Строительные конструкции

Под понятием «строительные конструкции» подразумевают несущие, декоративные и ограждающие элементы домов, зданий и сооружений. Представителями ограждающих конструкций являются фермы, арки и рамы, а несущих — панели перекрытий, оболочки, своды и так далее.

Строительные конструкции классификация и разновидности

Строительные конструкции в плане формы сегодня разделяют на две большие группы:

1) пространственные — своды и купола;

2) плоские — фермы, балки и рамы.

В некоторых случаях определенные элементы могут выполнять как ограждающую, так и несущую функцию.

Пространственные строительные конструкции отличаются от их плоских аналогов прежде всего тем, что требуют значительно меньшего количества материалов. Кроме того, они отличаются более удобным распределением усилий.

Впрочем, монтаж пространственных конструкций характеризуется чрезвычайной трудоемкостью. Согласно современным эксплуатационным требованиям, подобные изделия должны отвечать целому ряду свойств, таких как:

2) коррозионная стойкость;

4) экономичность — относится как к расходу материалов, так и к стоимости;

5) удобство в транспортировке и эксплуатации.

Современные строительные конструкции ассоциируются прежде всего с такой тенденцией, как уменьшение их общего веса благодаря использованию высокопрочных и наиболее легких материалов. Кроме того, сегодня активно совершенствуются пространственные решения.

В зависимости от материала, используемого для изготовления строительных конструкций, их разделяют на пять групп:

Металлические конструкции

Они востребованы больше всего в вентиляционных и теплогазоснабжающих системах, а также сооружениях специального назначения. Главное предназначение металлических строительных конструкций — это создание быстровозводимых объектов. К примеру, их можно встретить в виде несущих элементов каркасов зданий.

К основным преимуществам металлических строительных конструкций относятся:

1) относительная легкость — такие изделия весят значительно меньше, чем их железобетонные аналоги;

2) простота в изготовлении;

3) возможность серийного производства;

4) легкость в демонтаже и монтаже;

5) оперативность возведения;

6) возможность использования крупноблочного варианта выполнения монтажных работ;

7) удобство в транспортировке;

8) надежность в эксплуатации;

9) высокая прочность;

Впрочем, у металлических строительных конструкций есть и недостаток — это неспособность противостоять коррозии, что требует нанесения на их поверхность специального защитного покрытия на основе полимеров или эмали.

Деревянные конструкции

Это самые древние представители строительных конструкций. Стоит отметить прежде всего такие их преимущества, как:

1) небольшой вес;

3) легкость в транспортировке.

В настоящее время различают клееные и не клееные деревянные строительные конструкции. Наиболее эффективным является первый вариант, главным преимуществом которого является возможность получения любых по размеру поперечного сечения, габаритам и форме монолитных элементов.

Деревянные строительные конструкции сегодня используют в таких основных сферах, как:

1) обустройство покрытий производственных и общественных сооружений;

2) возведение шахтных сооружений, эстакад и мостов.

Для изготовления деревянных строительных конструкций используют пиломатериалы из хвойной древесины и фанеры, исполненные в виде как ограждающих изделий (панели со средним слоем из пенопласта), так и арок, балок и рам.

Железобетонные конструкции

В настоящее время различают два типа железобетонных строительных конструкций:

Для изготовления таких изделий используют бетон и каркас из стальной арматуры. Сборные железобетонные конструкции превосходят свои монолитные аналоги в том, что их конструктивные элементы сначала изготовляются на заводе, после чего они доставляются на стройплощадку для последующего монтажа и сборки. Это позволяет экономить значительные средства и время.

Бетонные конструкции

Под понятием «бетон» подразумевается искусственно созданный каменный материал. Его получают путем перемешивания вяжущего вещества, особых заполнителей и воды. Бетон — это один из наиболее важных строительных материалов. Из него изготовляют огромное количество различных изделий, например, стеновые блоки, конструктивные элементы гидротехнических сооружений, трубы, фундаменты, бортовой камень для дорожных работ и так далее.

Алюминиевые конструкции

Это чрезвычайно популярные сегодня строительные конструкции. Их главное преимущество — это возможность широкого применения с целью остекления. Из алюминиевых конструкций изготовляют окна, двери, витрины, профили для балконов и витражей и другие изделия. Также из них производится продукция с фурнитурой, стеклопакетами, термомостом и так далее.

Можно сделать вывод, что строительные конструкции, из которых наибольшей популярностью пользуются железобетонные, бетонные и алюминиевые изделия, предназначены для выдерживания основных нагрузок домов, зданий и сооружений. Другой важной сферой их применения является ограждение людей и частей зданий от воздействия атмосферных осадков. Все это говорит о незаменимости и чрезвычайно большом значении строительных конструкций в современном домостроении.

Если вы ищете техническую документацию касаемо строительных конструкций, то могу предложить следующие документы, которые ранее размещал на блоге:

СНиП 3.03.01-87 — Несущие и ограждающие конструкции.

В заключение нашел интересный не большой видеоролик, в котором показывают 3д модель строительства многоэтажного дома из сборных железобетонных конструкций.

Буду признателен за ваши комментарии или дополнения по теме строительные конструкции.

Строительные системы зданий

Понятие — строительная система — является комплексной характеристикой конструктивного решения здания по признакам материала и технологии возведения его несущих конструкций*. Различают четыре группы конструкционных материалов — камень (включая кирпич), бетон, металл и дерево, и два основных технологических метода возведения — традиционный и индивидуальный. Например, для кирпичных зданий традиционна технология ручной кладки несущих стен, а для деревянных — применение рубленных бревенчатых стен. Наиболее распространенным является использование одной строительной системы при возведении здания. Такие строительные системы называют основными. Схема их классификации дана на рис. 5.25.

Рис. 5.25. Схема классификации строительных систем Однако часто функциональные особенности проектируемого здания или экономические соображения приводят к необходимости сочетать по высоте (или протяженности) здания различные системы, а в последних в свою очередь сочетать различные конструкционные материалы и технологии возведения. В таких случаях формируют комбинированную строительную систему здания. Примеры комбинированных конструктивной, строительной и систем для многоэтажных домов с нежилыми первыми этажами даны на рис. 5.26.

За годы формирования в России многоукладной экономики объем применения и вариантность комбинированных строительных систем, особенно в индивидуальном проектировании, так называемых, многоэтажных элитных домов и в коттеджных малоэтажных, существенно возросли. Однако их конструктивная система преимущественно остается единой — бескаркасной, иногда комбинированной — каркасной в цокольных и подземных гаражных этажах и бескаркасной — в надземных жилых.

Рис. 5.26. Пример комбинированной панельной и каркасной системы Строительная система зданий с несущими стенами из кирпича и мелких блоков являлась исторически одной из основных и за последнее время ее доля даже возросла в возведении жилых зданий различной этажности.

Известное повышение трудозатрат и стоимости при применении рассматриваемой строительной системы внесли резкое изменение нормативных требований (увеличение в 2-3 раза) к сопротивлению теплопередаче наружных стен. Практически для большинства районов России это привело к необходимости перехода от традиционных стен сплошной кладки к слоистым — трехслойным с эффективным утеплителем, несущая способность которых ограничена пятью этажами. Из большинства традиционных решений удается сохранить сплошную кладку из пустотелых керамических блоков и блоков из автоклавного ячеистого бетона, только в немногочисленных южных районах.

Полносборные каменные системы со стенами из заранее отформованных крупных кирпичных (керамических, каменных) блоков или панелей, изобретены и широко применялись в б. СССР в 50-е — 60-е гг., но затем постепенно ушли из практики. С 1990-х гг. высокий энергоэкономический эффект и индустриальность слоистых кирпичных панелей стимулировали рост их производства в США и Канаде.

Полносборные здания из бетона возводят в крупноблочной, панельной, каркаснопанельной и объемно-блочной системах.

Крупноблочная строительная система применяется для возведения жилых и массовых общественных зданий (школ, поликлиник и т.п.). Предельная высота зданий — 16 этажей, масса блоков 3-5 т. Традиционно для наружных стен блоки формуют однослойными из легкого (или ячеистого) бетона, для внутренних — из тяжелого бетона. Разрезка стен на блоки (по высоте этажа) преимущественно двухрядная — на простеночные и перемычечные элементы. Установку крупных блоков ведут по принципу каменной кладки: на цементно-песчаный раствор и с перевязкой вертикальных швов. Создание крупноблочной строительной системы было первым этапом индустриализации строительства зданий с бетонными несущими стенами. Внедрение панельной системы с более высоким уровнем индустриальное™ привело к сокращению объемов крупноблочного строительства. Повышение нормативных теплотехнических требований к наружным стенам способствует дальнейшему вытеснению крупноблочной строительной системы, поскольку она ориентирована на однослойные конструкции стен, сопротивление теплопередаче которых в 2-3 раза ниже ныне требуемых. Поэтому крупноблочную систему вытесняет из практики строительства комбинированная-блочно-панельная с крупноблочными внутренними стенами и панельными (многослойными) наружными.

Панельная система

Панельная система применяется в проектировании гражданских зданий высотой до 30 этажей в обычных условиях строительства и до 14 в сейсмических. Несущие стены панельных зданий состоят из панелей высотой в этаж, протяженностью до 7,2 м, массой до 10 т. В отличие от крупных блоков стеновые панели не самоустойчивы: при возведении их устойчивость обеспечивают монтажные приспособления, в эксплуатации — специальные конструкции стыков и связей. Панели несущих стен устанавливают на цементно-песчаный раствор без перевязки вертикальных стыков.

С конца 1950-х гг. железобетонное панельное домостроение в СССР (как и в ряде европейских стран) стало основой массового жилищного строительства, как его наиболее экономически эффективная форма. К концу 1980-х гг. в стране функционировало 600 домостроительных предприятий, обеспечивающих свыше 60% жилищного строительства в стране в целом, а в крупнейших городах — 90%. В 1990-е гг. панельное домостроение в России, как и большинство передовых в технологическом отношении отраслей промышленности переживало резкий спад. Он был связан с рядом организационных просчетов в приватизации и резкого сокращения государственных инвестиций в социальную сферу — строительство жилья, школ и детских учреждений, поликлиник, являвшихся главными потребителями продукции домостроительных предприятий. К объективным причинам спада объемов производства в домостроительной промышленности было отнесено и однообразие ее продукции. Руководителей предприятий устраивала политика в течение десятилетий «гнать план» типовой продукции с морально стареющими типовыми решениями домов и квартир. Героические усилия архитекторов и конструкторов по совершенствованию проектных решений массовых объектов удавалось реализовать в ничтожных объектах.

В условиях рыночной экономики и поиска негосударственных инвестиций домостроительная промышленность с 2000-х гг. вступила в период организационной перестройки. Сегодня она возрождается и базируется на учете требований рынка к разнообразию домов и квартир, внедрению элементов гибкой планировки и энергоэкономичных объемно-планировочных и конструктивных решений. Организационно это диктует расширение производства преднапряженных длинномерных настилов перекрытий (для обеспечения гибкой планировки квартир), панелей наружных стен с высоким сопротивлением теплопередаче, доборных изделий для зданий с комбинированными конструктивными системами (например, каркасно-стеновыми) или комбинированными строительными системами (сборно-монолитными, кирпично-панельными и др.)

Четкая организационная структура домостроительной промышленности позволяет решать такие задачи оперативно. Так, в очень сжатые сроки домостроительные предприятия перешли с производства однослойных на трехслойные панели наружных стен с повышением почти втрое сопротивления теплопередаче. Домостроительная промышленность возрождается и в 2002 г. например, в Москве обеспечивает до 70% объемов городского жилищного строительства домов различной этажности, с квартирами различных уровней комфортности — коммерческого, муниципального и социального назначения.

Неизменными остаются преимущества панельного домостроения перед традиционным в меньшей массе конструкций (на 30-40%), суммарных затрат труда и сроков строительства более, чем на 30% и стоимости на 3-5%.

Ведущим техническим преимуществом панельного домостроения по сравнению с традиционным является его высокая пространственная жесткость, позволившая практически без дополнительного увеличения затрат конструкционных материалов перейти от 5-этажной к 16-25 — этажной застройке и обеспечивающая сейсмостойкость сооружений при разрушительных землетрясениях.

Каркасно-панельная строительная система

Каркасная система является основной в проектировании одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий и реализуется чаще всего из сборных железобетонных, реже металлических конструкций.

Каркасно-панельная система является также основной в проектировании общественных зданий высотой от I до 30 этажей. Внедрена в СССР в экспериментальное строительство наряду с панельной во второй половине 1940-х гг., а в 1960-е стала основной в процессе индустриализации строительства массовых общественных зданий. В жилищном строительстве применяется редко (только при наличии соответствующей производственной базы), так как уступает панельной по показателям затрат труда, сроков строительства и расхода стали.

Однако в проектировании массовых общественных зданий она лидирует, так как ее экономические недостатки искупаются компоновочными преимуществами. Каркасная система обеспечивает гибкость планировочных решений при проектировании и относительно недорогие мероприятия по модернизации и даже перепрофилированию зданий в процессе их эксплуатации. Такой относительно незначительный компоновочный недостаток каркасно-панельной системы, как наличие выступающих в интерьер ригелей преодолим при использовании безригельных каркасов или подвесных потолков.

Естественно каркасно-панельное строительство (аналогично панельному) испытало те же затруднения, связанные с перестройкой экономики.

Наряду с этим каркасная система с середины 1990-х гг. получает развитие в монолитном и сборно-монолитном вариантах многоэтажного коммерческого жилища, в котором колонны (или пилоны) служат обеспечению свободы планировочных решений квартир и встроенных в нижней ярусы здания паркингов.

Объемно-блочная строительная система

Система и конструкции бетонных объемных блоков (несущих и ненесущих) были разработаны и внедрены в экспериментальное строительство в СССР в конце 1950-х гг. В 1970-е гг. были отработаны технологические схемы производства объемных блоков различных конструктивных модификаций, методы их монтажа и завершен отбор более целесообразных монтажных механизмов, заводы объемно-блочного домостроения вышли на проектную мощность и новые конструкции получили внедрение в массовое жилищное строительство как в обычных, так и в сложных инженерно-геологических условиях.

Объемно-блочные здания возводят из крупных объемно-пространственных бетонных элементов весом до 25 т, заключающих в себе жилую комнату или другой фрагмент здания. Объемные блоки устанавливают друг на друга как правило «столбами» — без перевязки швов.

Объемно-блочное домостроение обеспечивает существенное снижение суммарных трудозатрат (на 12-15% по сравнению с панельным) и прогрессивную структуру этих затрат. Объемно-блочную систему применяли при проектировании жилых зданий, гостиниц, общежитий, пансионатов различной этажности — от одного до 16 этажей.

Наибольший экономический эффект объемно-блочное домостроение обеспечивает при большой концентрации строительства, необходимости его осуществления в сжатые сроки и дефиците рабочей силы. В связи с тем, что такой мощной концентрации строительства в настоящее время не возникает, эта строительная система стала временно невостребованной.

Монолитная и сборно-монолнтная строительные системы

Эти системы применяют преимущественно при возведении жилых зданий средней и повышенной этажности со стеновой или каркасно-стеновой конструктивными системами. К системам монолитного домостроения относят случаи возведения всех несущих конструкций из монолитного бетона, к сборно-монолитным-выполнения несущих конструкций частично из монолитного бетона, частично — из сборных железобетонных изделий. Монолитные здания, как правило, проектируют бескаркасными, сборно-монолитные — и каркасными и бескаркасными. Применяют также монолитную каркасную или стеновую систему с наружными слоистыми стенами из кирпича (кирпично-монолитную). Первые примеры эпизодического применения монолитного бетона для возведения стен и перекрытий гражданских зданий в нашей стране относятся к 1880-м гг. В 1930-х гг. вновь возник интерес к этой системе, но она получила преимущественное применение при строительстве специальных сооружений — бункеров, силосов, силосных батарей и т.п. Качественно новый этап применения монолитного бетона в нашей стране начался в 1960-е гг. в известной мере под влиянием успешного опыта монолитного домостроения в Англии, Франции и некоторых других западных странах.

В 1970-х гг. проведены работы по созданию индустриальных опалубок, освоению технологии, возведению домов — представителей и всесторонней проверке эксплуатационных качеств таких зданий в отечественных природно-климатических условиях. С 1980-х гг. монолитное домостроение составляет существенную и интенсивно развивающуюся отрасль жилищного строительства. С 1990-х гг. монолитное домостроение в России получает дополнительный стимул к развитию в связи с активизацией деятельности совместных и зарубежных фирм, импортирующих разнообразное технологическое оборудование, что обеспечивает широкий диапазон технических решений и отбор наиболее совершенных.

На архитектурно-планировочные и конструктивные решения зданий существенно влияет избранный метод бетонирования несущих конструкций зданий. При возведении бескаркасных зданий преимущественно применяют скользящую, объемно-переставную, щитовую (крупно-и мелкощитовую) и блочную опалубки, при возведении каркасных — методы щитовой опалубки, подъема этажей (МПЭ) и подъема перекрытий (МПП). Своеобразной разновидностью сборно-монолитного домостроения в последнее десятилетие стала конструктивно-технологическая система зданий, возводимых в оставленной опалубке из полимерных материалов.

Строительные системы зданий с несущими и ограждающими металлическими конструкциями получили распространение в малоэтажном строительстве легкометаллических производственных, а затем и общественных зданий комплектной поставки и в мобильных одноэтажных зданиях из блок- контейнеров различного типа.

Система легкометаллических зданий получила распространение в строительстве одно-, двухэтажных зданий микрорайонного и районного значения. Наиболее широко она внедряется в строительство предприятий торговли, общественного транспорта, связи, питания и досуга. Легкометаллические конструкции зданий комплектной поставки освоены отечественной промышленностью в 1970-е гг., в 1980-е оно приняло массовый характер; были построены тысячи объектов, в 1990-е возник определенный «строительный бум» в возведении наиболее легких типов таких зданий (преимущественно торговых и складских) с широким участием отечественных, совместных и зарубежных фирм.

В полный комплект конструкций зданий комплектной поставки входят стальные колонны, легкие пространственные конструкции, покрытия (чаще всего типа структура), трехслойные панели наружных стен и покрытий с металлическими обшивками и эффективным утеплителем, специальные профили-нащельники стыков, витражи, оконные блоки, комплектующие изделия. Основные экономические преимущества системы заключаются в минимальных сроках строительства (быстровозводимые здания), снижении массы конструкций и трудоемкости строительства. Соответственно применение таких конструкций особенно целесообразно в холодном и умеренном климате.

Строительные системы с несущими и ограждающими конструкциями из дерева и пластмасс как в традиционном так и в полносборном вариантах имеют основной областью внедрения малоэтажное массовое жилищное строительство. По противопожарным требованиям в зданиях выше двух этажей имеет место только выборочное использование деревянных конструкций, например для внутриквартирных перекрытий и лестниц в домах с квартирами в двух уровнях и т.п.

Наряду с этим расширяется объем применения строительной системы древесноклееных конструкций комплектной поставки для большепролетных малоэтажных общественных зданий — спортивных залов, крытых рынков, выставочных павильонов, а также для промышленных зданий (преимущественно складских).

Возможность применения таких конструкций (рам, арок, каркасов, оболочек и др.) связана с внедрением прогрессивных технологий склейки древесины водостойкими синтетическими клеями, надежных методов их защиты от возгорания и гниения.

Примечания

* Термин «строительная система», применяемый нами, и качестве одной из основных характеристик конструкций зданий, не следует путать с его распространившимся рыночным использованием, когда отдельные фирмы применяют его в совокупности с наименованием фирмы, хотя ее продукция может отличаться от продукции конкурирующих фирм лишь деталями.

Виды строительных конструкций и их поведение в условиях пожара или аварии. Причины повреждений. Формы разрушений, элементы повреждений и зоны воздействия. Распознавание и избежание опасности обвалов, разрушений, повреждений в промышленных, административных и жилых зданиях. Занятие 1

Металлические конструкции в условиях пожара из-за значительной теплопроводности и малой теплоемкости быстро прогреваются до критических температур, что вызывает их обрушение. Зачастую обрушение стальных конструкций не ограничивается местом возникновения пожара, а в силу существующих связей между фермами, прогонами и балками распространяется на значительные площади, усугубляя последствия пожара. Особенно неблагоприятные условия работы для металлических конструкций при пожаре создаются тогда, когда они находятся в сочетании с горючими материалами.

Время нагрева конструкций до критической температуры зависит от приведенной толщины металла δпр, определяемой как отношение площади поперечного сечения F к обогреваемой части периметра сечения И, δпр= F/И.

Например, у стальных незащищенных конструкций при δпр=0,3см предел огнестойкости равен 7мин.(0,12ч), а при δпр=3см – 30мин.(0,45 ч).

Еще меньше предел огнестойкости у алюминиевых конструкций. Такие пределы огнестойкости во многих случаях недостаточны, в связи с чем требуется огнезащита металлических конструкций.

Традиционным способом огнезащиты стальных конструкций является их обшивка негорючими материалами: кирпичом, теплоизоляционными плитами и штукатуркой. При защите стальных колонн кирпичом кладку армируют с помощью стальных анкеров, приваренных к защищаемой конструкции, а для избежания разрушения кладки из за не одинакового теплового расширения между колонной и кладкой устраивают небольшой зазор. В качестве теплоизоляционных плит используют гипсовый, асбестоперлитоцементные и перлитоверникулетоцементные плиты, которые крепят к колоннам и балкам анкерами, приваренными к защищаемым конструкциям и выпускам арматуры, введённые в плиты при их изготовлении. Огнезащитную штукатурку (цементная или перлитоверникулетоцементная) наносят на металлические колонны и балки по объёмной сетке (сетка рабитца) и арматурному каркасу.

Предел огнестойкости стальных защищённых конструкций зависит от вида и толщины защитного слоя и составляет 45-270мин.(0,75 – 4,5 час).

Однако не всегда облицовки штукатурки приемлемы по эстетическим или экономическим соображениям. В этом случае для огнезащиты металлических конструкций применяют вспучивающиеся огнезащитные покрытия, представляющие собой смесь термостойких, газообразующих и волокнистых наполнителей в водном растворе полимерных связующих. Покрытия, наносимые толщиной в несколько миллиметров на защищаемую поверхность, при нагревании вспучиваются и увеличиваются в объёме до нескольких сантиметров. Вспучивающиеся огнезащитные покрытия ВПМ-2 и ВПМ-3, разработанные ВНИИПО МВД СССР, при расходе 4,5 кг. на кв/м. повышает предел огнестойкости стальных колонн до 0,8 час., при расходе 5,5 кг. на кв./м – до 60мин.(1 час.), при расходе 6,5 кг. на кв/м. – до 75мин.(1,25 час). Вспучивающиеся покрытия «Экран-М», разработанное Казахской испытательной пожарной лабораторией, при расходе 4,5 кг. на кв/м. повышает предел огнестойкости стальных колонн до 75мин.(1,25 час.), а при расходе 6,5 кг. на кв/м. – до 90мин(1,50 час). К огнезащитным вспучивающимся покрытиям относятся и фосфатные покрытия, разработанные ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко. Фосфатные покрытия ОФП-МВ толщиной 4 мм. доводит предел огнестойкости стальной колонны коробчатого сечения с размерами 20х20 см. до 180мин (3 час).

Эффективным способом увеличения огнестойкости металлических конструкций является охлаждение их водой, которая может подаваться как непосредственно на поверхность конструкции от спринклерных или дренчерных систем, так и внутрь её. Во втором случае защищаемая конструкция изготавливается пустотелой и герметичной из стойких коррозии сталей, либо к воде добавляются антикоррозионные добавки.

Для увеличения огнестойкости несущих металлических конструкций покрытий и перекрытий применяют подвесные потолки из негорючих материалов. Предел огнестойкости защищённого таким образом покрытия или перекрытия зависит от вида и толщины подвесного потолка и в некоторых случаях может достигать 120мин (2-х час).

Важное значение на современном этапе имеет противопожарная защита зданий из лёгких металлических конструкций с эффективным утеплителем. Наиболее радикальным мероприятием является применение в покрытиях и стенах таких зданий негорючих или трудно горючих утеплителей (минераловатные и стекловатные плиты, стеклопор, пенопласты ФРП-1, Виларис-5 и др.). Для уменьшения скорости распространения пламени по рубероидной кровле её покрывают слоем гравия толщиной 20 мм. по слою битумной мастики толщиной не более 2 мм. При использовании горючего утеплителя в стеновых панелях зданий из облегчённых металлических конструкций предусматривают устройство противопожарных поясов из негорючих материалов шириной 0,6 м. в местах примыкания наружных панелей к междуэтажным перекрытиям. Во избежание интенсивного распространения пожара пустоты в торцах участков кровли с профилированным настилом, примыкающие к вертикальным конструкциям здания и светоаэрационным фонарям, у конька кровли и в ендовах заполняют негорючим материалом.

Деревянные конструкции обладают повышенной пожарной опасностью. Невысокая температура воспламенения древесины (280 – 300˚С, а при длительном нагреве – 130˚С)приводит к загоранию конструктивных элементов даже при незначительном очаге пожара. По поверхности деревянных конструкций с эксплуатационной влажностью пламя может распространяться со скорость до 2 м/мин. Предел распространения огня по деревянным горизонтальным конструкциям более 25 см., а по вертикальным конструкциям более 40 см. Скорость же переугливания древесины незначительная (от 0,7 до 1 мм/мин в зависимости от поперечного сечения конструкции), поэтому время обрушения массивных деревянных конструкций сопоставимо в ряде случаев с пределом огнестойкости железобетонных конструкций.

Несмотря на пожарную опасность, древесина широко используется в современном строительстве. При этом конструкциями из цельной древесины применяют конструктивные элементы из клееной древесины и древесных отходов.

Наиболее распространённым и эффективным способом огнезащиты деревянных конструкций являются нанесение штукатурки. Штукатурка – малотеплопроводный материал, который способствует медленному прогреву и разложению древесины, а также препятствует непосредственному контакту кислорода воздуха с древесиной. Предел огнестойкости деревянных защищённых элементов зависит от их толщины (размеров поперечного сечения) и толщины штукатурки.

К эффективным способам огнезащиты древесины, переводящим её в трудногорючее состояние, относится глубокая пропитка антипиренами (водными растворами огнезащитных солей) с поглощением не менее 66 кг. на куб/м. солей. Огнезащитный эффект заключается главным образом в том, что при нагревании разлагается не только древесина, но и огнезащитные соли, которые, соединяют, образуют негорючие соединения и уменьшают количество выделяемых горючих продуктов разложения древесины. Однако деревянные элементы, подвергнуты глубокой пропитки антипиренами, уменьшают свою прочность, увеличивают гигроскопичность, плохо склеиваются. Поверхностная же обработка древесины антипиренами переводят её лишь в разряд трудновоспламеняемых.

В последнее время для защиты деревянных конструкций широко используются вспучивающиеся покрытия ВПД, ВПН-2, «Экран», а также фосфатные огнезащитные покрытия ОФП-9, которые делают древесину трудногорючей. Наносить покрытие целесообразно на смонтированную, несколько дней простоявшую под нагрузкой конструкцию, так как в этом случае можно избежать растрескивания покрытия в следствии деформации конструкции.

Иногда древесные конструкции защищают огнезащитными обмазками (известкого-глинносолевая, суперфосфатная) и красками (СК-Л, ПХВО). Однако от этого способа огнезащиты древесина становится только трудновоспламеняемой.

Уменьшение пожарной опасности деревянных конструкций способствуют конструктивные решения. Суть их сводится к снижению количества горючего материала деревянных конструкций, созданию условий, препятствующих скрытому распространению огня, и защите наименее огнестойких узлов в конструкциях.

Снижение количества горючих материалов в современных конструкциях достигается применением лёгких стеновых и кровельных панелей с обшивкой из асбоцемента, алюминия и негорючего утеплителя.

Условия, препятствующие скрытому распространению огня, создаются исключением пустот внутри деревянных конструкций или ограничением площади этих пустот. Площадь пустот в перекрытиях и покрытиях не превышает 54 кв/м. и ограничивается глухими диафрагмами или шлаковыми отсыпками. В помещениях общественных зданий (но не в коридорах, лестничных клетках, вестибюлях, холлах, фойе) стены отделывают деревянными рейками древено-волокнистыми или древесно-стружечными плитами, обработанными со всех сторон огнезащитными красками или лаками. Эту отделку непосредственно крепят к ограждающим конструкциям без пустот или с образованием воздушных прослоек площадью не более 3 кв/м.

Клеенные деревянные балки и колонны, благодаря достаточному сечению и небольшой скорости переугливания, при пожаре могут длительное время не терять несущую способность. Двухскатная клеенная балка сечением 15 см. имеет предел огнестойкости 30мин (0,5 час). Клеефанерная балка с фанерной стенкой толщиной 1 см. через 6 мин. огневого воздействия прогорает и разрушается. При защите фанерной стенке с двух сторон минераловатными плитами толщиной 50 мм. предел огнестойкости балки увеличивается до 30мин (0,5 час).

У клееных деревянных рам, арок и ферм наиболее уязвимыми элементами являются узлы сочленения, выполняемых в виде металлических накладок и затяжек, а также фанерные накладки на клею. При пожаре металлические элементы в течении 15- 20 мин прогреваются до критической температуры, что приводит к обрушению конструкции. Фанерные накладки из-за снижения прочности клеевых швов и прогара выходят из строя через 8-10 мин после начала пожара. Для увеличения предела огнестойкости деревянных рам, арок и ферм используют стальные накладки с болтовыми соединениями и защищают узлы сочленения покрытиями ВПМ-2 или ОФП-МВ.

Пластмассы в современном строительстве применяются главным образом в качестве теплоизоляционных и отделочных материалов. Большинство пластмасс являются горючими. Конструктивные элементы из пластмасс обладают невысокой теплоустойчивостью, при температуре 100˚С начинают размягчаться, максимальная температура их размягчения и разложения не превышает 300˚С. продукты разложения и горения полимеров обладают токсичными свойствами и представляют опасность для жизни и здоровья человека.

Сведения о повреждениях и разрушениях зданий и сооружений

Общие сведения при образовании завалов на участке застройки

Степень и характер разрушений зависят, кроме мощности взрыва, от техниче­ского состояния сооружений, характера застройки и рельефа местности.

Степени разрушения строений подразделяются на следующие виды:

1. Легкое повреждение: на стенах зданий появляются тонкие трещины, обсы­пается штукатурка, откалываются небольшие куски, повреждаются стекла в ок­нах.
2. Слабое разрушение: небольшие трещины в стенах, откалываются довольно боль­шие куски штукатурки, появляются трещины в дымовых трубах, часть из них разруша­ется, частично повреждается кровля, полностью разбиваются стекла в ок­нах.
3. Среднее разрушение: большие трещины в стенах зданий, обрушение дымо­вых труб, частичное падение кровли.
4. Сильное разрушение: обрушение внутренних перегородок и стен, проломы в стенах, обрушение частей зданий, разрушение связей между частями зданий, об­руше­ние кровли.
5. Полное разрушение.

рис.5 степень разрушения (повреждения) зданий

К слабым и легким разрушениям (рис.5а и 5б) относятся мелкие деформации второстепенных элементов зданий и сооружений – крыш, легких пристроек, кар­низов, окон­ных и дверных коробок, остекления. Внутри зданий повреждаются штукатурка, дверные коробки и перегородки. Восстановительные работы незна­чительны и могут выполняться в процессе эксплуатации сооружений.

При средних разрушениях (рис.5в) коробки зданий и другие прочные конст­рукции сооружений в основном сохраняются (капитальные стены, железобетон­ные перекрытия и др.). В отдельных местах повреждаются стыки инженерных се­тей. Требуются значительные восстановительные работы.

При сильных разрушениях (рис.5г) сохраняется лишь небольшая часть соору­жений – стены нижних этажей, элементы железобетонного каркаса, подземные помещения. Инженерные сети в отдельных местах разрываются или деформиру­ются. Восстановление таких зданий и сооружений возможно только в порядке их перестройки с использованием уцелевших материалов и отдельных конструкций.

При полном разрушении (рис.5д) происходит полное обрушение здания или сооружения. Частично могут сохраняться фундаменты и прочные подземные по­меще­ния. Инженерные сети раздавливаются или разрываются. Восстановление таких объектов, как правило, невозможно или нецелесообразно.

Характер разрушений

Разрушения и повреждения объемных сооружений можно подразделить на во­семь основных видов, которые в свою очередь составляют две группы:

1. Повреждения сооружений в целом и изменения их положений относительно основания или фундамента:

1. Повреждения отдельных конструкций сооружения или их элементов:

Причинами, вызывающими повреждения 1-й группы, обычно служат: недостаточная или неравномерная несущая способность фундамента; чрезмерные неравномерные нагрузки, превышающие расчетные.

Причинами, вызывающими повреждения 2-й группы, являются: силовые воздействия (статические и динамические) – разрывы, раздавливание, трещины, расстройства соединений и т.п.; механические воздействия – вмятины, прогибы, искривления, истирания и др.; физические воздействия – коробление и разрушение при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах; химические воздействия – коррозия.

Завалы на участке застройки

При сильных повреждениях нескольких зданий и при полных разрушениях (обрушениях) зданий на участке застройки образуются завалы. Завалы бывают сплошными и отдельными (местными). Объем завалов при разрушении жилых зданий составляет 35-50%, промышленных – 15-20% строительного объема. Вы­сота завалов жилых зданий составляет 1/5-1/7, промышленных -1/4-1/10 их первоначальной высоты. Средний угол откосов завалов – 30°. Объем пустот в завалах составляет 40-60%.

Завалы условно делятся на железобетонные и кирпичные. Железобетонные завалы состоят из обломков железобетонных, бетонных, металлических и деревянных конструкций, обломков кирпичной кладки, элементов технологического оборудования. Они характеризуются наличием большого количества крупных элементов, зачастую соединенных между собой, пустот и неустойчивых элементов.

Кирпичные завалы состоят из кирпичных глыб, битого кирпича, штукатурки, обломков железобетонных, металлических, деревянных конструкций. Они харак­теризуются боль­шой плотностью, отсутствием крупных, как правило, элементов и пустот.

Образование завалов сопровождается повреждением электрических, тепловых, газовых, сантехнических и других систем. Это создает угрозу возникновения пожаров, взрывов, затоплений, поражений электрическим током. Особенно опасны завалы промышленных строений, в которых производятся или хранятся опасные вещества.

При образовании очагов горения возможно возникновение пожаров в завалах. Под пожаром в завалах подразумевается пожар, возникший на участке застройки, зданиями и сооружениями I, II и III степеней огнестойкости, оказавшихся в зоне полных разрушений. Пожар в завалах, как правило, сопровождается интенсивным и продолжительным задымлением окружающей среды, выделением окиси угле­рода и других токсичных газов.

Повреждение зданий и сооружений, разрушение строений и образование зава­лов обычно сопровождается гибелью, блокированием, травмированием людей. Из всех пострадавших в завалах примерно 40% получают легкие травмы, травмы средней тяжести получают 20%, столько же про­центов получают тяжелые и крайне тяжелые травмы и увечья.

Пострадавшие могут находиться в верхней, средней, нижней части завала, в зава­ленных подвалах и подземных защитных сооружениях, технологическом подполье и в помещениях первых этажей. В отдельных случаях они могут оста­ваться разных эта­жах частично разрушенных помещений, в нишах и пустотах, на крышах.

Практически во всех завалах оказываются люди, часть из них погибает сразу, часть получает ранения. В первые сутки после ЧС при отсутствии первой помощи в завале погибает примерно 40% пострадавших. После 3-4 дней после образова­ния завала на­ходящиеся в нем живые люди начинают погибать от жажды, холода, травм. По истече­нии 7-10 суток в завале практически не остается живых людей.

При пожарах в повреждённых зданиях и сооружениях, при ЧС в зоне завалов возможно:

1. Блокирование людей на разных этажах частично разрушенных зданий и не возможность их самостоятельного выхода вследствие разрушения лестничных клеток и образования завалов на путях эвакуации;
2. Блокирование пострадавших в завалах элементами конструкций зданий и сооружений, блокирование пострадавших в нишах и пустотах, в заваленных под­валах, технических и первых этажах;
3. Образование очагов пожара как отдельных, так и множественных, на этажах частично разрушенных зданий, образование очагов пожара в завалах;
4. Задымление на этажах и в помещениях частично разрушенных зданий, воз­можное плотное задымление местности при пожарах в завалах;
5. Трудности при вводе сил и средств для спасения людей и тушения пожара в частично разрушенных зданиях вследствие блокирования путей для проникнове­ния в помещения и в этажи;
6. Блокирование путей подъезда для пожарной и аварийно-спасательной тех­ники элементами обрушившихся конструкций;
7. Опасность смещения и обрушения повреждённых конструкций и элементов зданий, опасность поражения эл.током;
8. Повреждение и разрушение энергетических, газовых и других технологических сетей и коммуникаций;
9. Возможность выброса (вылива) АХОВ, радиоактивных веществ при авариях на производственных объектах.

Спасение людей из повреждённых зданий и сооружений

Аварийно-спасательные работы, связанные с тушением пожаров – осуществ­ляемые пожарной охраной на пожаре это действия по спасению людей, имуще­ства и (или) доведению до минимально возможного уровня воздействия опасных факторов пожара. АСР характеризуются большим объемом и ограниченностью времени на их проведение, сложностью обстановки. Они проводятся непрерывно днем и ночью, в любую погоду до стабилизации положения.

АСР при пожарах и ЧС в повреждённых и разрушенных зданиях включают в себя:

1. инженерную разведку района ЧС и аварий, а также маршрута выдвижения к ним;
2. тушение пожаров и спасение людей из поврежденных, загазованных и горя­щих зданий;
3. розыск пораженных людей и извлечение их с помощью инженерной техники из завалов, поврежденных и горящих зданий, затопленных сооружений и загазо­ванных помещений;
4. вскрытие заваленных подвальных и других помещений и спасение находя­щихся в них людей (при ураганах, пожарах и производственных авариях на хими­ческих, нефтеперерабатывающих и других предприятиях пожароопасного и взры­воопасного производства);
5. оказание первой медицинской и первой врачебной помощи пожарными и спасателями и эвакуация пострадавших в лечебные учреждения;
6. эвакуация (вывод) людей из опасных мест в безопасные районы;

1. сбор и охрану материальных ценностей и важных объектов;
2. прокладка колонных путей и устройство проездов к завалам и на заражен­ных участках;
3. локализация аварий на газовых, энергетических, водопроводных, канализа­ционных и технологических сетях при производственных авариях;
4. краткосрочное восстановление поврежденных и разрушенных линий связи, электропередач и коммунально-энергетических сетей в целях обеспечения спаса­тельных работ (в частности, для освещения участков спасательных работ в ночное время);
5. укрепление или обрушение неустойчивых конструкций, угрожающих обва­лами, препятствующих безопасному движению и ведению спасательных работ.

Основная задача аварийно-спасательных и других неотложных работ при ли­квидации последствий ЧС и крупных производственных аварий – поиск и извлече­ние пострадавших из помещений частично разрушенных зданий, из-под завалов, обломков горящих, загазованных зданий.

Разведка места ЧС

Аварийно-спасательные работы при разрушении зданий и в условиях завалов начинаются с проведения раз­ведки, для чего следует:

– установить зону ЧС и ее характер;

– определить места нахождения и состояние пострадавших;

– оценить состояние объектов в зоне ЧС (строений, коммуникаций, инженер­ных систем);

– определить наличие очагов пожара и места их расположения, наличие зара­жения АХОВ, РВ, БАВ, определить наличие взрывоопасных веществ, предотвра­тить их отри­цательное воздействие на людей, ликвидировать или локализовать;

– определить места прокладки подъездных путей, установки техники, путей эва­куации пострадавших;

– установить постоянный контроль за состоянием повреждённых конструкций и завала.

Одновременно с разведкой проложить магистральные и рабочие рукавные ли­нии с ручными и лафетными стволами для защиты от огня людей работающих в зоне разрушения и на завале, использовать стволы на автолестницах и подъемни­ках. Для обеспечения локализации отдельных пожаров в завалах и разрушенных зданиях и предотвращения перерастания отдельных пожаров в массовый, органи­зуется бесперебойная подача воды к месту ЧС, для этого производится разведка дополнительных водоисточников, так как пожарные гидранты и водоемы, нахо­дящиеся в зоне обрушения зданий могут оказаться блокированными завалом или повреждены в результате обрушений.

Перед началом АСР в повреждённых и разрушенных зданиях необходимо:

– отключить электропитание, газоснабжение, водоснабжение;

– проверить состояние оставшихся конструкций, нависающих элемен­тов, стен;

– осмотреть внутренние помещения;

– убедиться в отсутствии опасности, создать безопасные условия рабо­ты;

– определить пути эвакуации в случае возникновения опасности.

Розыск и спасение пострадавших

В результате разрушения городской и промышленной застройки пострадавшие нуждаются в медицинской помощи и не могут самостоятельно выйти наружу из разрушенных зданий и сооружений без посторонней помощи. Людям в завален­ных помещениях может понадобиться срочная подача свежего воздуха.

Поиск и спасение пострадавших, оказавшихся под завалами разрушенных зда­ний, начинается сразу же по прибытии подразделений.

При поиске пострадавших необходимо: детально обследовать все места воз­можного нахождения людей, используя кинологов с собаками и специальные приборы; искать пострадавших методом сплошного обследования разрушенного здания (сооружения); двигаться друг от друга на расстояниях обеспечивающих постоянную зрительную и слуховую связь.

Вблизи мест возможного нахождения пострадавших нужно через короткие промежутки времени подавать громкие звуковые сигналы голосом или ударами по элементам завала и сохранившимся частям здания, внимательно прислуши­ваться ко всем звукам, так как они могут оказаться ответными сигналами постра­давших.

При обнаружении людей под завалом необходимо:

– установить с ними связь путем переговоров или перестукивания;
выяснить их количество и состояние;

– выбрать способ расчистки завала и немедленно начать работы;

– обследовать, одновременно с началом откопки пострадавших, инженерные коммуникации, проходящие вблизи от места работ, и при обнаружении на них по­вреждений немедленно принять меры для их отключения;

– извлекать или тушить при разборке завалов горящие и тлеющие предметы.

Чтобы спасти людей, оказавшихся в глубине завала, устраивают проходы к по­страдавшим в самом завале, используя проходы и пустоты, образованные обру­шившимися крупными элементами конструкций.

Для освобождения людей, засыпанных близко к поверхности, завал нужно ра­зобрать сверху вручную. Разбирая завал, необходимо действовать осторожно, чтобы не нанести дополнительных повреждений оказавшимся под ним людям. В первую очередь освобождают голову и грудь пострадавшего.

После извлечения из завала пострадавшему необходимо оказать первую меди­цинскую помощь.

Технология поиска пострадавших в повреждённых и частично разрушенных зданиях включает:

– внешний осмотр здания, выбор безопасных подходов к нему и проникнове­ния во внутренние помещения;

– обследование окон, сохранившихся балконов, провалов стен;

– последовательный осмотр этажей с обходом на каждом из них всех сохра­нившихся и поврежденных помещений, включая и те поврежденные помещения, доступ в которые удастся обеспечить силами поисковой группы;

– подачу звуковых сигналов пострадавшим; прослушивание сигналов постра­давших;

– обозначение мест нахождения пострадавших;

– установление с пострадавшими визуального или звукового контакта, опреде­ление (при возможности) их состояния и условий нахождения;

– оказание, по возможности, пострадавшим первой медицинской помощи;

– устранение или ограничение (при необходимости и возможности) воздейст­вия на пострадавших вредных и опасных факторов.

Если необходимо, то стены, балки, фермы, перекрытия укрепляют, установив подпорки, стойки, раскосы, растяжки.

Спасение пострадавших с верхних этажей (уровней) повреждённых и частично разрушенных, в зависимости от обстановки и имеющихся технических средств спасения, осуществляется:

– по сохранившимся или временно восстановленным лестничным маршам, пу­тям эвакуации;

– с применением автолестниц, автовышек и автоподъемников;

– по временным деревянным трапам или через окна по с применением пере­носных пожарных лестниц;

– с применением спасательной верёвки;

– с использованием альпинистских средств;

– пострадавших находящихся в тяжелом положении спускают, используя спа­сательные лямки.

– с использованием вертолета.

Многие здания и сооружения оборудуются подвалами, убежищами, техноло­гичес­ким подпольем, в которых могут оказаться люди. Образовавшиеся завалы, как прави­ло, закрывают выходы, затрудняют доступ воздуха, делают невозмож­ным самостоятельный выход людей из этих укрытий.

В задачу спасателей входят:

– поиск заваленных укрытий;

– выяснение обстановки внутри укрытия (количество людей, их состояние, сте­пень поврежденности укрытия, наличие воды, пищи, медикаментов);

– организация подачи в укрытие воздуха, воды,
пищи, медикаментов, перевязочных материалов, средств защиты;

– расчистка, вскрытие укрытий, эвакуация пост­радавших, оказание им помощи.

Перед вскрытием заваленного помещения (подвала, тех.этажа) или укрытия устанавливается связь с находящи­мися там людьми, выясняют их состояние. Связь устанавливается по радио- или телефонной связи, голосом через воздухо­заборные отверстия, люки по стокам водоснабжения или отопления, уходящие в убежище, постукиванием. Одновременно спасатели приступа­ют к расчистке и вскрытию укрытий. В первую очередь освобождаются и расчищаются места рас­положения люков, дверей, оголовков, проемов, воздухозаборных труб.

Если такой возможности нет, то спасатели пробивают отверстия в стене или перекрытии. Эти работы выполняются с помощью бетонолома, отбойного мо­лотка, перфоратора, лома, кувалды, зубила, лопаты в том месте, где завал имеет наименьшую высоту. Отверстия служат для подачи воздуха, воды, пищи, медика­ментов, в последствии их расширяют и они используются для эвакуации людей.

Тушение пожаров в повреждённых зданиях

Тактика и методы тушения пожаров в повреждённых зданиях в основном схожа с методами тушения пожаров на остальных объектах, за исключением того, что автоматические средства пожаротушения и дымоудаления будут находится в неисправно состоянии в следствии аварии, вероятно будут блокированы подъезды и места установки пожарной и спасательной техники, возникнут сложности по развертыванию сил и средств в этажи и уровни здания для тушения пожара и про­ведения АСР в следствии обрушения маршевых лестниц и аварийного состояния входов, блокирования проёмов ведущих в помещения повреждённого здания.

При пожаре возможны:

– угроза людям, находящимся на этажах, наличие среди них не способных к самостоятельному передвижению и эвакуации;

– быстрое распространение горения по сгораемым конструкциям и материалам на большие площади;

– задымление лестничных клеток, коридоров, холлов и других путей эвакуа­ции;

– распространение огня в вышерасположенные этажи через неплотности и от­верстия в перекрытиях, вентиляционные каналы, шахты, люки, другие коммуни­кации, а также путем прогрева железобетонных, металлических конструкций или выброса огня через окна и проемы;

– сложность и трудоемкость подачи средств тушения в верхние этажи здания;

– недостаток воды для целей пожаротушения;

– загромождение подъездов к зданию и отсутствие благоустроенных дорог;

– сложность установки автолестниц и автоподъемников для проведения работ по спасению людей, применения иных технических средств спасения и тушения пожара;

-сложность ликвидации очагов горения в завалах, из-за наличия пустот воз­душных карманов, образовавшихся в результате обвалов.

Подразделения пожарной охраны, прибывающие к месту пожара, одновре­менно с проведением разведки пожара, организуют спасение людей и приступают к выполнению других видов действий по тушению пожаров в порядке важности и неотложности выполнения при наличии необходимых сил и средств.

При ведении действий по тушению пожаров необходимо:

– выяснить места нахождения людей, выбрать кратчайшие, безопасные пути и способы их эвакуации, принять меры к предотвращению паники;

– определить пути продвижения к очагу пожара, его размеры и вероятные на­правления распространения;

– определить возможность использования лоджий, балконов, наружных пожар­ных лестниц, автоподъемников, автолестниц и других средств, для спасания лю­дей (ручные пожарные лестницы, полотна, пневмоустройства и т.д.);

– определить необходимое количество сил и средств, для ликвидации горения, спасания людей и эвакуации имущества.

Литература:

1) Приказ МЧС России 1100н,

2)Методические рекомендации по действиям подразделений ФПС при тушении пожаров;

3)учебное пособие «Пожарная тактика» (Я.С.Повзик, Москва, Стройиздат, 2004г)

4) учебное пособие «Основы организации тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ» В.В.Теребнев.

Источник https://klyshko.ru/stroitelnye-konstruktsii/

Источник https://stroim-domik.ru/article/157-konstrukciya-zdanii-osnovy-proektirovaniya/stroitelnye-sistemy-zdanii

Источник https://fireman.club/conspects/tema-14-taktika-tusheniya-pozharov-i-provedeniya-spasatelnyx-rabot-v-povrezhdennyx-zdaniyax-i-sooruzheniyax/zanyatie-1-vidy-stroitelnyx-konstrukcij-i-ix-povedenie-v-usloviyax-pozhara-ili-avarii-prichiny-povrezhdenij-formy-razrushenij-elementy-povrezhdenij-i-zony-vozdejstviya-raspoznavanie-i-izbezhanie/