Безопасность и молниезащита зданий и сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Реферат на тему

«Безопасность и молниезащита зданий и сооружений»

Выполнили работу:

Шаймарданова А.И. и Хафизова Д.Ф.

Казань 2011 г.

Содержание

1. Сейсмостойкость

2. Пожарная безопасность

3. Экологическая безопасность

4. Электробезопасность

5. Молниезащита

Список использованной литературы

1. Сейсмостойкость

сейсмостойкость безопасность здание пожарный

Сейсмостойкость зданий -- совокупность параметров объекта, которая позволит ему выдержать определенную нагрузку в случае землетрясения. А сейсмобезопасность -- комплекс мер, направленный на минимизацию разрушительных последствий, вызванных подземными толчками различной силы.

Проблема сейсмостойкости зданий и сооружений приобрела в последние годы, в связи с участившимися разрушительными землетрясениями и расширением территории их проявления, значительную актуальность. К отработанным и часто применяющимся на практике типам сейсмоизоляции в последние годы прибавились новые решения: системы зданий с трехслойными и многослойными стенами, адаптивные системы сейсмозащиты с включающимися связями, здания с сейсмоизолирующим скользящим поясом и др., разработанные и доведенные до практического применения в разных сейсмических районах ЦНИИСК им. Кучеренко. Создан каталог типовых проектных решений по усилению несейсмостойких жилых, гражданских и промышленных зданий для сейсмичных зон России, различными проектными институтами выполнены проекты жилых домов для Петропавловска-Камчатского, Тынды, Феодосии и др. В КБ по железобетону им. Якушева разработаны новые перспективные конструкции и конструктивные типы зданий для сейсмических районов с обеспечением обжатия конструкций в процессе строительства, что значительно увеличивает надежность строительных систем.

Сухая кладка стен

Первыми строителями, обратившим особое внимание на сейсмостойкость капитальных построек, в частности, стен зданий, были инки и др. древние жители Перу.

Особенностями архитектуры инков является необычайно тщательная и плотная (так, что между блоками нельзя просунуть и лезвия ножа) подгонка каменных блоков (часто неправильной формы и очень различных размеров) друг к другу без использования строительных растворов.

Благодаря этим особенностям кладка инков не имела резонансных частот и точек концентрации напряжений, обладая дополнительной прочностью свода. При землетрясениях небольшой и средней силы такая кладка оставалась практически неподвижной, а при сильных -- камни «плясали» на своих местах, не теряя взаимного расположения и при окончании землетрясения укладывались в прежнем порядке.

Эти обстоятельства позволяют считать сухую кладку стен инками одним из первых в истории устройств пассивного виброконтроля зданий.

Инерционный демпфер

Обычно, инерционный демпфер (Tuned Mass Damper), называемый также инерционный гаситель, который является одним из устройств для вибрационного контроля, представляет собой массивный бетонный блок, установленный на высотном здании или другом сооружении, который колеблется с резонансной частотой данного объекта с помощью специального пружиноподобного механизма под сейсмической нагрузкой.

Для этой цели, например, инерционный демпфер небоскреба Тайбэй 101 оборудован двумя маятниковыми подвесками, на 92-ом и 88-ом этажах, весящими 660 тонн каждая.

Многочастотный успокоитель колебаний (Multi-Frequency Quieting Building System) или, сокращенно, МУК является системой устройств для вибрационного контроля, установленной на высотном здании или другом сооружении, которая колеблется с определёнными резонансными частотами данного объекта подсейсмической нагрузкой.

Каждый МУК включает в себя ряд междуэтажных диафрагм, обрамленных набором выступающих консолей с различными периодами собственных колебаний и работающих как инерционные демпферы. Использование МУК позволяет сделать здание как функциональным, так и архитектурно привлекательным.

Сейсмический амортизатор Earthquake-Protective Building Buffer -- это разновидность сейсмической изоляции для защиты зданий и сооружений от потенциально разрушительных землетрясений.

Недавно сейсмические амортизаторы под именем Metallic Roller Bearings были установлены в жилом 17-этажном комплексе в г. Токио, Япония.

Приподнятое основание здания (Elevated building foundation) является инструментом вибрационного контроля в сейсмостойком строительстве, который может улучшить работу зданий и сооружений подсейсмической нагрузкой.

Эффект Приподнятого основания здания (ПОЗ) основан на следующем. В результате многократных отражений, диффракций и диссипаций сейсмических волн в процессе их распространения внутри ПОЗ, передача сейсмической энергии в надстройку (верхнюю часть здания) оказывается сильно ослабленной.

Эта цель достигается за счёт соответствующего подбора строительных материалов, конструктивных размеров, а также конфигурации НОЗ для конкретной площадки строительства.

Свинцово-резиновая опора (Lead Rubber Bearing) -- это сейсмическая изоляция, предназначенная для улучшения работы зданий и сооружений под сейсмической нагрузкой за счёт интенсивного демпфирования сейсмической энергии, проникающей через фундаменты в эти здания и сооружения. На фото справа показано испытание свинцово-резиновой опоры сделанной из резинового цилиндра со свинцовым сердечником.

Однако механически податливые системы, какими являются сейсмически изолированные сооружения со сравнительно низкой горизонтальной жесткостью, но со значительной так называемой демпфирующей силой, могут испытывать значительные перегрузки, вызванные при землетрясении как раз этой силой.

Фрикционно-маятниковая опора (Friction Pendulum Bearing) -- это сейсмическая изоляция, являющаяся инструментом вибрационного контроля в сейсмостойком строительстве, который может улучшить работузданий и сооружений под сейсмической нагрузкой.

Основные элементы фрикционно-маятниковой опоры (ФМО):

§ сферически вогнутая поверхность скольжения;

§ сферический ползунок;

§ ограничительный цилиндр.

Стоп-кадр испытания жесткого каркаса на ФМО показан справа.

2. Пожарная безопасность

В связи с вводом в действие СНиП 21-01-97 “Пожарная безопасность зданий и сооружений” и необходимостью обеспечения приоритетности требований, направленных на безопасность людей при пожаре, по сравнению с другими противопожарными требованиями, целесообразно разработать организационные и экономические механизмы стимулирования деятельности проектных организаций в направлении создания банка образцовых проектов зданий различного назначения для тиражирования наиболее рациональных вариантов проектных решений в практике массового строительства, и в первую очередь при строительстве объектов для государственных нужд.

Как показывает анализ состояния дел, пока таких проектов нет. Имеются лишь отдельные проектные проработки, касающиеся штучных, наиболее ответственных объектов. В частности, в Москве, с использованием универсальных огнезащитных покрытий ЦНИИСКа им. Кучеренко: на станциях метрополитена, студии Всероссийской телерадиокомпании, в здании филиала Малого театра, на объектах “Памятника Победы на Поклонной горе", на комплексе сооружений РАО “Газпром". Необходимо осуществить мероприятия по отбору наиболее перспективных с точки зрения новых требований пожарной безопасности проектов для тиражирования и внедрения.

Основные положения:

1. В зданиях должны быть предусмотрены конструктивные, объемно-планировочные и инженерно-технические решения, обеспечивающие в случае пожара:

возможность эвакуации людей независимо от их возраста и физического состояния наружу на прилегающую к зданию территорию (далее - наружу) до наступления угрозы их жизни и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара;

возможность спасения людей;

возможность доступа личного состава пожарных подразделений и подачи средств пожаротушения к очагу пожара, а также проведения мероприятий по спасению людей и материальных ценностей;

нераспространение пожара на рядом расположенные здания, в том числе при обрушении горящего здания;

ограничение прямого и косвенного материального ущерба, включая содержимое здания и само здание, при экономически обоснованном соотношении величины ущерба и расходов на противопожарные мероприятия, пожарную охрану и ее техническое оснащение.

2. В процессе строительства необходимо обеспечить:

приоритетное выполнение противопожарных мероприятий, предусмотренных проектом, разработанным в соответствии с действующими нормами и утвержденным в установленном порядке;

соблюдение противопожарных правил, предусмотренных ППБ 01, и охрану от пожара строящегося и вспомогательных объектов, пожаробезопасное проведение строительных и монтажных работ;

наличие и исправное содержание средств борьбы с пожаром;

возможность безопасной эвакуации и спасения людей, а также защиты материальных ценностей при пожаре в строящемся объекте и на строительной площадке.

3. В процессе эксплуатации следует:

обеспечить содержание здания и работоспособность средств его противопожарной защиты в соответствии с требованиями проектной и технической документации на них;

обеспечить выполнение правил пожарной безопасности, утвержденных в установленном порядке, в том числе ППБ 01;

не допускать изменений конструктивных, объемно-планировочных и инженерно-технических решений без проекта, разработанного в соответствии с действующими нормами и утвержденного в установленном порядке;

при проведении ремонтных работ не допускать применения конструкций и материалов, не отвечающих требованиям действующих норм.

Если разрешение на строительство здания получено при условии, что число людей в здании или в любой его части или пожарная нагрузка ограничены, внутри здания в заметных местах должны быть расположены извещения об этих ограничениях, а администрация здания должна разработать специальные организационные мероприятия по предотвращению пожара и эвакуации людей при пожаре.

4. Мероприятия по противопожарной защите зданий предусматриваются с учетом технического оснащения пожарных подразделений и их расположения.

5. При анализе пожарной опасности зданий могут быть использованы расчетные сценарии, основанные на соотношении временных параметров развития и распространения опасных факторов пожара, эвакуации людей и борьбы с пожаром.

3. Экологическая безопасность

Экологически неблагополучное состояние природной среды заставляет искать новые нетрадиционные пути очистки воды и воздуха, переработки промышленных отходов. Однако разработки в этой области и их использование в проектировании пока не носят системного характера: имеется положительный опыт внедрения установок глубокой очистки питьевой водопроводной воды ГНЦ “НИИВОДГЕО", утилизации вредных отходов фосфогипса в Саратовской области и некоторые другие проекты. В целом же проблема остается нерешенной, а имеющиеся научные достижения в этой области находят весьма слабое внедрение.

4. Электробезопасность

Электробезопасность - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих вредное и опасное воздействие на работающих электрического тока и электрической дуги. Электробезопасность включает в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно-технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно для персонала, обслуживающего электроустановки и электрооборудование.

Практически все помещения, как жилые, так и рабочие, а так же различные постройки оснащены максимальным количеством электрических приборов - компьютеров, стиральных машин, настольных ламп и многих других. Электрическое оборудование и его ежедневная эксплуатация стали обыденным делом в повседневной жизни, однако не нужно забывать, что важным аргументом в использовании такого оборудования и приборов является электробезопасность. Многим кажется, что такие приборы абсолютно безопасны, однако не многие задумываются о том, что они устанавливаются неопытными людьми, зачастую теми, которые плохо разбираются в электричестве.

Чтобы сэкономить, многие семьи отказываются нанимать опытных электриков и осуществляют монтаж электроустановок вручную. В таких случаях электробезопасность людей, находящихся в этом помещении, может быть под угрозой, а некачественная установка электроприборов может за собой повлечь тяжелые последствия. Для избежания таких последствий, перед индивидуальной установкой необходимо ознакомиться с элементарными правилами, которые включает в себя понятие «электробезопасность» - это основные правила и положения монтажа, эксплуатации и устройства электроустановок. Не нужно забывать о том, что неумелое обращение с электрооборудованием, особенно если оно находится в неисправном состоянии, а так же несоблюдение установленных мер предосторожности при использовании такого оборудования, поможет повлечь за собой поражение электрическим током или пожар. Поэтому электробезопасность является главной и необходимой мерой предосторожности в каждом здании и его помещениях.

Для того чтобы обезопасить человека от повреждений, вызванных неисправностью или неумелым обращением с электроприборами, необходимо использовать защитное заземление. Оно осуществляется путем преднамеренного соединения деталей электрического оборудования, которые состоят из металла, с землей. Таким образом, заземление понижает напряжение этих деталей относительно земли, тем более, если они оказались под напряжением из-за изоляции, которая была повреждена. Электробезопасность предполагает еще один вид защиты - заземление, которое осуществляется путем соединения металлических деталей с нейтральной глухозаземленной генераторной точкой.

5. Молниезащита

Молниезащита - комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений, возможных при воздействии молний.

Для зданий и сооружений, не связанных с производством и хранением взрывчатых веществ, а также для линий электропередач и контактных сетейпроектирование и изготовление молниезащиты должно осуществляться согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34.21.122-87.

Опасность удара молнии заключается: в высокой температуре разряда, возникновении воздушной ударной волны (сопровождающейся ударным звуком), возникновении электромагнитной индукции.

Ожидаемое годовое число (N) поражений молнией прямоугольных зданий и сооружений

N = ((А + 6h) (В +6h) - 7,7h²) n10^-6

Где А, В,h - длина, ширина и наибольшая высота защищаемого здания, м;

n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности в месте расположения здания (в зависимости от интенсивности грозовой деятельности, для Новомосковска n = 4).

Риск гибели человека от молнии в год составляет 5 10^-7.

По степени защиты зданий и сооружений от воздействия атмосферного электричества молниезащита подразделяется на три категории. Категория молниезащиты определяется: назначением зданий и сооружений, среднегодовой продолжительностью гроз, а также ожидаемым числом поражений зданий или сооружений молнией в год.

Здания и сооружения, отнесенные к I и II категориям молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические коммуникации; отнесенные к III категории через наземные (надземные) металлические коммуникации.

Для создания зон защиты применяют: одиночный стержневой молниеотвод, многократный стержневой молниеотвод; одиночный или двойной тросовый молниеотвод. Молниеотвод может устанавливаться непосредственно на крыше здания или вблизи здания.

Одиночный стержневой молниеотвод состоит из: молниеприемника, принимающего удар молнии; двух токоотводов, соединяющих молниеприемник с землей и заземлителя, отводящего заряд статического электричества в землю.

Зоной защиты молниеотвода называют часть пространства, примыкающего к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Зона защиты А обладает степенью надежности 99,5% и выше, а зона защиты Б - 95% и выше.

Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой hd150 м представляет собой круглый конус. Вершина конуса находится на высоте h0<h. На уровне земли зона защиты представляет собой круг радиусом R0. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения (hx) представляет собой круг радиусом Rx (схема зоны защиты представлена на рисунке).

По известным размерам здания можно определить полную высоту (h) стержневого молниеотвода для зон защиты А и Б (в м) на основании горизонтального сечения молниеотвода:

Зона А	Зона Б

Горизонтальное сечение молниеотвода определяется по следующей формуле: где: A, B -длина и ширина защищаемого здания, м.

Список использованной литературы

Дараган К.А. Армоцементные конструкции в строительстве. 1999.

Дулицкий Г.А., Комаревцев А.П. Электробезопасность при эксплуатации электроустановок напряжением до 1000 В. Справочник -- М.: Воениздат, 1988.

Рудинок А.М. Жесткость и трещиностойкость тонкостенных элементов армоцементных конструкций типа оболочек: Спец.05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения: Автореф. дис. /НИИ строит. конструкций. - Киев, 2007.

Якубович М.А. Конструкции жилых зданий. М., 2008.

Размещено на Allbest.ru