > 11 МПа > 0,5 ■ 20 = 10 МПа.

Панель покрытия показана на рис. 2.1.

Нагрузки

Подсчет нагрузок на покрытие приведен в табл. 2.1 с учетом коэффициента надежности по назначению у_а =* 0,95. .

Расчет плиты панели

Плита панели представляет собой многопролетную однорядную плиту, окаймленную ребрами.

Средние участки защемлены по четырем сторонам, а крайние —• защемлены по трем сторонам и свободно оперты на торцовые ребра.

Плита панели армируется одной сварной сеткой, укладываемой посередине ее толщины.

Горизонтальные связи по нижнему поясу. В беспрогонных покры­тиях большой высоты кроме горизонтальных связей по верхнему поясу балок или ферм устраиваются горизонтальные связи по ниж­нему поясу стропильных конструкций. Необходимость в этих связях обусловлена тем, что ветровая нагрузка, действующая на торец здания, вызывает изгиб торцовой’ стены и покрытие при этом исполь­зуется как горизонтальная опора стены. В зданиях большой высоты и со значительными пролетами эта опора устраивается в уровне ниж­него пояса стропильных балок или ферм в виде горизонтальной свя- зевой фермы, состоящей из стальных уголков и нижних поясов двух смежных стропильных балок или ферм.

Если горизонтальное усилие от всех нагрузок на каждую панель покрытия не превышает 10 кН, то горизонтальные связи по нижним поясам стропильных балок (ферм) не требуются.

Горизонтальные усилия определяются для блока здания при – наиболее невыгодном расположении кранов в каждом блоке.

При сблокированных зданиях с железобетонными колоннами одной высоты (до 18 м), оборудованных во всех пролетах мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно и с фонарями во всех пролетах, горизонтальные усилия от кранов могут переда­ваться на каркас здания плитами покрытия. Каркас проверяется рас­четом на горизонтальные усилия.

При грузоподъемности мостовых кранов до 30 т и числе пролетов с фонарями не более 50 % общего числа пролетов плиты покрытия обеспечивают распределение горизонтальных усилий от кранов на каркас здания. В этом случае расчет на горизонтальные усилия можно не производить, и горизонтальные связи по нижним поясам не требуются.

Жесткий диск покрытия обеспечивает пространственную работу каркаса здания, если в плоскости диска поперечная горизонтальная сила, приходящаяся на одну плиту, не превышает 15 кН (для плит 1,5 X 6 м— 10 кН). При больших значениях поперечной силы по верхним поясам ферм устанавливаются связи и в каждой плите одно продольное ребро с двух концов приваривается к стропильным кон­струкциям, При таком креплении плита является горизонтальной распоркой в покрытии. При соблюдении условий приварки плит к несущим стропильным конструкциям расчет жесткого диска на поперечную силу можно не производить для бескрановых зданий и зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т. Если расчет необходим, поперечная сила в жестком диске определяется как в бесконечно жесткой неразрезной балке на упругих опорах (поперечных или продольных рамах каркаса здания). • Устройство фонаря в беспрогонных покрытиях снижает жесткость диска. В этом случае на подфонарных участках покрытий по верхним поясам стропильных балок или ферм для обеспечения их устойчиво­сти из плоскости предусматриваются горизонтальные связи в край­них подфонарных шагах колонн в виде связевой фермы из стальных уголков. В остальных подфонарных шагах колонн в той же плоско­сти ставятся стальные распорки и тяжи по коньку фермы или балки. Распорками воспринимаются сжимающие, а тяжами — растягиваю­щие усилия.

Если фонарь не доходит до конца температурного блока, то связи по верхнему поясу стропильных балок или ферм в крайних шагах колонн не ставятся. В этом случае тяжи и распорки крепятся к эле­ментам покрытия крайнего шага колонн.

Если все колонны в продольном направлении здания имеют одинаковую жесткость или высота стропильных конструкций на опорах* не превышает 800 мм, вертикальные связи между фермами (балками) не ставятся.
Вертикальные связи, устанавливаемые между Колоннами, рассчитываются на действие ветровых нагрузок, приложенных к торцовый стенам, и продольных тормозных нагрузок от мостовых кранов.

Горизонтальные связи по верх­нему поясу. В беспрогонных покрытиях бесфонарных зданий желе­зобетонные плиты укладываются непосредственно на стропильные балки или фермы и привариваются в трех углах с соблюдением раз­меров опирания плит на стропиль­ные конструкции.  При этом должна быть обеспечена сварка по всей длине или ширине опирания закладной детали панели на заклад­ную деталь фермы или балки. Следовательно, образуется жесткий диск и необходимость в дополнительных горизонтальных связях в плос­кости покрытия отпадает.

Назначение связей — обеспечить жесткость здания в целом, устой­чивость сжатых поясов ригелей поперечных рам (стропильных балок и ферм) и восприятие горизонтальных ветровых и тормозных крано­вых нагрузок.

Вертикальные связи. Горизон­тальная сила от ветровой и крановой нагрузок, приложенная к по­крытию, может вызвать деформа­цию ригелей поперечных рам (стро­пильных балок или ферм) из плос­кости, а также, если она прило­жена к одной колонне,— потерю ее устойчивости. Во избежание это­го, устанавливаются специальные вертикальные связи. В их состав входят:

связи между стропильными бал­ками или фермами для включения кровельного диска из плит покры­тия в совместную работу с попереч­ными рамами; эти связи в виде крестовой решетки из стальных уголков устанавливаются между стропильными балками или фер­мами в плоскостях продольных ря­дов колонн в крайних ячейках каждого температурного -блока и крепятся с помощью свар­ки к закладным деталям опорных сечений стропильных балок или ферм;

стальные распорки, устанавли­ваемые в остальных ячейках в той – же плоскости в уровне верха колонн для передачи горизонтальных нагрузок на все колонны в продольном направлении;

вертикальные крестовые или портальные связи из стальных про­катных профилей, устанавливаемые для увеличения общей; продольной устойчивости здания в каждом продольном ряду между двумя смежными колоннами в середине температурных блоков; они крепятся к закладным деталям железобетонных колонн с помощью привариваемых косынок. Эти Связи вверху достигают продольных- стальных распорок в бескрановых зданиях и подкрановых балок* в зданиях с мостовыми кранами. При большом расстоянии между верхом подкрановых балок н продольными распорками вертикаль ные крестовые связи наращивают до распорок дополнительными эле­ментами из стальных прокатных профилей

Промышленные здания проектируют в соответствии с унифици­рованными типовыми схемами в виде плоскостных систем с попереч­ными рамами, образованными стойками (колоннами), защемленными в фундаментах, и ригелями (стропильными балками, фермами или арками), шарнирно соединенными со стойками (стоечно-балочная система).

Покрытия зданий выполняются из плоских крупнопанельных железобетонных плит или пространственных элементов в виде обо­лочек или складок.

Сборные железобетонные элементы между собой сопрягаются на болтах и сварке закладных деталей с последующим замоноличива- нием швов бетоном на мелкозернистом заполнителе.

Пространственная жесткость здания обеспечивается в попереч­ном направлении рамами каркаса, а в продольном — панелями покры­тия, подкрановыми балками и вертикальными связями, устанавливае­мыми в каждом температурном блоке вдоль продольных рядов колонн.

Производственные здания проектируются с учетом требований освещенности и вентиляции. В ряде зданий температурно-влажност- ный режим поддерживается световыми и аэрационными фонарями. Для зданий пролетом 18 м фонари шириной 6 м, при больших проле­тах — 12 м. В крайних пролетах зданий фонари, как правило, не устраиваются. При бесфонарных покрытиях температурно-влаж- ностный режим внутри здания обеспечивается принудительной вен­тиляцией, освещение — люминесцентное.

Исходные данные и алгоритм работы системы:

В здании 23 этажа имеется две лестничные клетки и пять лифтов. На первом этаже находятся офисы, выше расположены жилые этажи. Лестничные клетки незадымляемые, одна из них – типа Н1, другая типа Н3. Рассмотрим расчёт системы ПД1 приточной вентиляции противодымной защиты при пожаре (коротко, «система подпора дыма») незадымляемой лестничной клетки типа Н3.

Подачу наружного воздуха во время пожара в тамбуры-шлюзы перед лестничными клетками 3-го типа согласно [1], п. 2.7.4 рекомендуется предусматривать от вентилятора подпора дыма, нагнетающего воздух в вертикальную шахту с установленными на каждом этаже автоматическими клапанами, открываемыми по сигналу дымового датчика, размещенного в коридоре каждого этажа. В качестве приточного клапана рекомендуется использовать дымовой клапан. Для этого предполагается использовать клапаны дымоудаления с сервоприводом Belimo (или Polar Bear). В канале перед вентилятором следует установить дымовой клапан с электромеханическим приводом.

На первом этаже выход из тамбура-шлюза ведёт сразу в лифтовой холл (см. схему на рис. 1 б), куда в случае пожара нагнетается воздух из лифтовых шахт соответствующими системами приточной вентиляции защиты от дыма при пожаре.

1. Лифты.                                         7. Наружная дверь (выход из здания).

2. Лестничная клетка типа Н3.        8. Тамбур-шлюз при входе на

3. Лифтовой холл.                                    лестничную клетку типа Н3.

4. Коридор типового этажа.             9. Вертикальный коллектор притока

5. Принимаемая в расчёт открытая  в тамбуры-шлюзы для подпора дыма.

дверь на этаже пожара.         10. Коридор офисов на 1-м этаже с

6. Шахта дымоудаления коридора.            отдельным входом.

11, 12, 13. Лифтовые шахты.

Причём тамбур-шлюз не имеет других выходов в помещения, откуда может поступать дым при пожаре. Следовательно, предусматривать подачу наружного воздуха для подпора дыма во время пожара в тамбур-шлюз на первом этаже перед лестничной клеткой 3-го типа нет необходимости.

В СНиП 21-01-97 [3], п.6.18 требует: «Двери эвакуационных выходов из поэтажных коридоров, холлов, фойе, вестибюлей и лестничных клеток не должны иметь запоров, препятствующих их свободному открыванию изнутри без ключа.

Двери лестничных клеток, ведущие в общие коридоры, двери лифтовых холлов и двери тамбуров-шлюзов с постоянным подпором воздуха должны иметь приспособления для самозакрывания и уплотнения в притворах, а двери тамбуров-шлюзов с подпором воздуха при пожаре и двери помещений с принудительной противодымной защитой должны иметь автоматические устройства для их закрывания при пожаре».

Для расчёта принимается, что на этаже пожара в тамбуре-шлюзе лестничной клетки типа Н3 открыта только дверь, ведущая в коридор на этаже пожара (п.8.14 (в), [2]).

В соответствие с [1], п. 2.7.4 и [2], п.8.14 (в) производительность системы подпора ПД1 лестничной клетки типа Н3 определяется, как сумма расхода воздуха, подаваемого в тамбур-шлюз на этаже пожара, расхода воздуха в остальные тамбуры-шлюзы с закрытыми клапанами и утечки воздуха через неплотности воздуховодов.

Итак, дано: Количество всех этажей в здании – 23. Число обслуживаемых этажей приточной системой противодымной защиты во время пожара лестничной клетки 3-го типа (далее по тексту – ПД1) равно 22 эт., т.е. – со 2-го по 23-й этажи. Перепад высот между верхним тех. этажом (венткамера с вентилятором ПД1) и 2-м этажом – 67м. На каждом этаже тамбур-шлюз имеет по одному выходу на лестничную клетку и в коридор через двери высотой 2,2 м шириной 1,0 м (см. схему на рис. 1 а). Высота этажа 2,74 м (до перекрытия; и       3 м – с перекрытием). Расчётная температура наружного воздуха в холодный период года -28 ⁰С, в тёплый период года +28,5 ⁰С (параметры Б, г. Москва). Температура внутри помещений в холодный период года принимается +20 ⁰С.

Для расчёта условно принимаем, что пожар случился на самом нижнем этаже, обслуживаемом системой ПД1, т.е. – на 2-м этаже.