Инженерные решения по охране труда в строительстве - Виноградов Д.В., Орлов Г.Г., Булыгин В.И.

Автор: Виноградов Д.В. Орлов Г.Г. Булыгин В.И.
Теги: строительство строительные материалы строительно-монтажные работы экономика отдельных стран экономика мирового океана инженерия охрана труда строительное производство инженерное дело
Год: 1985
Похожие
Лёгкие металлические конструкции зданий и сооружений
Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий
Гражданские, промышленные и сельско-хозяйственные здания
Текст
                    Инженерные
решения
rto охране тру,]
в строительстве
Справочник
строителя
ББК 65.9(2)248
И 62
УДК 69,05 : 658.332(035.5)
Авторы: Г. Г. Орлов, В. И.
П. Ф. Иващенко, Д. В. Коптев,
ман, В. И. Шапошников.
Булыгин, Д. В. Виноградов,
В. А. Пчелинцев, В. Л1. Ройт-
Редакционная коллегия: П. Ф. Бакума (гл. редак-
тор), В. П. Белов, Г. И. Доможиров (зам. гл. редактора),
А. А. Лейрих, А. А. Лысогорский, И. А. Онуфриев, Л1. В. Тол-
мачев, Н. М. Трегубенков, Б. С. Федоров, М. Ф. Харитонов.
Инженерные решения по охране труда в строи-
И-62 тельстве / Г. Г. Орлов, В. И. Булыгин, Д. В. Вино-
градов и др.; Под ред. Г. Г. Орлова. — М.: Строй-
издат, 1985. — 278 с., ил. — (Справочник строителя).
Приведены инженерные решения по обеспечению безопасности и
безаварийности основных строительно-монтажных работ, гигиениче-
ских мероприятий на строительной площадке и инженерные разработ-
ки по пожарной безопасности на основании требований общесоюзных
и отраслевых нормативных документов, государственных стандартов
и системы стандартов безопасности труда (ССБТ).
Для инженерно-технических работников строительно-монтажных и
проектных организаций.
3201000000—272
047(01)—85
102—85
ББК 65.9(2)248
331.8
© Стройиздат, 1985
ПРЕДИСЛОВИЕ
«Основными направлениями экономического и социального раз-
вития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года», утверж-
денными на XXVI съезде КПСС, и решениями последующих Пленумов
ЦК КПСС предусматривается дальнейшее интенсивное развитие на-
родного хозяйства нашей страны. Наряду с успешной реализацией
поставленных задач, требующих рационального использования имею-
щихся материальных ресурсов, увеличения мощности производств,
повышения эффективности и качества работ, в нашей стране делом
государственной важности является создание здоровых и безопасных
условий труда. Партия, правительство, профсоюзы постоянно уделя-
ют внимание вопросам систематического улучшения и оздоровления
условий труда, более полного удовлетворения материальных и куль-
турных потребностей населения. К числу основных путей дальнейшего
улучшения условий труда в строительстве и повышения его произво-
дительности является эффективное использование техники, примене-
ние современных методов ведения строительно-монтажных работ.
Высокая степень индустриализации современного строительства, раз-
личные условия выполнения стронтельио-монтажных работ требуют
глубокого инженерного подхода к решению задач по обеспечению
безопасности труда людей па строительных площадках.
В последние годы масштабы промышленного и гражданского-
строительства в нашей стране значительно возросли, увеличилось чис-
ло возводимых уникальных сооружений, строительство которых тре-
бует решения сложных инженерных вопросов по охране труда.
В этих условиях создание и внедрение инженерных решений, направ-
ленных на обеспечение безопасности труда, является не только общей
производственной, но и социальной задачей. В книге представлены
материалы инженерных решений по обеспечению безопасности и без-
аварийности строительно-монтажных работ, промышленной санита-
рии, гигиены труда и пожарной безопасности, по организации безопас-
ных условий работы на строительной площадке, санитарно-гигиениче-
ского обслуживания рабочих, устройству искусственного освещения,
защите рабочих мест от опасной вибрации, шума и загрязнения воз-
душной среды.
Значительная часть материала посвящена вопросам безопасности
при разработке грунта, использовании строительных машин и меха-
низмов, электромонтажных работах, а также инженерным рецгеииям
в области категорирования производств по взрывопожароопасиости,
взрывозащиты зданий и сооружений, огнестойкости строительных
конструкций, эвакуации людей из зданий. Наряду со справочным
материалом в книге даны примеры расчетов, выполненных с учетом
3
действующих нормативных материалов и системы стандартов без-
опасности труда (ССБТ) и результатов научных исследований.
Справочник напнсан коллективом авторов, кандидатами техн,
наук, доцентами кафедры «Охрана труда» Московского инженерно-
строительного института им. В. В. Куйбышева: предисловие, а так-
же- главы II, III, VII, XVI написаны Г. Г. Орловым, I и IV —
В. Н. Шапошниковым, V — П. Ф. Иващенко, VI и XIV — Д. В. Вино-
градовым, IX—XII, VIII (§ 3)—Д. В. Коптевым; VIII, XIII—
В. И. Булыгиным; XV, XVII — В. А. Пчелинцевым, XVIII —
В. М. Ройтманом.
ГЛАВА I. ОРГАНИЗАЦИЯ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ
НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ
1. Общие положения
Вопросы охраны труда прн производстве строительно-монтаж-
ных работ (СМР) решаются в проекте организации строительства
(ПОС). Организация строительной площадки, участков работ и рабо-
чих мест должна обеспечивать безопасность труда работающих на
всех этапах выполнения работ при следующих условиях:
ограждением территории и опасных зои прн ведении строительно-мон-
тажных работ;
устройством дорог (проходов, проездов и переходов) и соблюдением пра-
вил внутрипостроечного движения;
размещением н безопасной эксплуатацией строительных машин и меха-
низмов;
хозяйственно-питьевым и противопожарным водоснабжением;
энергоснабжением и электрическим (рабочим и аварийным) освещением
территории складов, проходов, проездов, временных зданий и рабочих зои;
устройством складов для временного хранения материалов и конструкций;
устройством административных, саиитарно-бытовых помещений, пунктов
питания, здравпунктов;
устройством противопожарной сигнализации;
вывешиванием знаков безопасности.
Исходными материалами при решении в ПОС вопросов по обес-
печению безопасности труда и санитарно-гигиеническому обслужива-
нию работающих являются:
СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве»;
инструкция по разработке проектов организации строительства н проектов
производства работ (СН 47-74);
инструкция по проектированию электрического освещения строительных
площадок (СН 81-80);
указания по проектированию бытовых зданий и помещений строительно-
монтажных организаций (СН 276-74);
инструкция по устройству, эксплуатации и перебазированию подкрановых
путей для строительных башенных кранов (СН 78-79).
Решение вопросов безопасности СМР является составной и не-
отъемлемой частью всей проектно-технической документации, преду-
смотренной СНиП Ш-1-76 «Организация строительного проиэводст-
4
ва», включая, кроме ПОС, проекты производства работ, технологиче-
ские карты (ТК), карты трудовых процессов 'КТП) и другие виды
проектных документов.
2.	Ограждение территории строительства
Территория строительной площадки должна быть выделена на
местности ограждениями:
защитно-охранными, предназначенными для предотвращения доступа по-
сторонних лиц на участки с опасными и вредными производственными факто-
рами и обеспечения сохранности материальных ценностей;
защитными, предназначенными только для предотвращения доступа по-
сторонних лиц на участки с опасными производственными факторами:
сигнальными, предназначенными для предупреждения о границах терри-
торий и участков с опасными и вредными производственными факторами.
По конструктивному исполнению ограждения (ГОСТ 23407—78)
подразделяются на панельные, паиельно-стоечные и стоечные
(рис. 1.1). Панели ограждений должны быть прямоугольными стан-
дартной длины 1,2, 1,6 и 2 м. Расстояние между смежными элемен-
тами ограждения заполнения полотна панелей 80 .. . 100 мм. Расстоя-
ние между стойками сигнальных ограждений не более 6 м.
Ограждения должны быть сборно-разборными с типовыми эле-
ментами, соединениями и деталями креплений. Высота панелей для
защитно-охранных (с козырьком и без козырька) ограждений терри-
тории строительных площадок — 2 м, для защитных (без козырька)
ограждений территории строительства— 1,6 м, то же с козырьком —
Рнс. 1.1. Ограждения строительных площадок
а —панельное; б — панельно-стоечиое; в — стоечное; / — панель ограждения:
2 — подкос панели; 3 — опора (лежень); 4 —стойка: 5 — пеньковый или кап-
роновый канат или проволока
5
2 м, для защитных ограждений участков производства работ —
1,2 м.
Высота стоек сигнальных ограждении 0,8 м. Козырьки и тротуа-
ры ограждений изготовляют в виде отдельных панелей прямоуголь-
ной формы с длиной, кратной длине панелей ограждения. Панели
козырька должны перекрывать тротуар и выходить за его край со
стороны движения транспорта на 50... 100 мм, ширина тротуара ие
менее 1,2 м. Уклон козырька для стока воды 20°. Тротуары огражде-
ний, расположенные на участках примыкания строительной площадки
к улицам и проездам, оборудуют перилами, устанавливаемыми со
стороны движения транспорта.
Защитно-охранные ограждения в населенных пунктах должны
быть только сплошными панельного или панельио-стоечного вида и
стоечными с натянутой проволокой или канатом — в населенных ме-
стах. В стесненных условиях, когда ограждение находится вблизи
строящегося здания (на расстоянии менее 10 м) в его устройство
входят дополнительно защитный козырек, тротуар и перила. Наибо-
лее целесообразно применение конструкций типовых инвентарных ог-
раждений, которые просты в установке и разборке, обладают доста-
точной прочностью н жесткостью и могут быть многократно исполь-
зованы.
3.	Устройство дорог
До начала работ на строительной площадке должны быть соору-
жены подъездные пути и внутриплощадочные дороги, обеспечиваю-
щие свободный и безопасный доступ транспортных средств ко всем
строящимся объектам, складским помещениям, к административным
и саиитарно-бытовым помещениям, пунктам питания, здравпункту.
Наиболее рациональными схемами внутриплощадочиых дорог явля-
ются кольцевая и сквозная, которые, обеспечивая достаточную види-
мость, позволяют избегать столкновения и скопления автотранспорта.
Безопасное движение транспорта на строительной площадке обес-
печивается:
выбором типа дорожного полотна в зависимости от природно-климатиче-
ских и гидрогеологических условий, интенсивности движения, типов машин и
объемов строительства;
выбором кольцевой или сквозной схемы внутрипостроечных дорог в зави-
симости от того, какая из ннх окажется более рациональной для исключения
столкновений и скопления автотранспорта прн принятом в стройгеиплаве раз-
мещении всех временных и постоянных сооружений;
трассировкой дорог с учетом минимальных приближений к складам
(0.5	1 м). подкрановым путям (6,5 ... 12,5 м в зависимости от вылета
крюка крана), защитным ограждениям стройплощадки (ие менее 1,5 м), бров-
кам котлованов и траншей (вне их опасных зон);
выбором ширины проезжей части временных дорог в зависимости от
числа полос движения (однополосная — 3.5. двухполосиая — 6 м) и наличия
площадки для разгрузки (ширина 6, длина — 12 ... 18 м);
выбором ширины и радиусов закруглений дорожного полотна на поворотах
в зависимости от длины транспортных средств (для панелевозов не менее
12 и);
6
устройством под углом GO . . . 90° пересечений с железнодорожным полот-
ном, оборудованных сплошным настилом, шла) баумом, специальным освеще-
нием. сигнализацией и знаками безопасности;
оснащением дорожными знаками безопасности, указателями мест разгруз-
ки и выгрузки;
обозначением условными знаками и надписями мест въездов и выездов.
размещением у въезда на строительную площадку схемы движения транс-
портных средств.
Временные дороги могут быть следующих типов: грунтовые про-
филированные, грунтовые улучшенной конструкции, с твердым покры-
тием из сборных инвентарных плит, укладываемых на песчаный под-
стилающий слой (табл. 1.1). Гвунтовые профилированные дороги
1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНВЕНТАРНЫХ ПЛИТ ДЛЯ ВРЕМЕННЫХ
ПОСТРОЕЧНЫХ ДОРОГ (ИЗ ОПЫТА ГЛАВМОССТРОЯ)
Показатель	ДСП-2	ДСП-3	пдг	ПАГ14Д
Габариты, м	1 ,5Х ' Х1.75Х Х0. 18	2.75Х Х1.75Х Х0, 18	6Х 1 .75Х Х0, 14	6X2X0, 14
Расход бетона, м’/м’	0,18	0,18	0,14	0,14
Расход металла, кг/м2	10,4	10,4	11	5
Масса, т	1.18	2,18	3,65	4,8
Марка бетона	М 100	М 300	М 300	М 400
Характер армирования	Ненапряженное		Напря- женное	Напря- женное (в 2 зонах)
Оборачиваемость	2	2	3	3. . .4
Стоимость, руб/м*	10,4	9,6	8, I	7,7
устраивают при небольшой интенсивности движения (до 3 автомашин
в час в одном направлении)' прн хороших гидрогеологических усло-
виях. При значительных нагрузках грунтовые дороги улучшают, ук-
репляя их проезжую часть гравием, шлаком, щебнем и др.
Скорость движения транспортных средств вблизи мест производ-
ства работ не должна превышать на прямых участках— 10, на пово-
ротах — 5 км/ч.
4.	Определение опасных зон
При организации строительной площадки, размещении участков
работ, рабочих мест, проездов строительных машин, транспортных
средств, проходов для людей следует установить опасные для людей
зоны, в пределах которых постоянно действуют или потенциально мо-
гут действовать опасные производственные факторы.
К зонам постоянно действующих опасных производст-
венных факторов относятся:
полоса шириной до 2 м по периметру от неогражденных перепадов по
высоте на 1.3 м и более;
места перемещения машин и оборудования или их рабочих органов и от-
крытых движущихся или вращающихся частей;
7
места, над которыми происходит перемещение грузов грузоподъемными
кранами;
пространство вблизи открытых неизолированных токовсдущих частей элек-
троустановок и ЛЭП;
места, где уровни шума, вибрации или загрязнение воздуха превышают
гигиенические нормы.
К зонам потенциально действующих опасных произ-
водственных факторов относятся:
монтажные зоны, участки территории вблизи строящегося здания или
сооружения;
этажи (ярусы) зданий и сооружений в одной захватке, иад которыми про-
исходит монтаж (демонтаж) конструкций или оборудования.
Зоны постоянно действующих опасных производственных факто-
ров во избежание доступа посторонних лиц должны быть выделены
ограждениями (ГОСТ 23407—78). Производство строительно-монтаж-
ных работ в этих зонах, как правило, не допускается.
Зоны потенциально действующих опасных производственных
факторов выделяются сигнальными ограждениями.
При производстве строительно-монтажных работ в указанных
опасных зонах осуществляются организационно-технические меропри-
ятия, обеспечивающие безопасность работающих.
Границы опасных зон, в пределах которых возможно возникнове-
ние постоянно действующих (при перемещении грузов грузоподъем-
ными кранами) или потенциально действующих (при ведении работ
в монтажной зоне) опасных производственных факторов, связанных
с падением предметов с высоты, определяют по табл. 1.2.
1.2. ГРАНИЦЫ ОПАСНЫХ ЗОН, В ПРЕДЕЛАХ КОТОРЫХ
ВОЗМОЖНО ВОЗНИКНОВЕНИЕ ОПАСНОСТИ в связи
С ПАДЕНИЕМ ПРЕДМЕТОВ
(ПО СНиП 111-4-80)
Высота возможного падения предмета h ..		Границы опасной зоны 5н, м	
		вблизи мест перемеще- ния грузов (от гори- зонтальной проекции траектории максималь- ных габаритов пере- мещаемого груза)	вблизи строящегося здания или сооружения (от внешнего периметра)
			
До 20		7	5
Свыше	20...70	10	7
»	70...120	15	10
»	120...200	20	15
»	200...300	25	20
»	300...450	30	25
Границы опасной зоны работы башенных кранов определяются
площадью между подкрановыми путями, увеличенной в каждую сто-
рону иа (/?+SH), т. е. /
Длина	L = Z-}-2 (7? + SH),
ширина	B = b—2(Z?--|-SH),
8
где t — длина подкранового пути, м; Ь— ширина колеи, м; R — максимальный
вылет крюка, м; 5н — отлет груза при его падении с высоты (см. табл. 1.2).
Границы монтажной зоны, где проявляется потенциальное дейст-
вие опасных производственных факторов, связанных с падением
предметов, определяются наружными контурами строящегося объек-
та, увеличенными на S„.
Отлет груза при падении с высоты h от точки его подвешивания
может быть определен по формуле
Sj=o,32<b/? ут;
где <о — угловая скорость вращения стрелы, с-1.
Эта формула учитывает только начальную линейную скорость
движения о>/? и высоту груза над землей и, таким образом, приме-
нима только для компактных грузов, обладающих низкой парусно-
стью, т. е. малым сопротивлением обтекаемому воздушному потоку.
Пример 1. Требуется оценить возможную опасную зону при работе авто-
мобильного крана КС-4561 на вылете /?=11 м при подъеме груза массой 2 т иа
высоту Л=12 м при угловой скорости вращения стрелы <о=0,1 с-1.
Решение. Отлет груза вычислим по формуле для компактного груза
5,=0.32-0.1-П12,/2=1Д м.
Ветер и парусность груза могут значительно увеличить отлет, что дайной фор-
мулой не учитывается. Поэтому по СНиП III-4-80 (см. табл. 1.2) Зн = 7 м.
Таким' образом, в зависимости от погодных условий и габаритов груза опас-
ную зону S1 определяют:
для компактных грузов при безветренной погоде Si = 7? (1 ч-0,32<о111/2) = 12,6 м,
для плит и панелей высокой парусности при ветренной погоде S| = /? +
+ SB = 11 + 7= 18 м.
Границы опасных зон вблизи движущихся частей и рабочих ор-
ганов определяются расстоянием в пределах 5 м, если другие повы-
шенные требования отсутствуют в паспорте и инструкции завода-из-
готовителя.
Граница опасной зоны работы вертикального подъемника охва-
тывает пространство возможного падения поднимаемого груза. Опас-
ную зону следует принимать для зданий высотой до 20 м — не менее
5 м от конструкции подъемника, а для зданий большей высоты —
0,25 й, где h — высота здания, м.
Граница опасной зс ы в местах прохождения временных электри-
ческих сетей определяется пространством, в пределах которого рабо-
чий может коснуться проводов монтируемыми длинномерными дета-
лями. Опасная зона в этом случае определяется максимальной дли-
ной детали плюс 1 м.
Границы охранной зоны высоковольтных линий электропередач,
проходящих через территорию строительной площадки, устанавлива-
ют в зависимости от напряжения сети в обе стороны от крайних про-
водов: при напряжении до 20 кВ— 10, до 35 кВ— 15, до ПО кВ —
20, до 220 кВ — 25 м.
В пределах охранной зоны ЛЭП ие разрешается вести работы,
складировать материалы, размещать временные здания и сооруже-
9
ния без согласования с организацией, эксплуатирующей эту линию,
и без наряда-допуска.
Границы опасных зон, связанных с повышенными уровнем шу-
ма, вибрацией, загрязнением воздуха рабочей зоны выбросами вред-
ных веществ (аэрозолей, дыма, пыли, тумана, а также парами н га-
зами, не входящими в нормальный химический состав воздуха), про-
стираются на такие расстояния от их источников, за пределами кото-
рых, в силу естественного рассеивания энергии (шума, вибрации)
или массы (вредных выбросов), наблюдается снижение интенсивности
этих вредных факторов до уровня гигиенической нормы.
Граница опасной зоны вблизи выемок с откосами, разрабатывае-
мых без механических креплений, связана с выходом следа поверхно-
сти скольжения от возможной призмы обрушения грунта на берму.
Пологкение границы опасной зоны относительно подошвы выемки
в случае отсутствия пригрузки бермы может быть оценено по прибли-
женной зависимости
/„ = 1,2Аа4- 1.
где Л — глубина выемки, м; а — коэффициент заложения откоса.
Положение границы опасной зоны относительно подошвы выемки
в случае пригрузки бермы весом строительных машин может быть
определено через наименьшее допустимое приближение опоры крана
/и (конца шпалы, гусеницы, колеса) к основанию откоса (см. табл. 3
СНнП Ш-4-80).
Пример 2. Требуется определить положение границы опасной зоны на
берме выемки глубиной 3 м в суглинистых грунтах.
Решение. По исходным данным находим в СНиП 1П-4-8О по табл. 4
значение коэффициента заложения ц = 0.5; вычисляем след плоскости скольже-
ния от возможной призмы обрушения на берме, свободной от нагрузки:
/и-1.2 • 3 • 0.54-1=2.8 м.
По табл. 3 СНнП П1-4-8О наименьшее допустимое приближение к по-
дошве незакрепленного откоса /в=3,25 м. в- котором учитывается дополнитель-
ная пригрузка бермы массой строительной машины (крана).
Принимаем положение границы опасной зоны для двух случаев:
берма выемки свободна от нагрузки —/п —2.8 м,
берма выемки имеет пригрузку — /н = 3,25 м.
5.	Складирование материалов и конструкций
Складирование материалов, конструкций и оборудования должно
обеспечивать безопасность ведения погрузочно-разгрузочных работ,
исключать самопроизвольное смещение, просадку, осыпание, раскалы-
вание, смятие и раскатывание складируемых материалов.
На строительной площадке для временного хранения материалов
и конструкций устраивают открытые, полузакрытые и закрытые
склады. Площадки для складирования должны иметь уклон в 2. .5°
для отвода дождевых и поверхностных вод, подсыпку щебнем или
песком слоем 5... 10 см. В зоне действия грузоподъемных механиз-
10
мов площадки складирования должны выделяться защитным ограж-
дением.
Открытые приобъектные склады устраивают около зданий и соо-
ружений с разбивкой на зоны действия монтажных кранов, указа-
нием мест хранения сборных элементов, приемки раствора и бетона,
размещения монтажной оснастки и средств подмащивания.
При складировании сборных элементов и других штучных дета-
лей удобство и безопасность работ обеспечиваются:
укладкой деталей в штабели с учетом их устойчивости и удобства отпус-
ка деталей. Подкладки и прокладки располагают в одной вертикальной плос-
кости;
формированием штабелей из однородных деталей с учетом допустимой
нх высоты по условию прочности н жесткости;
разметкой границ, штабелей и проходов между ними с учетом минималь-
ной ширины прохода для рабочих не менее 1 м;
размещением у штабелей указателей со схемами безопасной строповки и
технической характеристикой складируемых изделий, а также с указанием ма-
рок изделий;
размещением штабелей с более тяжелыми изделиями ближе к крану,
а с более легкими — в глубине склада.
При складировании в отвалах песка, гравия, щебня и других сы-
пучих материалов безопасность работ обеспечивается: формировани-
ем отвала с углом естественного откоса, который сохраняется после
каждого приема и отпуска материала;
размещением отвалов с сыпучими материалами у бровок котло-
ванов и траншей на безопасном расстоянии, обоснованном расчетом
на устойчивость нагруженного откоса выемки.
При хранении опасных и вредных веществ и материалов, а также
баллонов со сжатым и сжиженным газом безопасность обеспечи-
вается:
складированием в отдельных закрытых, вентилируемых помеще-
ниях;
размещением складов иа территории строительной площадки
с учетом «розы ветров» и изоляцией их от пунктов приема пищн и
водоемов;
раздельным хранением веществ, входящих в различные группы:
I	— взрывчатые вещества;
II	— селитра, хлораты, перхлораты, ннтропродукты;
III	— сжатые н сжиженные газы (горючие, поддерживающие горение,
ввертные);
IV	— вещества, самовозгорающиеся при контакте с воздухом или водой
(карбиды, щелочные металлы, фосфор);
V	— легковоспламеняющиеся вещества;
VI	— отравляющие вещества (хлор, цианистые и ртутные соли, мышьяко-
вистые соединения);
VII	— сильные окислнтелв, способные вызвать воспламенение горючих ве-
ществ н материалов при обычных температурных условиях без предваритель-
ного их подогрева (азотная в крепкая серная кислота, бром, хромовая кисло-
та, перманганаты), все эти вещества хранятся раздельно;
VIII	— легковозгораемые материалы (нафталин, вата, древесные струж-
ки);
требуемой огнестойкостью складских помещений;
обеспечением безопасных разрывов между складскими помеще-
11
ниями и соседними зданиями и сооружениями согласно указаниям
СНиП 11-89-80;
оснащением эффективными средствами пожаротушения.
ГЛАВА II. ВЫБОР РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ
МОНТАЖНЫХ КРАНОВ
1. Устойчивость самоходных кранов
Безопасная эксплуатация грузоподъемных механизмов при вы-
полнении монтажных работ обеспечивается правильным выбором па-
раметров кранов и их устойчивостью.
Прн расчетах кранов различают устойчивость грузовую, т. е.
устойчивость крана от действия полезных нагрузок при возможном
опрокидывании его вперед в сторону стрелы и груза, и собственную,
т. е. устойчивость крана при отсутствии полезных нагрузок и возмож-
ном опрокидывании его назад в сторону противовеса (рис. II.1).
Грузовая устойчивость самоходного крана обеспечивается при
условии
где Ki — коэффициент грузовой устойчивости, принимаемый для горизонталь-
ного пути без учета дополнительных нагрузок равным 1,4, а при наличии
дополнительных нагрузок (ветра, инерционных сил) и влияния наибольшего
допускаемого уклона пути — 1,15; Мгг— момент, создаваемый рабочим гру-
зом относительно ребра опрокидывания, Н • м; Мп — момент всех прочих
(основных н дополнительных) нагрузок действующих на кран относительно
того же ребра с учетом наибольшего допускаемого уклона пути, Н • м.
Грузовой момент
Mr = Q (а—б),
где Q — вес наибольшего рабочего груза, Н; а — расстояние от оси вращения
крана до центра тяжести наибольшего рабочего груза, подвешенного к крюку,
прн установке крана на горизонтальной плоскости, м; б — расстояние от осн
вращения до ребра опрокидывания, и.
Рис. II.I. Расчетная схема устойчивости самоходного крана с грузом (а),
без груза (б)
12
Удерживающий момент, возникающий от действия основных и
дополнительных нагрузок:
Л4Ц — Af £ — Му —А1ц.с — Л4И — Л4В,
где М'л — восстанавливающий момент от действия собственного веса краиа:
Л4В = G cos а,
где G —вес крана, Н; с — расстояние от оси вращения крана до его центра
тяжести, м; (X — угол наклона пути крана, град (для передвижных стреловык
кранов, а также кранов-экскаваторов а=За— при работе без выносных опор
и а-1,5° — при работе с выносными опорами; для башенных кранов а=2°—
при работе на временных путях и а—0° — при работе на постоянных путях);
Му — момент, возникающий от действия собственного веса крана прн уклоне
пути:
My = GA1sina,
где hi — расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через
точки опорного контура, м;
/Иц.с— момент от действия центробежных сил:
Мц.с = Qn2 аЛ/(900—n2 Н),
где п — частота вращения краиа вокруг вертикальной осн, мин—1; h— расстоя-
ние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного кон-
тура, м; Н — расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного
груза (прн проверке на устойчивость груз приподнимают над землей на
20 ... 30 см);
Ми — момент от силы инерции при торможении опускающегося груза:
Ma = Qv (a—b)/gt),
здесь v — скорость подъема груза (прн наличии свободного опускания груза
расчетную скорость принимают равной 1,5 м/с), м/с; g— ускорение свободного
падения, равное 9,81 м/с2; / — время неустановившегося режима работы меха-
низма подъема (время торможения груза), с;
/Ив—ветровой момент:
Л4В — А1В. кМв.г = U/p-|-	Pi,
здесь Мв.и — момент от действия ветровой нагрузки на подвешенный груз;
W— ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой
установлен кран, иа наветренную площадь краиа. Па; Wt — ветровая нагрузка,
действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, иа навет-
ренную площадь груза, Па; p=ft( и p> = h — расстояния от плоскости, прохо-
дящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой на-
грузки, м.
Коэффициент грузовой устойчивости краиа, не предиазначеииого
для перемещения с грузом, определяют по формуле
_ Мд
1 М* >
Qn2ah Qv
G |(&+c) cos a-ft, sin	- & (a-b)-
>	Q(a-b)
... ~^Р~У1Р1 >U5.
Q(a-b)
Если край предназначен для перемещения с грузом, то при про-
верке грузовой устойчивости в направлении его движения учитыва-
13
ют зависимости Gvihf/gtt в Qvih/gti, которые вычитаются из удер-
живающего момента.
Давление ветра на край
W= q'F,
„	1	с
где г—наветренная поверхность крана, м2; qn — статическая составляющая
с
ветровой нагрузки, Н/м2; H=ffo Кс.
где <7о — скоростной напор, принимаемый в зависимости от района строитель-
ства в СССР:
Район строительства	I	II	III	IV	V	VI	VII
Скоростной напор q, Па	270	350	450	550	700	850	1000
К — коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высо-
те, принимаемый с учетом типа местности (табл. II.I).
II.I. КОЭФФИЦИЕНТ, УЧИТЫВАЮЩИЙ ИЗМЕНЕНИЕ
СКОРОСТНОГО НАПОРА ВЕТРА
Тип местности	К при высоте над поверхностью земли						
	10	20	40	60	100	200	350
Открытая местность Местность, покры- тая препятствиями высотой более 10 м	I 0,65	I , 25 0,9	1,55 1.2	1,75 1,45	2, 1 1.8	2,6 2,45	3. I 3.1
с — аэродинамический коэффициент сопротивления: для сплошных балок
н ферм прямоугольного сечения с—1,49, для прямоугольных кабин машини-
стов. противовесов, оттяжек кранов и т. п. с—1.2, для конструкций из труб
диаметром 170 мм с=0,7, диаметром 140 .. . 170 мм с—0,5.
При расчете грузовой устойчивости кранов давление ветра для
большинства районов страны принимают: для самоходных стрело-
вых кранов 250 Па, для высоких башенных монтажных кранов
150 Па.
Для кранов высотой 20 ... 100 м (или устанавливаемых на вы-
соте) расчетный напор определяют интерполяцией, причем общую
высоту крана разбивают на зоны по 20 м, расчетный напор в преде-
лах каждой зоны принимают постоянным н определяют по высоте
средней точки зоны.
Наветренная поверхность крана F определяется площадью, огра-
ниченной контуром крана F', и степенью заполнения этой площади
элементами решетки а:
F=Fla,
где а — коэффициент заполнения (для сплошных конструкций а=1, для ре-
шетчатых конструкций а=0,3 ... 0,4).
Наветренную площадь груза определяют по действительной пло-
щади наибольших грузов, поднимаемых краном.
14
Устойчивость передвижных стреловых кранов без груза опреде-
ляется уравнением собственной устойчивости:
где ft2 — коэффициент собственной устойчивости; Л4о — момент» создаваемый
ветровой нагрузкой, Н «м; Му — момент, возникающий от действия собственно-
го веса крана при уклоне пути, Н • м.
Коэффициент собственной устойчивости, т. е. коэффициент устой-
чивости без рабочего груза, в сторону, противоположную стреле,
k2 = G. [(&—с) cos a—ftj sin а]/(1Г2 р2) > 1,15,
где W2 — ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой
установлен кран, на подветренную площадь крана при нерабочем состоя-
нии, Па; р2 — расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного кон-
тура, до центра приложения ветровой нагрузки, м.
2.	Устойчивость башенных кранов
Устойчивость башенных кранов проверяют по тем же формулам,
что и для самоходных кранов. Расчетная схема устойчивости башен-
ных кранов приведена на рис. П.2.
Числовые значения коэффициентов грузовой и собственной устой-
чивости определяют при направлении стрелы, перпендикулярном ли-
нии опрокидывания, без учета действия рельсовых захватов. Коэф-
фициент собственной устойчивости крана определяют при наимень-
шем вылете крюка.
При ураганном ветре кран расчаливают или крепят грузовым
полиспастом к якорю (рис. П.З).
При расчаливании крана уравнение устойчивости имеет вид:
й2 Л4у-]-5г,
где fe2 — коэффициент собственной устойчивости, принимаемый равным 1,15;
Мп — момент, создаваемый ветровой нагрузкой, Н • м; Му — момент, создавае-
мый весом всех частей крана относительно ребра опрокидывания А с учетом
уклона пути в сторону опрокидывания, Н • м; 3 — усилие в расчалках, Н;
г — плечо усилия, м.
Расчетное давление ветра принимают по СНиП П-6-74.
По установленным параметрам можно найти усилие в расчалках
по формуле
S = (k2MQ—My)/r = (k2 Мо—Му)/(В sin а).
Усилие в одной расчалке
= S/(2 sin Р).
Пример 3. Проверить грузовую устойчивость башенного крана с учетом
дополнительных нагрузок и уклона пути (см. рис. II.2) при подъеме груза
весом 10 кН. Исходные данные: 0=20 кН; с=0,25 и; о=0,5 м/с; f=5 с;
-100 Па: р=10 и; В7,=50 Па; л=0,2 мни-1; h=20 м; Н-20 м; а=2’;
Ь = 1,75 м; д=20 м; Л|=10 м; р, = 20 м.
Решение. Подставляя числовые значения в формулу устойчивости, получим:
15
б)
Рнс. II.2. Расчетная схема устой-
чивости башенного крана с гру-
зом (а), без груза (б)
Рнс. П.З. Расчетная схема усилий
в растяжках крана
10-0 22.20-90
20 [(1,75 + 0,25)cos 2° -10 sin 2°J- 	’
,	J 900 — 0,22.20
*4 —		-
10(20—1,75)
10-0,5(20—1,75)
-------------------~~ 10°-10 ~ ЗД’20
Уо 1*0
10(20—1,75)
= 1,7> 1,15.
16
3.	Устойчивость жестких
стреловых кранов
Устойчивость жестких стреловых
кранов обеспечивается путем загруже-
ния балластом рамы крана или крепле-
нием его к фундаменту. Устойчивость
рассчитывают для случая наиболее опас-
ного положения стрелы в плоскости од-
Рнс. II.4. Расчетная схема
устойчивости	жесткого
стрелового крана
ного из подкосов (рис. П.4).
Уравнение грузовой устойчивости краиа имеет вид:
G36 = Gaa—GyL/%—M3^kQL,
где G3— вес противовеса или опорная реакция. Н; а, 6 — плечи сил. м; G2 —
полный вес рамы крана. Н; G( — вес стрелы и стрелового полиспаста. Н; L —
наибольший вылет крюка, м; Мп— момент от действия ветра иа поверхность
крана и груза. Н • м; k — коэффициент собственной устойчивости (для кранов
грузоподъемностью до 30 т не менее 1,5. для кранов грузоподъемностью выше
30 т не менее 1,4); Q — предельный груз, поднимаемый краном при наиболь-
шем вылете, с учетом веса грузового полиспаста, Н.
§ Решив уравнение относительно G3, находят вес противовеса или
опорную реакцию в случае установки крана иа фундамент. Опорная
О реакция воспринимается анкерными болтами. Если кран перемещает-
2) ся по ранее смонтированным конструкциям, раму крана закрепляют
"С) на них.
4.	Устойчивость козловых кранов
Проверку устойчивости козловых кранов иа опрокидывание про-
изводят в нерабочем положении при действии ураганного ветра
вдоль пути. Расчетное давление ветра принимают по СНиП П-6-74.
Уравнение устойчивости относительно точки опрокидывания О’
имеет вид (рис. П.5):
й (№t hi 4-	hi + •  • + n hn) (Gt + G2) a + 2G3 (b -|- c),
где k — коэффициент собственной устойчивости, принимаемый равным 1.15;
Wi.....	— давление ветра на отдельные части конструкции крана, Па:
Gi — вес портала, Н; G2—вес тележки и грузового полиспаста. Н; Gs— вес
противовеса на одной тележке. Н; a. b. с. h2 — плечи енл относительно
точки опрокидывания О. м.
Пример 4. Проверить устойчивость козлового крана грузоподъемностью
20 т. Вес ригеля 120 кН, машинного помещения 50 кН, грузовой тележки
20 кН, поднимаемого груза 200 кН. Расчетная схема крана приведена на
рис. II.6.
Для решетчатой конструкции крана принимаем: а«0,35; £ = 1,5; ^*=250 Па-
Площадь ригеля краиа F ' =2(20Ч-4)—48 м2.
Давление ветра на ригель крана
Wi = kqaF; = 1,5 • 250 • 0,35 • 48 = 6300 Н.
Усилие при торможении краиа, передвигающегося с грузом, T=O.tQ.=
“O.I  390 = 39 кН.
17
Рнс. 11.5. Расчетная схема устойчи-
вости козлового крана
Рис. II.6. Расчетная схема устойчи-
вости козлового крана к примеру
где Q— вес крана с грузом; Q=20 + 200+120 + 50=3900 кН.
При действии ветровой нагрузки край будет стремиться опрокинуться
вокруг колеса.
Расстояние от рельса до центра тяжести ригеля
^=0,5+11+(1/2)2=12,5 м.
Расстояние от рельса до центра тяжести жесткой ноги
йа = 0,5 + (2/3) 11=7,8 м.
Опрокидывающий момент от силы давления ветра на ригель
*6300 - 12,5=78,75 кН * м. Опрокидывающий момент от силы давления ветра
на жесткую ногу Л42= А7]Л2=6300 • 7,8=49,14 кН • м.
Опрокидывающий момент от инерционных снл, возникающих при тормо-
жении, полагая, что силы действуют по осн ригеля, Л4э=7'Я1=39 * 12,5=
-487,5 кН • м.
Суммарный опрокидывающий момент Л4е=Л41+Л4а+Л1з=78,75+49,14 +487,5=
—615,39 кН • м.
Расчетный удерживающий момент Му=р/13=390 • 3= 1170 кН • м, где Л8=3 —
плечо момента, равное половине расстояния между колесами.
18
Коэффициент грузовой устойчивости:
Му 1170
= —— = -----------= 1,9 > 1,4 (допускаемый).
1	Л10	615,39
Произведем проверку козлового краиа иа собственную устойчивость в не-
рабочем положении при действии ураганного ветра силой 700 Па прн аэроди-
намическом коэффициенте обдувания 1,4 • 700«=* 1000 Па=1 кПа.
Опрокидывающий момент от действия ветра
„	(Mt + M2)l	(78,75 + 49,14) 1	г_. _ тт
Л4„ =-------------= ------------------= 511,56 кН • м.
0,25	0,25
Удерживающий момент прн собственном весе крана Q — 200 кН MyaQhj"
= 200 • 3=600 кН • м.
Коэффициент собственной устойчивости
k2 =Му/Мв = 600/511,56= 1,17 > 1,15.
В действительности коэффициент устойчивости краиа будет несколько
меньше, так как прн расчете не учитывалось давление ветра на гибкую йогу
в поднимаемый груз.
5.	Определение необходимой высоты подъема
крюка крана
Необходимая высота подъема крюка может быть определена по
формуле
=	+ Лз +^а + Лл + Ат.п>
где Як — высота подъема крюка, м; Ям — высота от уровня основания крана
до уровня монтажной отметки, м; ha — высота монтируемой конструкции, м;
hn — высота выступающей части лесов, укрепленных иа поднимаемой конструк-
ции, м; h3 — запас высоты нз условия безопасности монтажных работ (прини-
мается не менее 0,5 м, а прн наличии работающих на уровне монтажной от-
метки — 2 м), м; Лт.п — высота такелажного приспособления, м (рис. II.7).
Необходимая высота подъема верхнего конца стрелы Нс (точка
А на рис. II.7) больше высоты подъема крюка на высоту полиспаста
крана ha.с:
Нс= Нк + Лп.с.
При выборе крана следует учитывать, что у кранов с наклонной
стрелой и переменным углом наклона стрелы а высота подъема крю-
ка зависит от вылета.
6.	Определение требуемой грузоподъемности крана
Требуемая грузоподъемность крана определяется массой подни-
маемой конструкции и применяемого такелажного приспособления,
а также массой конструкций усиления и навесных монтажных при-
способлений, укрепляемых на монтируемой конструкция до ее
подъема.
В общем виде значение требуемой грузоподъемности крана Ок,
т, может быть записано следующим образом:
19
Qk — Qa + ?тп + ?к + ?м>
где фэ — масса монтируемой конструкции, т; qt.-a — масса такелажного при-
способления, т; q« — масса конструкций усиления, т; q* — масса навесных мон-
тажных приспособлений, т.
7.	Выбор параметров крана
Расположение крана ниже уровня монтажных отметок. Возмож-
ность использования данного крана для монтажа конструкций про-
изводственных здании определяется длиной стрелы крана и величи-
ной вылета.
20
Пример определения длины стрелы и вылета крюка прн монта-
же плит покрытия цеха (см. рис. П.7). Если кран движется по оси
//—II, то прн монтаже данного рида конструкций (иа чертеже плит
покрытия в ячейке) угол поворота стрелы краиа от осн I—I <р=0°.
Для исключения возможности касания стрелой краиа смонтирован-
ных конструкций ось стрелы не должна приближаться к ним ближе
точки е, удаленной от конструкции по горизонтали н вертикали иа
1 м (по диагонали на ]'2 м). Угол наклона стрелы к горизонту будет
зависеть от положения точки е н удалении оси движения краиа от
сооружения, а также от уровня точки закрепления стрелы иа кра-
не с, определяемого размером Лс.
По чертежу (см. рис. П.7) видно, что
Й! = ЯМ—ftc+1 м; A2 = £2sina,
где Л| — превышение точки е иад точкой с\ — превышение верхнего конца
стрелы иад точкой е; Ьг — размер верхней части стрелы от точки е до точки А,
6 = (В/2)+/+1м,
где Ь — расстояние по горизонтали от вертикальной оси, проходящей через
крюк крана прн установке конструкции в проектное положение, до точки е;
В — размер монтируемого элемента конструкции по горизонтали в направлении
положения стрелы при монтаже; f — расстояние по горизонтали от монтируе-
мой конструкции после ее установки в проектное положение до края сооруже-
ния со стороны стоянки крана по направлению положения стрелы при мон-
таже,
£х = Aj/sin a; £2 == b/cas а;
£ =£j4-£2 =(ft1/sin a) + (6/cos a),
где £, — длина стрелы от точки е до точки с; L — длина стрелы от точки А
до точки с,
l = L cos a; /1 = £1cosa,
где / — горизонтальная проекция всей стрелы; Л—горизонтальная проекция
стрелы от точки е до точки с.
Требуемый вылет крюка 1в будет больше горизонтальной проек-
ции стрелы I иа расстояние от точки с до вертикальной оси враще-
ния крана при поворотах (горизонтальный размер d).
Для стреловых кранов на гусеничном н пневмоколесиом ходу,
а также автомобильных кранов превышение точки е над точкой с
можно считать известной величиной, так как монтажную отметку
можно определить по проекту, а величину Лс приближенно прини-
мают равной 1,5 м. Для кранов других типов Лс не является постоян-
ной и ее следует определять из технических характеристик кранов.
Величину Ь также определяют нз проекта.
Значение оптимального угла а, соответствующего минимальному
значению длины стрелы, в завнсимостн от координат н b можно
определить по формуле
tga = v'r hjb.
Пример 5. Определить оптимальную длину стрелы краиа при монтаже
плит покрытия цеха. Размер плит покрытия 3X12 м, //ма14 м. Примем Лс“
21
“1,5 м, Монтаж цеха осуществляется стреловым краном, двигающимся вдоль
фронта монтируемых конструкций по оси 11—11 (см. рис. 11.7). В этом случае
угол поворота стрелы крана от оси 11—11 ф^ЭСГ, а угол ф=0°.
Решение. Определяем hi = 14—1,5+1 = 13,5 м.
Принимаем ширину балки, на которую опираются плиты покрытия, рав-
ной 20 см, следовательно / = 0.1 м. Тогда 5—12/2+0.1 + 1=7.1 м.
Отношение b : hj — 7,1 : 13,5=0,52. По графику (рис. П.8) для этого соотно-
шения находим: a=51e, slna=O,777, cosa=0,G29.
Определяем:
L= 13,5/0,777 + 7,1/0,629= 17,3+11,3=28,6 м;
/ = 28,4-0,629= 17,86 м;
Л2= 1 1,3-0,777 = 8,78м.
Так как превышение точки е над монтажной отметкой составляет 1 м, то
превышение верха стрелы (точка Л) над монтажной отметкой составит
Лп.с.м=8,78+1 м —9,78 м.
Правильность решения проверим графически.
Определим горизонтальную проекцию нижней части стрелы: /^Ljcosa—
-17,3.0,629=10,85 м.
Следовательно, расстояние от сооружения до точки с по горизонтали со-
ставит 10,85+1 — 11,85 м, а до точки О — будет больше иа величину d (см.
рис. 11.7).
Построим в масштабе контур сооружения и проведем горизонталь, соот-
ветствующую уровню расположения точки с (he). Отложив по горизонтали от
сооружения 11,85 м, получим точку с.
Проведем через центр плиты (в проектном положении) вертикальную ось,
соответствующую оси грузового каната в момент монтажа. Отложив по этой
вертикали от уровня монтажных отметок превышение стрелы 5п.с.м=9,78 м,
получим положение точки А — верхнего конца стрелы в пространстве. Отложив
по 1 м над уровнем монтажных отметок и за габарит сооружения в сторону
стоянки крана и проведя через эти точки горизонталь и вертикаль (соответст-
венно), в месте их пересечения получим точку е. Соединив точки с и А пря-
мой, получим положение осн стрелы крана в пространстве. Ось крана ие
должна приближаться к сооружению ближе точки е. Сняв с чертежа по мас-
штабу размер стрелы, можно сравнить его с длиной стрелы, полученной по
расчету.
Пример в. Требуется подобрать крап для монтажа плиты перекрытия
(см. рис. 11.7), используя данные, полученные в предыдущем примере.
Решение. Определяем вылет крюка lb — l+d (d для кранов малой грузо-
подъемности обычно не превышает 1 м, а для кранов значительной грузо-
подъемности — 1,5 м). Так как нам требуется крав значительной грузоподъем-
ности (масса плиты 8,5 т), принимаем а—1,5. Тогда вылет, соответствующий
оптимальному размеру стрелы, /в—17,86+1,5= 19.36 м.
Определяем требуемую грузоподъемность крана, приняв массу конструк-
ции 8.5 т, массу траверсы 0,37 т: Qk = 8,5+0,37 —8,87 т.
Длину стрелы, близкую к оптимальному размеру, имеют пневмоколесные
краны МКП-20 (32,6 м) и МКП-50 (31 м), гусеничные краны ЭКГ-4 (30 м),
МКГ-25 (32,5 м), Э-2006 (30 м), МГС-20 (32,5 м), СКГ-75 (30 м), СКГ-50 (30 м).
Но требуемую грузоподъемность при вылете 19,36 м имеют лишь краны. ЭКГ-4,
СКГ-75 и СКГ-50 со стрелой длиной 30 м. Иэ них может быть выбран более
легкий кран СКГ-50. Проверим возможность использования менее мощного
крвиа Э-2006 для монтажа плиты покрытия. Кран имеет длину стрелы £=30 м,
размер ht=2,2 м и d—1,8 м. Требуемая грузоподъемность крана 8,87 т обеспе-
чивается при вылете 14,5 м (по графику грузоподъемности крана). Высота
подъема крюка при этом вылете больше требуемой.
Горизонтальная проекция стрелы составит: /—14,5—1,8=12,7 м. Угол на-
клона стрелы к горизонту может быть определен нз выражения
/ = £cosa, откуда cos a = //£= 12,7/30 = 0,42 и a = 65° 10'.
Определяем:
*!= 14—2,2+1 = 12,8м,
£х= 12,8/0,9075= 14,5м,
Zj= 14,5-0,42 = 5,95 м.
Условие достаточности вылета может быть записано следующим обра-
зом:	Тогда /—/j —12,7—5,95—6,75<7,1 м (5—7,1 м — из предыдущего при-
мера). Следовательно, неравенство не выдержано, а это означает, что верхний
22
конец стрелы (точка А) нс доходит
до центра плиты (такелажного при-
способления) в момент монтажа, т. е.
вылет крюка недостаточен и монтаж
невозможен. Аналогичная проверка
может быть проведена и графическим
способом.
Последовательность графической
проверки рабочих параметров крана:
определяем по техническим данным
крана и таблице грузоподъемности ве-
личины: Л, I, he. d (аналогичным об-
разом с учетом требуемой грузоподъ-
емности крана);
через произвольную точку с про-
водим горизонтальную прямую и от-
кладываем на ней от точки с размер I
из противоположного к точке с кон
Рис. II.8. График для определения
оптимального угла наклона стрелы
к горизонту
в сторону монтируемой конструкции;
la отрезка восстанавливаем перпенди-
куляр к горизонтали — вертикальную ось, проходящую через центр такелаж-
ного приспособления в момент монтажа;
из точки с радиусом, равным L. проводим дугу до пересечения с аертн-
калью, получаем точку А — верхний конец стрелы;
соединив точки с и А. получаем положение оси стрелы в пространстве;
отложив от горизонтали превышение Ль проводим вторую горизонталь,
пересечение которой с осью стрелы определяет положение точки е;
по второй горизонтали от точки е откладываем отрезок, равный Ъ, в сто-
рону вертикальной осн. Если он пересечет вертикальную ось, это означает, что
верхний конец стрелы не доходит до центра монтируемой конструкции, вылет
крюка недостаточен и монтаж невозможен.
Если проверочное построение подтверждает возможность монтажа, на по-
лученной схеме следует показать контуры сооружения и монтируемого эле-
мента.
Пример 7. Определить требуемую длину стрелы для монтажа плит по-
крытия в ячейке цеха (см. рис. 11.7). Пролет цеха 36 м. Уровень монтажных
отметок 14 м. Размер плиты 3X12 м. масса плиты с учетом массы траверсы
8,87 т. Кран при монтаже движется по осн 1—1.
Решение. Воспользуемся данными, полученными в первом примере, по-
лагая, что все необходимые параметры при ф=0 определены из условия опти-
мальной длины стрелы крана. Следовательно, имеем: I—17,86 м, Л(в13,5 м,
Л2=8.78 м, hn.c.M=9,78 м.
Величину D определяем по чертежу: D— (36/2) — (3/2) = 16,5 м
Определяем угол ф:
tg <р= 16,5/17,86 = 0,923; <р = 42°42';
cos 42° 42' =0,735.
Определяем горизонтальную проекцию стрелы:
/ф = 17,86/0,735 = 34,3 м.
Определяем угол наклона стрелы к горизонту при монтаже крайней пли-
ты покрытия:
tg аф = (13,5 + 8,78)/24,3 = 0,916аф = 42° 30',
cos 42° 30' =0,737.
Требуемую длину стрелы определяем по формуле:
1ф=24, 1/0,737 = 32,7 м.
Как и следовало ожидать, а^<а; lv>l; L^>L.
Для графической проверки решения по определению требуемой длины
стрелы построим вертикальный разрез (рис. 11.9) по оси стрелы крана при
монтаже крайней плиты покрытия цеха (под углом ф=42°42') в такой после-
довательности.
Определяем ширину монтируемых конструкций (плит покрытия) в на-
правлении осн стрелы крана при ее повороте от оси 1—1 на угол <р:
12/0,735 = 16,3м;	/ф-0,1/0,735-0. 135.
Зная размеры В<р н Нк, строим контур монтируемого сооружения н, про-
ведя вертикальную ось через середину ширины монтируемых конструкций
1"ф)» находим положение осн IV—IV, проходящей через центр крайней плиты
23
покрытия в проектном положении (см. рис. II.9). Определяем положение точ-
ки в вертикальном разрезе по направлению осн стрелы крана при се пово-
роте от осн I—I иа угол ф. Для этого откладываем вверх J м от уровня Иц
в принятом масштабе, а в сторону стоянки крана от оси /V—IV расстояние
16,3/2 + 0,135-Ь 1/0,74 = 9,635 м (или от края сооружения l/cos<p=
= 1/0,74= 1,35 м).
Затем проводим через полученные точки соответственно горизонтальную
и вертикальную прямые, пересечение которых н определяет положение точки
вь От уровня земли откладываем вверх размер he и через полученную точку
проводим горизонтальную прямую. Отложив по этой прямой от оси IV—IV
отрезок, равный 1<р, получаем положение точки с. Из точки с радиусом £<р
делаем засечку иа осн IV—IV н получим точку А. Соединив точки А н с ли-
нией, получаем положение оси стрелы крана в пространстве при монтаже
крайней плиты покрытия. Ось стрелы крана не должна приближаться к смон-
тированным конструкциям ближе точки е, так как в противном случае возни-
кает опасность касания стрелы конструкций. Можно также измерить по чер-
тежу в принятом масштабе длину стрелы и сравнить ее с длиной, полученной*
путем вычисления. При этом сравнении длина стрелы, полученная графически
и аналитически, может немного отличаться, так как округлив значения угла а
(см. рнс. И.8), мы заведомо приняли несколько большую длину, а также в-
расчете по определению требуемой длины стрелы не учитывали поправку на
смещение точки закрепления стрелы на кране с при его повороте от оси 1—Г
на угол ф (d—d(p).
При выборе крана прн необходимости требуемая длина стрелы может
быть уточнена (принят размер стрелы при прохождении се оси через точки с
и е до оси IV—IV).
Движение крана по оси вдоль направления монтажа (угод
<р=/=0). При подборе крана первоначально определяют требуемую вы-
соту подъема крюка, грузоподъемность крана, длину стрелы и вылет
Если грузоподъемность крана
Рнс. 11.9. Схема графической про-
верки параметров крана, установ-
ленных расчетом
крюка, обеспечивающие монтаж по условиям геометрических соотно-
шений. Если при проверке рабочих параметров крана оказывается,
что при вылете, соответствующем требуемому, и при длине стрелы,
равной или близкой (в большую сторону) требуемой, грузоподъем-
ность и высота подъема крюка достаточны, то выбор крапа по рабо-
чим параметрам можно считать законченным.
при требуемом вылете или высоте
подъема крюка недостаточны, то
приходится подбирать более мощ-
ный кран с большей длиной стре-
лы, чем это требуется, исходя из-
геометрических соотношений.
При подборе крана следует
учесть возможность приближения
стоянки крана к монтируемому
сооружению, так как в противном
случае может быть выбран кран
большей мощности, чем это необ-
ходимо.
Проверка возможности ис-
пользования краиа для монтажа
конструкций при его подборе по
24
рабочим параметрам может быть выполнена как аналитически, так
и графически.
Первоначально следует выбрать кран, обеспечивающий монтаж
конструкций прн требуемом вылете крюка (определенном по методи-
ке, изложенной в примере 7). Далее следует проверить возможность
использования менее мощного крана, грузоподъемность которого при
требуемом вылете крюка недостаточна (длина стрелы по условиям
задачи превышает требуемую). Если проверка дала положительный
результат, следует проверить возможность использования еще менее
мощного крана.
Если первоначальная проверка показала невозможность исполь-
зования менее мощного крана, можно использовать лишь кран, обес-
печивающий монтаж при требуемом вылете с места стоянки, опреде-
ленного по методике, изложенной в примере 7.
Аналитическая проверка рабочих параметров выбранного краиа
и возможности монтажа может быть осуществлена следующим обра-
зом.
Сначала определяют вылет крюка, соответствующий требуемой
грузоподъемности (по графику грузоподъемности крана в зависимо-
сти от вылета). При этом высота подъема крюка крана на этом
вылете должна быть ие менее требуемой величины. Следовательно,
и L<p известны (длина стрелы определяется по техническому опи-
санию крана).
Зная эти параметры, можно определить угол наклона стрелы
к горизонту при максимальном значении угла поворота стрелы (мон-
таж крайней конструкции) по формуле
cos
Расстояние от центра монтируемой конструкции в проектном по-
ложении до точки с (ось Е—Е иа рис. П.7) определяют по чертежам
сооружения и по формуле
6=В/2+/+ 1 м.
Превышение ht определяют по формуле
Л1 = 7/м—+ 1 м
(hc принимают по технической характеристике проверяемого крана).
Размер нижней части стрелы от точки с до точки е определяют
по формуле
£Iq, = Ai/sin аф.
Проекция этого отрезка на горизонтальную плоскость может
быть определена из выражения
li9 = hi/l& %.
25
Расстояние b от центра монтируемой конструкции в проектном
положении до оси Е—Е при угле поворота крана <р определяется как
разность:	=1^—/1ф-
Тогда cos (р = 6/Ьф.
Угол поворота стрелы крана от оси движения крана I—/, опре-
деленный по этим условиям, соответствует граничному значению <р,
при котором ось стрелы крана еще ие приближается к сооружению
ближе оси Е—Б, и, следовательно, обеспечивает возможность мон-
тажа. Если угол tp будет больше значения, определенного по приве-
денным зависимостям, возникает опасность касания стрелы конструк-
ции сооружения.
Тогда условие, обеспечивающее возможность монтажа, может
быть записано следующим образом:
D=/ф sin ф > Отр,
где Dtp — расстояние от осн движения краиа /—/ до центра крайней монтируе-
мой конструкции, определенное по чертежам сооружения.
Если это условие ие выполнено, точка с при положении верхне-
го конца стрелы над монтируемой крайней конструкцией при данном
вылете ие доходит до оси движения крана, т. е. длина стрелы н вы-
лет крюка недостаточны.
Если это условие выполнено, монтаж данным краном возмо-
жен. В этом случае место стоянки крана на оси I—I по отношению
к оси, проведенной через центры монтируемых конструкций, должно
быть нс менее /=/<pcos <р.
Пример. Проверим возможность использования крана ЭКГ-4. Тогда име-
ем: //м—14 м, Dtp" 16,5 м, 6 = 7,1 м.
По техническим данным крана ЭКГ-4 определяем: /ic = 2,5 м, d = 2,3 м»
Дф =40 м.
Необходимой для подъема плиты покрытии грузоподъемностью кран об-
ладает при вылете крюка 25 м н, следовательно, горизонтальная проекция
стрелы /ф = 25—<2 = 25—2,3=22,7 м. т. е. менее требуемого размера проекции
стрелы, соответствующей оптимальному варианту (24,1 м). Высота подъема
крюка крана при этом вылете составляет 33 м, т. е. больше величины прн оп-
тимальном варианте.
Чтобы убедиться в возможности использования крана для монтажа край-
них плит покрытия цеха, проверяем параметры крана.
Определим фактическую величину 6j= 14—2,5+1 = 12,5 м.
По приведенной методике производим дальнейший расчет:
cos аф = /ф/Еф = 22,7/40 =0,567; аф = 55° 24';
sin = 55° 24' = 0,823, tg 55° 24' = 1,449,
Е1ф== 12,5/0,823 да 14 м;
/1ф= 12,5/1,449 = 8,62м,
Ьф = 22,7—8,62= 14,08 м;
cos (р = 7,1/14,08 = 0,503, <р = 59°48', sin <р = 0,864;
0=22,7-0,864= 19,6 > Е>тр =16,5 м.
Следовательно, монтаж плит покрытия краном ЭКГ-4 возможен.
Минимально допустимое расстояние от точки с до оси, проходящей через
центры плит покрытия данного ряда (ячейки), составит 1 = 22.1 • 0,503= 11.4 м.
26
Аналогичная проверка может быть выполнена в графическим способом.
По приведенным формулам определяем <Хф и hi. Отложив в принятом
масштабе (рис. ИЛО. а) от уровня поверхности земли величину hc = 2,5 м, про-
водим через полученную точку горизонтальную прямую и износим иа нее
точку С|. От точки Ct по нанесенной горизонтали откладываем размер горизон-
тальной проекции стрелы /ф=22,7 м и через полученную точку проводим вер-
тикальную прямую. Из точки Cj радиусом, равным £ф = 40 м, проводим дугу
до пересечения с вертикалью и получаем положение верхнего конца стрелы
(точку А\). Отложив от точки С\ превышение Ль проводим вторую горизонталь-
ную прямую в при пересечении ее с осью стрелы 4jC| получаем точку е(. Рас-
стояние от точки е1 до вертикали соответствует размеру b ф. Полученный вид
соответствует положению стрелы крана прн монтаже крайней плнты.
Определим положение стрелы в плане (рнс. 11.10, б). Проведем ниже по-
лученного разреза горизонтальную прямую и спроектируем на нее точки Дь
et н ct. Точки Д| и С] в плане отсекают горизонтальную проекцию стрелы /ф.
Из точки Ai радиусом, равным Ь = 7Г1 м, проведем окружность н из точки
касательную к этой окружности ее^ Из точек At и с, восстановим два перпен-
дикуляра к проведенной касательной и через точку Л| проведем прямую Ai— 1,
параллельную касательной линии eei (на рисунке пунктирная).
На плане место стоянки крана (точка ct) соответствует максимально воз-
можному приближению оси стрелы крана и точки с к сооружению (оси Е—Е,
проходящей через точки е и е>), при котором монтаж возможен без касания
стрелой монтируемого сооружения. Но точка ct в данном случае лежит не
на осн движения крана /—/. Для отыскания положения точки с на осн /—/
отложим от точки Д( величину Отр~16,5. Из чертежа видно, что £тр<О, сле-
довательно, монтаж данным краном возможен. Проведем через второй конец
отрезка Dtp прямую, перпендикулярную касательной eei, и получим положе-
ние оси движения крана Z—/ на плане. Проведя из точки А, дугу радиусом,
равным /ф, до пересечения с осью 1—1, получаем точку с.
При необходимости можно построить вертикальный разрез по осн кран<
прн угле поворота стрелы <р=0° н положении точки е на оси /—/ в этом раз
резе. Для этого проведем линию, соответствующую уровню поверхности грун-
та, и отложим от нее превышения he, а затем Лн н через полученные точки
проведем горизонтальные прямые (рис. И.9, в). Нанесем на ннжиюю горизон-
таль точку с н отложим расстояния от нее до точек cit н Дь снятые с пла-
на по направлению оси /—/. Через полученные точки проведем вертикальные
прямые н получим положение этих точек в пространстве. Из точки Cj радиусом
£ = 40 м проведем дугу до пересечения с крайней вертикалью и получим точку
4' , соответствующую верхнему концу стрелы в случае монтажа плнты покры-
тия нз точки С| при <р=0°. Монтаж этой плнты возможен и прн удалении
крана от сооружения прн его движении по осн /—Z, соответствующем положе-
нию точки с. Таким образом, точки
с н Ci характеризуют крайние положе-
ния точки с по осн I—I, при которых
аоэможен монтаж плит покрытия дан-
ного ряда. Чтобы убедиться в этом,
отложим по крайней вертикали уро-
вень точки At, взятый из разреза
(см. рнс. 11.10) и соединим получен-
ную точку с точкой Ci. Как видим, ось
стрелы nJ)H ее положении, соответ-
ствующем случаю установки крайней
плиты, прошла через точку et, т. е.
касание стрелой конструкций при мон-
таже исключено, монтаж крайней
плнты возможен (при положении стре-
лы, соответствующем углу поворота
стрелы <р).
Кран с фиксированным углом
наклона стрелы, закрепленной ни-
же уровня монтажных отметок.
При выборе краиа, у которого
стрела закреплена ниже уровня
монтажных отметок, и угол на-
клона стрелы к горизонту фиксн-
Рис. 11.10. Графическая проверка
выбранного краиа прн <р=0
27
рован, первоначально определяют требуемые грузоподъемность и
высоту подъема крюка крана.
Если краном с фиксированным углом наклона стрелы монтиру-
ют конструкции, расположенные выше точки закрепления стрелы на
кране, наиболее вероятная возможность касания стрелой краиа мон-
тируемых конструкций возникает при расположении стрелы от оси
/—I под углом <р=0°. Для определения возможного приближения
стоянки краиа (точка с) к монтируемым конструкциям сначала не-
обходимо определить угол наклона стрелы к горизонту а с учетом
требуемой грузоподъемности и высоты подъема крюка. Горизонталь-
ная проекция нижней части стрелы Zi=Ai/tg а (рнс. 11.11, а).
Возможное приближение стоянки крана к монтируемому соору-
жению составит x=d + lt + 1 м.
Прн любых других значениях угла <р ось стрелы крана будет
удаляться от края сооружения и касание стрелой крана конструкций
исключено.
Условие возможности монтажа может быть записано следующим
образом (при ф=0°): 1В—l^b или вылет крюка lB^b+d + li.
Если кран ведет монтаж с данной стоянки (рнс. 11.11, б) с углом
поворота от оси I—I (при угле <р^=0), то расстояние до сооружения
х из условия безопасности монтажа определяется выражениями:
tg<p=D/(6 + d + /i); /в > (fe + d-HJ/cos <р,
где 1в — вылет крюка прн данном угле наклона стрелы к горизонту а.
Стрела крана закреплена выше уровня монтажных отметок. При
закреплении стрелы крана выше уровня монтажных отметок исклю-
чается возможность касания стрелой конструкций монтируемого
сооружения. После определения требуемой грузоподъемности и вы-
соты подъема крюка крана для кранов с горизонтальной стрелой
следует сравнить фактическую грузоподъемность и высоту подъема
крюка с требуемыми, и, если они соответствуют им, кран может быть
использован при монтаже данного сооружения. Если кран имеет на-
клонную стрелу, следует после определения требуемой грузоподъем-
ности и высоты подъема крюка определить необходимый угол на-
клона стрелы н вылет из условия необходимой грузоподъемности и
сравнить необходимые параметры крана с требуемыми. Если прн
этом окажется, что при принятом вылете (а следовательно, и угле
наклона стрелы к горизонту) грузоподъемность крана и высота
подъема крюка достаточны, кран может быть использован при мон-
таже данного сооружения.
Определение возможности монтажа из условия касания стрелой
крана монтируемой конструкции. Для исключения возможности ка-
сания стрелой крана монтируемой конструкции необходимо, чтобы
28
расстояние от края монтируемой конструкции до стрелы крана по
горизонтали на уровне (Ям + Лз + Ла) было бы ие менее 1 м
(рис. 11.12).
Следовательно, условие, исключающее касание, может быть пред-
ставлено выражением ai<a,
tg ai — ^пс.м — (Лз+Лэ)/(®/2 + 1 м)>
где a — фактический угол наклона оси стрелы крана к горизонту при мон-
таже данной конструкции; Ьп.с.м — высота превышения верхнего конца стре-
лы (точки А) над уровнем монтажных отметок Ям; В — размер монтируемой
конструкции по горизонтали в направлении осн стрелы.
ГЛАВА III. БЕЗОПАСНОСТЬ ТАКЕЛАЖНЫХ РАБОТ
1. Определение расчетных параметров
стропов и чалочных канатов
Строповку строительных конструкций производят по заранее
разработанным схемам (рис. III.1). Для подъема и перемещения
крупногабаритных н длинномерных грузов применяют траверсы. Тра-
29
Рис. III.I. Схемы строповки
конструкций
а — двухветвевым стропом; б —
траверсой в двух точках; в—
траверсой в трех точках с урав
пительным роликом; г — травер-
сой в четырех точках с двумя
уравнительными роликами; д —
трехветвевым стропом; с — тра-
версой в четырех точках; ж —
продольной и двумя попереч-
ными траверсами в четырех точ-
ках; з — подъем вертикального
элемента; и — подъем наклон-
ного элемента; / — центр тяже-
сти груза; 2 — траверса; 3 —
ролик; 4 — строп; а — угол меж-
ду стропом и вертикалью
30
версы могут быть двух типов — работающие на изгиб и на сжатие.
Первые обладают большой массой, но, как правило, имеют неболь-
шую высоту. Вторые имеют более легкую конструкцию, но требуют
значительной добавочной высоты подъема крюка крана. Разнообра-
зие монтируемых строительных элементов и технологического обору-
дования приводит зачастую к необходимости расчета параметров та-
келажных устройств и грузозахватных приспособлений.
При монтаже строительных конструкций и технологического обо-
рудования используют гибкие стропы (рис. III.2).
Рнс. 111.2. Стропы
а — универсальный; б — облегчен-
ный с крюком и петлей; в — двух-
ветвевой; г — четьгрехветвевой
Рнс. 1И.З. Схема для расчета уси-
лий в ветвях стропа
31
см
to
tll.l. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ
Диаметр каната, мм	Масса 100 м	Маркировочная	группа по временному	сопротивлению разрыву.	МПа
	смазанного каната, кг	1400	1	1600	|	1700	|	1800
Канат типа ТК6Х19(1+6+|2) + 1 о. с. (ГОСТ 3070-74)
11	43,3	52 550	60 050	63 850	65 800
14,5	71.5	86 700	99 000	105 000	108 000
17*5	107	129 000	147 500	157 000	161 500
19*5	127,5	154 500	176 500 р	187 500	193 500
21	149,5	1 810 000	207 000	220 000	227 000
22,5	173,5	210 000	240 000	255 000	263 000
24	199	241 000	275 500	’ 292 500	302 000
27	255,5	309 500	354 000	376 000	387 500
29	286	347 000	396 500	421 500	434 000
32	353	428 000	489 500	520 000	536 000
35	427	518 000	592 000	614 500	648 000
38,5	508	616 000	704 000	748 000	771 000
Канат типа ТК6х37(Ц-6+12+18) +1 о. с. (ГОСТ 3071-74)
9	27,35		36 850	39 150	41 450
11.5	42.7			57 500	61 050	62 550
13Л	61.35			82 400	87 700	89 600
15	83,45	98 400	112 000	119 000	122 000
18	109	128 000	146 500	155 500	159 500
20	138	162 000	185 500	197 000	202 000
22,5	170,5	200 000	229 000	243 500	249 000
24,5	206	242 500	277 000	294 500	301 500
27	245.5	289 000	330 500	351 000	360 000
29	288	339 000	387 500	412 000	422 000
31,5	334	393 500	449 500	478 000	489 500
33,5	383.5	451 500	516 500	548 500	561 500
36.5	436	,514 000	587 500	624 000	639 500
38	492	580 000	662 500	704 000	721 500
39,5	551.5	650 000	743 000	789 500	808 500
Канат типа ЛКР 6x19=114 (ГОСТ 2688-80)
9,1	305		42 350	45 350	|	46 400
И	461,6			64 150	68 150	70 250
13	596	72 550	82 950	88 100	90 850
15	844,5	102 500	117 000	124 500	128 500
Зак. 600
Продолжение таил. 111.1
Диаметр каната, мм	Масса 1 00 м смазанного каната, кг	Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, МПа			
		1400	1600	1700	1800
18	1220	148 000	169 500	180 000	185 500
19,5	1405	170 500	195 000	207 500	213 500
21	1635	198 500	227 000	241 000	248 500
22,5	1850	224 500	256 500	272 500	281 000
24	2110	256 000	293 000	311 000	320 500
28	2911	354 000	404 500	430 000	433 000
30,5	3490	610 000	«485 000	. 515 000	531 000
32	3845	424 000	534 500	567 500	585 000
37	5016	467 500	697 000	740 500	763 500
39,5	5740	698 000	797 500	847 500	873 500
Канат типа ЛК 6X19 = 114 (ГОСТ 3077—80)
11.5	487		67 500	71 750	73 950
13	597,5		82 850	88 050	90 750
15	852,5	139 500	118 000	125 500	129 500
17,5	1155		159 500	169 500	175 000
19.5	1370	1 666 000	189 500	201 500	208 000
22	1745	211 500	. 241 500	256 500	264 500
25.5	2390	290 000	331 500	352 000	363 000
28	2880	349 000	399 000	424 000	437 000
32,5	3990	484 000	553 000	587 500	605 000
Канат типа ТЛК 0X37=222 (ГОСТ 3079-80)
15,5	851,5			116 000	123 500	127 000
17	1065			145 000	154 500	159 000
19,5	1450	161 000	184 000	195 500	201 500
21,5	1670	199 000	227 500	242 000	249 500
25	2245	268 000	306 500	325 500	335 500
29	3015	360 500	412 000	437 500	451 000
30,5	3405	407 000	465 000	» 494 000	. 509 500
33	3905	466 500	533 000	566 500	583 500
г,	35	4435	530 000	605 500	643 500	663 500
Ы	39	5395	645 000	737 000	783 000	807 500
Чтобы определить технические данные гибких стропов, необхо-
димо провести расчет (рис. Ш.З).
Определяют усилие (натяжение) в одной ветви стропа
S = Q!(m cos а) = kQ/tn,
где S — расчетное усилие, приложенное к стропу, без учета коэффициента
перегрузки н воздействия динамического эффекта, кН; Q — вес поднимаемого
груза. Н, т — общее число ветвей стропа; а — угол между направлением дей-
ствия расчетного усилия стропа; k — коэффициент, зависящий от угла накло-
на а ветви стропа к вертикали:
а, град	| О I 15 I 301	45 I 60
A	I 1	|	1,03 |	1,15 |	1,42 I 2
Определяют разрывное усилие в ветви стропа
R = S/k3,
где ka — коэффициент запаса прочности для стропа, определяемый в зависи-
мости от типа стропа.
По найденному разрывному усилию по табл. III. 1 подбирают ка-
нат и определяют его технические данные: временное сопротивление
разрыву, ближайшее большее к расчетному, и его диаметр.
Пример. Требуется определить диаметр каната стропа для подъема
груза весом 102 кН с зацепкой крюками при угле отклонения ветвей стропа от
вертикали 45”, число ветвей т=4. Для а=45° коэффициент k='1,42.
Решение. Усилие, действующее иа одну ветвь стропа,
5=1,42.102/4 = 36,2 кН.
Разрывное усилие ветви стропа, изготовленного из стального каната,
Я>Аа$. При Лз = 6, ^ = 6X36.2=217^6 кН.
По табл. III.1 выбираем канат типа ТК 6X37 (ГОСТ 3071—74) диаметром
22.5 мм с временным сопротивлением разрыву проволоки 1600 МПа. имеющий
разрывное усилие 229000 Н. Если принять число ветвей стропа т=2, то полу-
чим усилие иа одну ветвь стропа S=t,42 . 102/2=72,4 кН.
Канат должен в этом случае иметь разрывное усилие Я=6 • 72,4=434,4 кН.
По табл. 111.1 этому соответствует канат типа ТК 6X37 диаметром 31,5 мм
с расчетным пределом прочности проволоки 1600 МПа, имеющий разрывное
усилие 449500 Н, т. е. ближайшее большее к требуемому по расчету разрыв-
ному усилию 434520 Н.
Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности сталь-
ных канатов Лэ;
для стропов с обвязкой или зацепкой крюками или серьгами .	6
для витых стропов при соотношении от 1,5 и более D/d .	.	5
для полотенчатых стропов с соотношенйем сторон:
от 3,5 до 6.................................................5,5
6 и более.................................................5
для расчалок, оттяжек, тяг при соотношении £a/dc:
от 4 до 5....................................................5
свыше 5 до	7............................................4
>	7 >	9..............................................3,5
Ю и более.................................................3
для грузовых канатов:
с ручным приводом........................................  ,	4
с машинным приводом:
при	легком режиме	работы..............................5
»	среднем >	>	 5,5
»	тяжелом >	>	...........................6
для полиспастов с изменяющейся длиной под нагрузкой:
!
34
грузоподъемностью от 5 до 50 т при соотношении D/d:
от 13 до 16................................................5
от 16 и более...........................................4
грузоподъемностью от 50 до 100 прн соотношении Did:
от 13 до 16	.	.	.........	4
от 16 и более...........................................3,5
грузоподъемностью 100 т и более при соотношении Dfdx
от 13 до 16	.	.	..................................3,5
от 1& и более...........................................3
Примечания: 1. D — диаметр ролика, d — диаметр каната;
Ds — диаметр захватного устройства (элемента, огибаемого стропом,
расчалкой, тягой, крепящим канатом), do —диаметр витого стропа.
2. Легкий режим характеризуется работой каната на малых скоростях
без рывков с числом изгибов на роликах не более четырех, тяжелый —
работой каната на больших скоростях, с рывками и числом изгибов
на роликах более четырех.
2. Определение расчетных параметров траверс
Траверсы — жесткие грузозахватные приспособления — изготов-
ляют сплошного сечення в виде одиночных двутавров, швеллеров или
стальных труб различных размеров, а также сквозного сечения, со-
стоящего из спаренных двутавров или швеллеров, соединенных сталь-
ными пластинами или из стальных труб, усиленных элементами жест-
кости (рис. Ш.4).
При подъеме конструкции несколькими кранами разной грузо-
подъемности применяют разиоплсчис уравновешивающие или балан-
сированные траверсы (рис. III.5).
Ниже приведен упрощенный расчет траверс сквозного сечення,
выполненных из двутавров или швеллеров, соединенных между со-
бой стальными пластинами.
В практических расчетах изгибающим моментом и прогибом от
собственной массы траверсы можно пренебречь, так как масса тра-
версы составляет незначительную долю массы поднимаемой конст-
рукции.
Расчет необходимых технических данных траверсы, работающей
на изгиб (рис. 'Ш.6), выполняют в такой последовательности:
подсчитывают нагрузку, действующую на траверсу,
Р=(?*п*Д.
где Q — вес поднимаемого груза. Н; kn“I,I — коэффициент перегрузки;
в1г2 — коэффициент динамичности нагрузки.
Определяют максимальный изгибающий момент в траверсе,
Н-см
'^тах = 0,5Рп,
где а — плечо траверсы, см.
Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сече-
ния траверсы, см3
№тр =Л4тах/(п^?изг ф)•
где л = 0,85 — коэффициент условий работы; <р — коэффициент устойчивости при
изгибе; Лиз — расчетное сопротивление при изгибе в траверсе, Па.
2*
Рис. 111.4. Траверсы для
подъема железобетонных
ферм
/ _ ферма; 2 — траверса;
3 — полуавтоматический ме-
ханический захват; 4 — па-
лец; 5 — верхний пояс фер-
мы
Рис. III.5. Схема распреде-
ления нагрузки иа траверсу
прн подъеме конструкций
двумя кранами
Q
Рнс. 111.6. Расчетная схема
траверсы, работающей на
изгиб
36
I1I.2.	СХЕМЫ СКВОЗНЫХ СЕЧЕНИЙ БАЛОК И СТЕРЖНЕЙ
И ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ
38
111.3.	БАЛКИ ДВУТАВРОВЫЕ (ПО ГОСТ 8239—72)
	Номер балки	Размеры, мм			Площадь сечения, см’	Масса 1 м, кг	Справочные величины для осей					
							X — X			у—у		
		h	1 *	1 ’			Jх, см*	Wx. см»	Гх, см	Jу СМ*	Wy> =“*	Гу’ с“
	ГО	1 00	55	4.5	12.	9,46	198	39,7	4,06	17,9	6,49	1,22
	1 2	1 20	64	4,8	14,7	11,5	350	58.4	4,88	27,9	8,72	1.38
		140	73	4,9	17,4	13,7	572	81,7	5.73	41 .9	11 .5	1,56
	1 6	160	81	5	20,2	15,9	873	1 09	6,57	58,6	14,5	1.7
	1 3	180	90	5,1	23,4	18,4	1290	143	7,42	82,6	18.4	1 .88
	1 8а	180	1 00	5, 1	25,4	19,9	1430	1 59	7,51	114	22. 8	2, 12
	20	200	1 00	5.2	26,8	21	184 0	184	8.28	115	23	2,07
	20а	200	110	5.2	28,9	22. 7	2030	203	8,37	155	28.2	2,32
	22	220	110	5,4	30.6	24	2550	232	9, 13	157	28,6	2,27
	22а	220	120	5.4	32,8	25,8	2790	254	9,22	206	34,3	2,5
	24	24 0	115	5,6	34,8	27,3	3460	289	9.97	198	34,5	2,37
	24а	240	125	5,6	37,5	29,4	3800	317	10. 1	260	41,6	2,63
	27	270	125	6	40,2	31.5	5010	371	11,2	260	41,6	2,54
	27а	270	135	6	43,2	33,9	5500	407	11,3	337	50	2,8
	3U	300	135	6,5	46. 5	36.5	7080	472	12,3	337	49,9	2,69
	3 0а	300	145	6,5	49,9	39,2	7780	518	12,5	436	60, 1	2,95
	33	330	140	6	53,8	42,2	9840	597	13,5	419	59,9	2,79
	36	360	145	7,5	61,9	48,6	13380	743	14,7	516	71 .1	2,89
	40	400	1 55	8.3	72.6	57	19062	953	16.2	667	86,1	3,03
	45	450	160	9	84,7	66,5	27696	1231	18.1	808	101	3,09
	50	500	170	10	1 00	78,5	39727	1589 '	19,9	1043	123	3,23
	55	650	180	11	1 18	92,6	55962	2035	21,8	1 356	151	3,39
Со	60	600	190	12	1 38	108	78606	2560	23,6	1726	182	3,54
о
III.4.	ШВЕЛЛЕРЫ (ПО ГОСТ 8240-72)
Номер швеллера	Размеры, мм			Площадь сечения, см®	Масса 1 м, кг	Справочные величины для осей						ZQ, см
						х—х			У — У			
	h	b	s			Jx • см*	V\ , см’	гX, ’ см	Jy . см* |	Wy • см’ I	ГУ' СМ	
5	50	32	4.4	6,16	4,84	22,8	9. 1	1,92	5,61	2,75	0, 954	1,16 1,24
6,5	65	36	4.4	7,51	5.9	48,6	15	2, 54	8, 7	3,68	1.08	
8	80	40	4,5	8.98	7,05	89,4	22,4 34,8	3, 16	12,8	4,75	1 . 19	1.31
10	100	46	4,5	10,9	8,59	174		3,99	20, 4	6 ,46	1. 13	1 .44
12	120	52	4,8	13,3	10,4	304	50. 6	4,78	31,2	8,52	1,53	1,54
14	140	58	4,9	15,6	12,3	491	70. 2	5.6	45,4	11	1.7	1,67
14а	140	62	4,9	17	13,3	545	77,8	5. 66	57,5	13,3	1.8	1.87
16	160	64	5	18, 1	14,2	747	93,4	6,42	63,3	23,8	1,87	1.8
16а	160	68	5	19,5	15,3	823	103	6,49	78,8	16,4	2,01	2
18	180	70	5,1	20,7	16,3	1090	121	7,24	86	17	2,04	1,94
18а	180	74	5, 1	22, 2	17,4	1190	•32	7, 32	105	20	2,18	2, 13
20	200	76	5,2	23,4	18,4	1520,2	152	8, 07	113	20, 5	2.2	2, 07
20а	200	80	5. 2	25, 2	19,8	1670	167	8,15	139	24, 2	2,35	2,28
9 9	220	82	5,4	26,7	21	21 10	192	8,89	151	25, 1	2,37	2, 21
22а	220	87	5.4	28,8	22,6	2330	212	8,99	187	30	2,55	2,46
24	240	90	5,6	30,' 6	24	2900	242	9,73	208	31,6	2.6	2,42
24а	240	95	5^6	32, 9	25,8	3180	265	9,84	254	37,2	2,78	2,67
27	270	95	6	3 5,2	27,7	4 160	308	10,9	262	37,3	2,73	2,47
3 0	300	100	6,5	40.5	31, 8	5810	387	12	327	43,6	2,84	2,52
33	330	1 05	7	46,5	36, 5	7980	484	13,1	410	51 ,8	2,97	2,59
36	360	110	7,5	53,4	41,9	1 0820	601	14,2	513	61,7	3,1	2, 68
40	400	115	8	61,5	48,3	15220	761	15,7	642	73,4	3,23	2,75
Выбирают расчетную схему сечения траверсы, задаваясь сплош-
ной или сквозной конструкцией балки. Для сплошной балки исполь-
зуют швеллер, двутавр или стальную трубу, а для сквозной балки
принимают одну из схем по табл. III.2.
Для сплошных балок, пользуясь табл. III.3 и III.4, выбирают
профиль с моментом сопротивления П7*, ближайшим большим к тре-
буемому Гтр. Для сквозных балок определяют для схемы, при-
нятой по табл. III.2, подобрав предварительно по табл. Ш.З и Ш.4
профиль необходимых размеров. При этом момент сопротивления се-
чения балки в целом Wx должен быть не менее. W'tp.
Расчет отдельных узлов и деталей траверс (такелажных скоб,
проушин, пальцев, сварных и болтовых соединений) следует выпол-
нять с учетом соответствующих методик.
Пример. Подобрать сечение балки траверсы' работающей на изгиб, для
подъема ригеля весом 140 кН с расстоянием между подвесками /«=5,8 м.
Решение. Нагрузка, действующая иа траверсу^
P = Qka 6Д= 140-1,1-1,2 =184,8 кН.
Максимальный изгибающий момент в траверсе
Л4тах = Ра/2 = 184,8• 290/2 = 26796 кН • см.
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки траверсы
w\p > Мтах/(яЯизф) = 26796/(0,85-21 -0,9)= 1667,9 см3.
Выбираем конструкцию балки траверсы сквозного сечения, состоящую из
двух двутавров, соединенных стальными пластинами (см. табл. III.2).
Подобрав по табл. Ш.З две двутавровые балки № 40 U7^=953 см3, опреде-
ляем момент сопротивления сечения траверсы в целом
W х = 2Г$ = 2 - 953 = 1906 см3 > Гтр = 1667,9 см3,
что удовлетворяет условию прочности расчетного сечения траверсы.
Траверсы, работающие на сжатие (рнс. Ш.7), изготавливают
двух видов: однобалочные и трехлучевые, что обеспечивает неизме-
няемость их формы от монтажных нагрузок. Трехлучевые траверсы
представляют собой жесткую сварную конструкцию из трех горизон-
тальных балок, расходящихся под углом 120°.
В зависимости от нагрузок и длины траверс балки могут иметь
разные поперечные сечения:
шные, состоящие из единичных
швеллеров, двутавров и трубча-
тые, или состоящие из двух швел-
леров или двутавров, связанных
стальными пластинами, или труб-
чатые, усиленные уголками.
Траверсы при работе иа сжа-
тие рассчитывают как иа проч-
ность, так и иа устойчивость.
Расчет траверсы, работающей
на сжатие, производят в такой
последовательности.
Рис. П1.7. Расчетная Схема травер-
сы, работающей на сжатие
41
Находят натяжение в каждой тяге, соединяющей траверсу с
крюком грузоподъемного механизма:
для одиобалочной траверсы W=Q/(2 cos а);
для трехлучевой траверсы W = Q/(3cos a);
где Q — вес поднимаемого груза, Н; a — угол наклона тяги к вер-
тикали.
По найденному натяжению рассчитывают стальные канаты для
тяг.
Определяют сжимающие усилия в стержне траверсы:
для однобалочных траверс N=QkakKtg ct/2;
для трсхлучевых траверс N = Qkaknt.g a/3.
В зависимости от величины нагрузки и длины траверсы задают
форму ее поперечного сечения, выбирая сплошные сечения из одиноч-
ного швеллера, двутавра, трубы или одну из схем сквозного сечения
по табл. Ш.2.
В дальнейшем сечеине траверсы подбирают и проверяют иа
устойчивость как для стержня, работающего на сжатие.
Подвески, соединяющие поднимаемый груз с траверсой, рассчи-
тывают как канаты.
Пример. Рассчитать траверсу сплошного ссчсния, работающую на ежа*
тне, длиной 1=5 м для подъема балки весом Q=900 кН,
Решение. Натяжение в каждой тяге, угол а—45е:
W = Q/(2 cos а) = 900/(2-0,707) =636,5 кН.
Подсчитываем разрывное усилие, взяв тягу в две нитки и определив
коэффициент запаса прочности как для грузового каната с легким режимом
работы /?з = 5,
Я = Л//>з/2 = 636,5-5/2= 1591,25 кН.
По табл. HI.I подбираем стальной канат ТК 6X37 со следующей характери-
стикой:
разрывным усилием 159,5 кН;
временным сопротивлением разрыву 1800 МПа;
диаметром каната 18 мм.
Сжимающее усилие в траверсе
= Qka *д tg a/2 = 900-1,1 • 1,2/2 = 594 кН.
Для изготовления стержня траверсы принимаем два швеллера, соединен-
ных стальными пластинами.
Находим требуемую площадь поперечного сечения траверсы, задаваясь
<₽с"0,8
Гтр = Л\/(ф0 л/?) = 594/(0,8-0,85-210-10~1) = 41,59 см2.
По табл III.4 находим суммарную площадь сечения двух швеллеров
№ 18 ближайшую большую к требуемой
F = 2КШ — 2 • 20,7 = 41,4 см2.
Находим расчетную длину траверсы, определив по табл. II 1.5 коэффици-
ент приведения длины ц., считая, что концы траверсы закреплены шарнирно,
ц= I
/с = 1-500 = 500 см.
Определяем расстояние между швеллерами из условия равноустойчивостн
в двух главных плоскостях
1,2/с ax ft/(/c ay)= 1,2-500-0,38-18/(500-0,44)= 18,65 см,
где ах, ау — коэффициенты, определяемые по табл. III.6, h — высота швел-
лера.
42
111.5. КОЭФФИЦИЕНТ
ПРИВЕДЕНИЯ
РАСЧЕТНОЙ ДЛИНЫ и
ДЛЯ СТЕРЖНЕЙ
постоянного
СЕЧЕНИЯ
Схема закреп-
ления концов
стержня
Коэффи-
циент ц
1II.6. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ
СКВОЗНЫХ СТЕРЖНЕЙ
X	 \ \ 1	У	
43
Принимаем b—24 см, что обеспечивает лучшие условия для выполнения
сварочных работ прн изготовлении траверсы.
Подсчитываем моменты инерции сечения траверсы относительно главных
плоскостей.
1Х = 2/“ = 2-1090 = 2180 см4,
1у = 2	+ F ш (Ь / 2—г0)2] = 2 [86 + 20,7 (24,2 — 1,94)2] = 4360 см4,
здесь	ZQ — находим по табл. III.4 для швеллера № 18. Находим
радиусы инерции сечення траверсы
Гя==У7^77Г==У'2180/41,4 = 7,3 см,
Гу^У/у/У = 1/4360/41,4 = 10,3 см.
Гибкость траверсы относительно оси х—х:
Хя = 1с/гх = 500/7,3 = 69 < [X] = 150,
по табл. III.7 находим коэффициент продольного изгиба фх=0,815.
Приведенная гибкость траверсы относительно оси у—у
*пр = УЦ +	,
гибкость траверсы относительно свободной осн
^ = /<3/^ = 500/10,3 = 49.
и гибкость ветви стержня траверсы между пластинами относительно собст-
венной осн
Ч=/Ь1/гЬ1 = 1()()/2«()4 = 49’
Хпр =У49 + 49 =69 < 150.
Принимая длину ветви между скрепляющими пластинами по табл. II 1.4
находим радиус инерции гь{ для одного швеллера относительно оси у—у.
1Ь,< 40 г61 < 40-2,04 = 82 см,
Принимаем Zbi = lOO см. По Хпр, пользуясь табл. Ш.7, находим коэффи-
циент продольного изгиба фу =0,815.
Полученное сечение траверсы проверяем на устойчивость в двух главных
плоскостях:
Лг1/(/7<pa:) = 7V1/(/:'(py)=594/(41,4-0,815)= 17,63 МПа </nZ? =
= 0,85-210-10-1= 17,85 МПа.
Проверяем прочность пластин, принимая их высоту 4алва0,5Ь=0,5 • 24«
= 12 см, толщину планки бпл=1 см. Предварительно определяем расстояние
между центрами пластин /=/д+</аля82+12=94 см, условную поперечную силу
Qn"20f=s20 • 414=8250 Н н момент сопротивления пластины
^пл = «пл dann/6 = 1 -12»/6 = 24 см».
Тогда напряжение в пластине от изгиба будет
Зпл </(4№пл) = 8250-94 /(4 • 24) = 81 МПа < mR =
= 0,85-210-10—*= 17,85 МПа,
что удовлетворяет условиям прочности пластин.
44
1П.7. КОЭФФИЦИЕНТ ф ПРОДОЛЬНОГО ИЗГИБА
центрально-сжатых ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ СТАЛИ МАРКИ СтЗ
Значения -коэффициента ф
Гибкость X	0	1	2	4	: 4	5	6	7	8	9
д’	1,00 0,99 0 97	0 999	0, 998	0,997	0,996	0,995	0,994	0, 993	0,992	0,991
10 2 0		о;§98 0,968	0,986 0,966	0,984 0, 964	0,982 0,962	0,980 0,960'	0,978 0, 958	0,976 0,956 ,	0,974 0,954	0,972 0, 952
30	0 95	0^947	0,944	0,941	0, 938	0, 935	0,932	0,929	0, 926	0,923
4 0	0 92	0^917	0,914	0,911	0,908	0,905 .	0, 902	0, 899	0,896	0, 893
50 60	0,89 0 86	0, 88 7 0, 855	0, 884 0,850	0,881 0,845	0, 878 0,840	0,875 0,835	0,872 0,830	0,869 0, 825	0,866 0, 820	0, 863 0,815
7 0	0,81 0 75	0,8 04	0,798	0,792	0,786	0,780	0,774	0, 768	0,762	0,756
80		0.744	9,738	0,732	0,726	0,720	0,714	0,708	0,702	0,696
90	0,69	О’ 68 1	0,672	0.663	0,654	0,64 5	0,636	0,627	0,618	0,609
100	0,60	О' 592 ’	0,584	0,576	0,568	0, 560	0,552	0, 544	0,536	0,528
110	0 52	0,513	0, 506	0,499	0,492	0,485	0, 478	0,471	0,464	0,4 57
120	0^45	0^445	0,440	0,435	0,430	0,425	0,420	0,415	0,410	0,405 0,364
130	0,40	0^396	0, 392	. 0,388	0,384	0,380	0, 376	0,372	0,368	
140	0*36	0'356	0,352	0;348	0,344	0,340	0,336	0, 332	0, 328	0,324
150	0^32	0,317	0,314	0,311	0,308	0,305	0,302	0, 299	0, 296	0, 293
160	0^ 29	0,287	0,284	0.28 1	' 0,278	0,275	0,272	0, 269	0,266	0, 262
1 70	0 26	0^ 257	0,254	0,251	0, 248	0,245	0,242	0,239	0, 236	0,233
180	О’ 23	О' 228	0, 22	0,224	0,222	0,220	3,218	0,216	0,214	0,213
190	0,21	О; 208	0,206	0, 204	0,202	0,200	0,198	0,196	0,194	0, 192
200	0,19									
Рис. III.8. Расчетная схема
уравновешивающей травер-
сы
Применение уравновешивающей тра-
версы исключает возможную перегрузку
одного из кранов при подъеме конструк-
ции двумя и более кранами различной
грузоподъемности. Уравновешивающая
траверса рассчитывается при условии,
что известны грузоподъемность кранов,
вес поднимаемой конструкции и длина
траверсы, зависящая от габаритов кон-
струкции и мест строповки.
Уравновешивающую траверсу (рис. Ш.8) рассчитывают в такой
последовательности.
Определяют усилие, действующее на траверсу
Л1 = О/)ПАЯ< Р1 + Ра,
где Q —- вес поднимаемой конструкции. Н; Pi. ~ грузоподъемность кранов
прн данном вылете крюка, кг.
Находят длину плеч траверсы
11=Рг1/(Р1+Р2>-. l2 = Pil/(Pl + Pi).
где I — длина траверсы, см.
Подсчитывают максимальный изгибающий момент в траверсе,
Н-см
Mniax — WIt 1^!I.
Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сече-
ния траверсы, см3
W
тр > Mmax/(m/?).
Выбирают расчетную схему сечения траверсы, задаваясь сплош-
ной конструкцией балки нли сквозной конструкцией по одной из схем
табл. III.6.
Для сплошных балок, пользуясь табл. Ш.З и III.4, выбирают
профиль с моментом сопротивления И7*, ближайшим большим к тре-
буемому W'tp. Для сквозных балок принимают размеры выбранного
профиля по табл. Ш.З и III.4 так, чтобы суммарный момент сопро-
тивления балки был не менее 1ГТр.
Рассчитывают стропы, соединяющие траверсу с крюками грузо-
подъемных механизмов и грузом. Расчет отдельных узлов и деталей
траверсы (такелажных скоб, проушии, пальцев, сварных и болтовых
соединений) следует производить по специальным методикам, приве-
денным ниже.
Пример. Рассчитать ссчспнс уравновешивающей траверсы длиной 6 м
для подъема ригеля весом 300 кН двумя кранами грузоподъемностью Р(-25
и Р2= 15 т без поворота стрелы с поднятым грузом.
Решение. Усилие, действующее на траверсу
/V ('!,. /л(=-ЗГ>0-!, 1-1,2 ==396 кН.
46
Длина плеч траверсы
/1=Л/(Р1 + Р2)= 15-600/(25+ 15) = 225 см,
1г = Рг I (р± + р2) = 25 • 600/(25 + 15) = 375 см.
Максимальный изгибающий момент в траверсе
/Итах = Nil ti 11 = 396 - 225 - 375/600 = 55687,5 кН • см.
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы
^тР=Mmax/(m7?) = 55687,5/(0,85-210-10-1) = 3120 см3.
Принимаем для траверсы сквозное сечение, состоящее из двух двутавров
(см. табл. 1II.2).
По табл. III.3 принимаем для балки траверсы два двутавра № 50 с
— 1589 сма, тогда суммарный момент сопротивления сечеиия траверсы
W х = 2Г« = 2 • 1589 = 3178 см3 >	= 3120 см3.
3. Определение расчетных параметров
такелажных скоб, пальцев, осей шарниров и проушин
Расчет такелажных скоб. Такелажные скобы (рис. III.9) при-
меняют в качестве соединительных элементов отдельных звеньев
различных грузозахватных устройств, а также как самостоятельные
захватные приспособления. Расчет такелажных скоб выполняют в
следующем порядке.
Находят усилие, действующее на скобу
Р = Skn Ад,
где S—• нагрузка, действующая иа скобу (например, вес поднимаемого груза,
усилие натяжения каната и т. п.).
III.8. СКОБЫ ТАКЕЛАЖНЫЕ
Типораз- мер	Допус- каемая нагрузка, кН	Диаметр стального каната наиболь- ший, мм	Свободивя длина штыря, мм	Диаметр ветви скобы, мм	Диаметр штыря, мм	Масса скобы, кг
1,2	12	11	28	14	18	0,45
1.7	17	13	32	16	20	0,67
2, 1	21	15,5	36	20	24	1,07
2, 7	27	17, 5	40	22	27	1,49
3,5	35	19, 5	45	24	33	2,17
4,5	45	22, 5	50	28	36	3,25
6,5	60	26	58	32	39	4,49
7,5	75	28,5	64	36	45	6,13
9,5	95	30,5	70	40	48	8,5
И .	110	35	80	45	56	12,03
14	140	39	90	48	60	15,46
17	175	43,5	100	50	64	19,4
21	210	48,5	1 10	-60	72	27,92
24	240	52	115	65	76	35,82
28 '	280	56,5	120	70	85	44;85
32	320	60,5	125	75	90	54,15
37	370	65	130	80	95	64,52
P/(2FC) < mR,
где Pc — площадь сечеияя ветвя скобы, см2, определяют, исходя из размеров
диаметра ветви скобы de по табл. 111.8; m — коэффициент условий работы (см.
табл. Ш.9).
47
III.9. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ УСЛОВИИ РАБОТЫ
Конструкция, элемент	Коэффи- циент
1. Мачты, дисвры, порталы, стрелы и т. п. 2. Грузозахватные приспособления	0,9 0, 35
3. Эстакады, опоры, распорки, подкрановые пути, монтажные балки 4. Стойки, подпорки Б. Сжатые раскосы решетчатых конструкций из одиночных уголков, прикрепленных к поясам одной полкой сваркой или болтами:	0,85 0,9
а) прн перекрестной решетке с совмещенными в смежных гранях узлами	0,9
б) при треугольной и перекрестной решетках с несовмещен- ными в смежных гранях узлами	0,8
6. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепленные од* ной полкой, за исключением элементов, указанных в п. Б	0, 75
Проверяют на прочность ветви скобы выбранного типоразмера
(табл. Ш.8).
Определяют изгибающий момент в штыре, Н-см
М=Р//4,
где/ — длина штыря между ветвями скобы (см. табл. III.8).
Находят момент сопротивления сечения штыря, см3,
IF = 0.1^,
где dm — диаметр штыря (см. табл. III.8).
Проверяют штырь скобы на прочность при изгибе
M/N^mR.
Проверяют штырь скобы иа срез
^/(З/7щ)
где Гш — площадь сечения штыря, см3, определяют исходя из размеров диа-
метра штыря.
Проверяют отверстия скобы на смятие
Р-С *
где б — толщина бобышки скобы для
штыря, см, равна диаметру ветви ско-
бы de.
Пример. Подобрать и проверить
иа прочность такелажную скобу для
нагрузки S= Г40 кН.
Решение. Усилие, действующее на
скобу.
P^Sk^k^ 140*1, IX
XI. 2= 184,8кН.
Рнс. 111.9. Такелажная скоба
/ — ветвь скобы: 2 — штырь; 3 —
бобышка
По табл. Ш.8 подбираем по уси-
лию Р такелажную скобу типоразме-
ра 21.
48
Проверяем ветви скобы выбранного типоразмера на прочность прн растя-
жении
P/(2FC)= 184,8/(2• 28,26) = 3,26 МПа < mRp = 0,85-210-10—1 =
= 17,85 МПа,
где площадь сечения ветви скобы
Fc = nd*/4 = 3,14-6,02/4 = 28,26 см3.
Изгибающий момент в штыре
М = Р//4= 184,8-11/4 = 508,2 кН-см.
Момент сопротивления сечения штыря
It? =0,1</^=-0, 1-7,23 = 37,3 см3.
Проверяем штырь на прочность прн изгибе
M/W =508,2/37,3= 13,625 МПа </п/?„ = 0,85-210-10-* =
= 17,85 МПа.
Проверяем штырь на срез
P/(2Fnl) = 184,8/(2• 40,7) = 2,27 МПа < ш/?ср =
= 0,85-130-10-*= 11,05 МПа,
где площадь сечевня штыря
= 2л^/4 = 3,14-7,2^/4 = 40,7 см2.
Проверяем скобу ва смятие
Р/(2баш)= 184,8/(2-6-7,2)= 2,139 < ш/?см =0,85 х
X 315-10-*= 26,7 МПа.
Расчет пальцев и осей шарниров. Пальцы для крепления раз-
личных элементов такелажной оснастки и оси шарниров грузоподъем-
ных средств обычно закрепляют в отверстиях проушин (рис. III. 10).
Расчет пальцев, осей и проушин выполняют с учетом их конструктив-
ных особенностей и вида нагрузок, действующих на них.
Расчет пальцев и осей шарниров выполняют в следующем по-
рядке.
Находят изгибающий момент в пальце или осп Н-см:
прн опирании иа две проушины с изгибающим усилием, прило-
женным посередине рабочей длины пальца (см. рис. III.10)
Л4п = М//4,
где /V — поперечное изгибающее усилие, действующее иа палец или ось. Н:
/ — рабочая длина пальца или оси (расстояние между проушинами), которой
задаются, см,
при опирании пальца или оси на две проушины н равных изги-
бающих усилиях, приложенных симметрично по рабочей длине паль-
ца или оси в двух точках
. Мп= Na/2,
где а — расстояние от проушин до точки приложения усилия, которым зада-
ются, см.
49
Рис. 111.10. Расчетные схемы пальцев н осей
Определяют максимальный момент сопротивления поперечного
сечения пальца или оси, см3,
Wv = Mnl(mR),
где m— коэффициент условий работы, определяемый по табл. III.9 в зависи-
мости от назначения грузоподъемного средства; R — расчетные сопротивления
круглой прокатной стали для осей и шарниров (табл. 111.10).
111.10. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОКАТНОЙ СТАЛИ, МПа
Напряженное состояние	СтЗ	Ст20	Ст5	14Г2 и 15ГС		10Г2С 15ХСНД	10ХСНД
				в< <20 мм	в> >20 мм		
Растяжение, сжатие,	160	165	175	220	210	230	260
изгиб Срез	100	105	1 10	130	130	135	155
Смятие торцевой по-	24 0	250	260	320	315	330	380
верхиости Диаметральное смя- тие шарниров в со- единениях; неподвижных	200	205	220	275	260	290	325
малоподвижных	130	140	140	180	170	180	200
Определяют диаметр пальца, см,
d=|/’10W'n.
Расчет проушин выполняют в определенной последовательности
в зависимости от схемы их работы.
Проушины, работающие на изгиб (рнс. Ш.П.а), рассчитывают
в такой последовательности.
Проверяют проушину на смятие
СМ*
где Nnp — усилие, действующее иа проушину, Н (при двух проушинах, соеди-
ненных пальцем или осью шарнира, учитывается нагрузка на каждую проуши-
ну); «/ — диаметр пальца или осн шарнира, см; б —толщина проушины с уче-
том усиливающих накладок, см; m — коэффициент условий работы (см.
табл. 111.9); Ясы—* расчетное сопротивление смятию для осей н шарниров
(см. табл. III.10).
50
Рнс. 111.11. Расчетные схемы работы проушин
а — на изгиб; б — на растяжение; в — на смятие
Изгибающий момент в проушине. Н*см,
МПр = С»
где а — длина проушины, см.
Минимальный момент сопротивления сечения проушины, см2,
1Гпр = Мпр/(/и/?),
где R — расчетное сопротивление для прокатной стали (см. табл. ШЛО).
Высота сечения проушины с учетом ее толщины без усиливаю-
щих накладок
Лпр = Уб1Гпр/б
Проверяют проушину на срез
Агир/(Л6) < mRcp,
где h — высота проушины от пальца до кромки, см; Rep — расчетные сопро-
тивления прокатной стали на срез (см. табл. ШЛО).
Выполняют расчет прочности сварных швов, крепящих про-
ушину.
Проушины, работающие на растяжение (рнс. 111.11,6), прове-
ряют в такой последовательности.
I.	Проверяют проушину на растяжение в сечениях а—а, б—б,
в—в, задаваясь основными размерами ее и учитывая диаметр тро-
са, пальца или осн шарнира:
Nap/F<mR,
где F — площадь сечення проушины, см*.
Для сечення а—a F=(Zn₽—d)6, б—б F=h6, в -в F = Inp6,
где /пр — ширина проушины, см; й — расстояние от пальца до кромки проуши-
ны, см; б — толщина проушины, см.
2.	Проверяют проушину на смятие (рнс. III.11, а)
ZVnp/(d6) С т/?см.цр •
51
3.	Рассчитывают прочность сварных швов, крепящих проушину.
Проушины, работающие на срез (см. рнс. III.11, в), проверяют
только на смятие аналогично проушинам, работающим на растяже-
ние.
Пример. Рассчитать палец и проушины для консольной подвески поли-
спаста на монтажной мачте. Усилие от полиспаста на палец ЛГ=14О кН. длина
консоли а=300 мм.
Решение. Находим сечение пальца для подвески полиспаста. Для этого
определяем нагибающий момент в пальце, принимая /=260 мм.
Мп = Л7/4 = 140-26/4= 910 кН-см.
Минимальный момент сопротивления сечения пальца из стали марки Ст5
910/(0,9-230-10"1) = 44 см3.
Диаметр пальца
d = V 10Гп = Т/ПГЙ = 440 = 7,5 = 75 мм.
Проверяем проушину из стали марки СтЗ на смятие, задаваясь ее тол-
щиной 6=10 мм
Мпр/(<76) = 70-10/(7,5• I) = 93,3 МПа < mRCM -
= 0,9-260 = 234 МПа,
где Мпр==Л7/2=140/2 = 70 КН.
Изгибающий момент в проушине
Л4пр = Мпр e=70-30 = 2J00 кН-см.
Минимальный момент сопротивления сечения проушины
Ц7пр = Л4пр/(т/?) = 2100/(0,9-210-10—')= 111 см3.
Высота сечення проушины
Лпр=]/б№пр/6 =]/б-111/1 =25,8 см,
проверяется проушина иа срез
/Упр/(Лб) = 70-10/(9,15-1) = 76,5 МПа < т/?ср = 0,9-130= 117 МПа,
где h=(hnp—d)/2=(25,8—7,5)/2=9,15 см.
Затем проверяют прочность сварных швов, крепящих проушину к мачте, счи-
тая швы впритык, работающими на поперечный изгиб
Аир у / 6МИР у =
₽ЛШ /ш ) + ( ₽ЛШ )
70- 10 У	[ 6-2100-10 у _
0,7-1-59 J 0,7-1-59* ) ~
= 54,4 МПа <тЛ’У = 0,85-150-10“’= 127,5 МПа,
/ш = 2Лпр—1=2-30—1=59 см.
52
ГЛАВА IV. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ПРИ РАЗРАБОТКЕ
КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕИ
1. Общие требования
Безопасность труда прн разработке котлованов и траншей долж-
на быть обеспечена:
устройством откосов согласно табл. 4 СНиП 111*4*80 при глубине выемки
до 5 м в однородных грунтах или расчету в неоднородных (с напластования-
ми) грунтах прн глубине выемкн свыше 5 м нлн ниже уровня грунтовых вод;
устройством вертикальных откосов без креплений по СНнП 111-4-80 п. 9.9
на глубину не свыше 1.5 м в нескальных, незамерзаемых грунтах ненарушен-
ной структуры выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подзем-
ных сооружений;
устройством механических креплений траншей глубиной не свыше 5 м из
инвентарных н типовых деталей;
устройством деревянных и стальных креплений по расчету прн глубине
выемкн свыше 5 м и в сложных гидрогеологических условиях (переувлажне-
ние, напластование грунтов) с учетом указаний СНнП 11-25-80 «Деревянные
конструкции» и СНнП II-23-8I «Стальные конструкции»;
размещение вынимаемого грунта, монтируемых конструкций и строитель-
но-дорожных машин на безопасных расстояниях от подошвы выемки по
табл. 3 СНнП III-4-80;
устройством водоотлива поверхностных дождевых н грунтовых вод;
устройством ограждений, указателей и световой сигнализации в опасной
зоне у выемки;
механизацией работ по планировке дна и откосов котлованов и траншей;
организацией надзора за безопасностью ведения работ н состоянием
устойчивости бортов выемок.
2. Устройство котлованов и траншей
без креплений
Выемкн с откосами. Крутизна откосов выемок в одно-
родных грунтах нарушенной и ненарушенной структуры глубиной не
более 5 м принимают по СНнП III-4-80 в зависимости от вида грун-
та (табл. IV.1).
Крутизна откосов выемок глубиной более 5 м во всех грунтах
(однородных, неоднородных, естественной влажности, переувлажнен-
ных) и глубиной менее 5 м прн расположении подошвы выемкн ниже
уровня грунтовых вод должна устанавливаться по расчету.
1V.I. НОРМАТИВНАЯ КРУТИЗНА ОТКОСА ПРИ ftsg 5 м
_________(ПО СНнП 111-4-80, ТАБЛ. 4)___
Грунт	Нормативная крутизна откоса (отноше- ние его высоты к заложению) при глубине выемкн, м, не более		
	1.5	3	5
Насыпной иеуплотнеиный	1 : 0.67	1 : 1	1 : 1.25
Песчаный и гравийный	1 : 0.5	1 : 1	1 : I
Супесь	1 : 0,25	1 : 0,67	I : 0,85
Глина	1 : »	I : 0.25	1 : 0.5
Лесс и лессовидный	1 : 0	1 : 0,5	1 : 0.5
53
1V.2. НОРМАТИВНАЯ ВЫСОТА ВЕРТИКАЛЬНОГО
НЕЗАКРЕПЛЕННОГО ОТКОСА (ПО СНиП 111-4-80)
Грунт	Нормативная высота hn верти* кальиого незакрепленного откоса, м
Насыпной, песчаный, крупиообло*	1
мочиый	
Супесь	1,25
Глины, суглинки	1.5
Выемки с вертикальными стенками. Рытье котло-
ванов н траншей с вертикальными откосами без креплений в нескаль-
ных н незамерзаемых грунтах выше уровня грунтовых вод и прн от-
сутствии вблизи подземных сооружений допускается на глубине ие
свыше нормативной (табл. IV.2). Во всех остальных случаях глубину
вертикальных выемок без механических креплений определяют по
расчету.
Выемки с вертикальными стенками высотой, уста-
навливаемой по проекту с расчетным обоснованием. Расчетные фор-
мулы высоты незакрепленной вертикальной стенки выемки, получен-
ные на основании теории предельного равновесия сыпучей среды [2],
приведены в табл. IV.3.
Выемкн с равноустойчнвымн откосами по мето-
дике проф. Н. Н. Маслова. Во всех случаях устойчивый откос должен
иметь профиль переменной крутизны, понижающийся с глубиной вы-
емкн. Методика Н. Н. Маслова прн определении профиля равно-
устойчивого откоса позволяет учесть следующие факторы:
изменение характеристик грунта в его отдельных слоях,
наличие дополнительной пригрузки бермы откоса распределенной
нагрузкой.
Прн расчете крутизну профиля откоса устанавливают для его от-
дельных слоев высотой 1...2 м, которые должны быть привязаны
к естественному напластованию слоев в данном грунте.
Расчетные формулы равноустойчивого откоса с переменной кру-
тизной профиля приведены в табл. IV.4. Наблюдения за откосами
выемок показывают, что естественные откосы береговой линии рек и
других водоемов имеют криволинейный профиль, который надолго
сохраняет свою устойчивость. СНиП III-4-80 регламентирует разра-
ботку ныемок глубиной не свыше 5 м с плоскими откосами. Устой-
чивость откоса такого профиля понижается с увеличением глубины
выемки. Поэтому СНиП III-4-80 допускает применение плоских от-
косов с существенными дополнительными ограничениями на гидроло-
гические условия (отсутствие переувлажнения, напластования слоев)
и пригрузку бермы выемки в пределах призмы обрушения.
54
IV.3. ФОРМУЛЫ высоты вертикальной стенки выемок,
НЕ ТРЕБУЮЩИХ КРЕПЛЕНИЯ В ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ
Грунт	Характеристика грунта		Расчетная схема	Расчетные формулы	
				для общего случая прн с>0, ф>0	для частного случая при переувлажненном грунте ф““+0
	с, кПа	ф, град			
Супесь
Суглинок
Глина
IV.4. ФОРМУЛЫ КООРДИНАТ ПРОФИЛЯ РАВНОУСТОИЧИВОГО
ОТКОСА В ПЕСЧАНЫХ ГРУНТАХ ПО МЕТОДИКЕ ПРОФ. Н. Н. МАСЛОВА
Грунт (песок)	Характеристика грунта		Схема построения профиля			Расчетные формулы для координаты х-, м, профиля откоса	
	с, кПа	Ф. град				для общего случая нагруженной бермы Р«>о	для частного случая ненагруженной бермы Ро = 0
Гравелистый и круп- ный Средней крупности Мелкий Пылеватый	1 . . .2 1...3 2. ..6 2. . .8	38. . .43 35...45 28...38 26. . .36		ft		1 Х;=	X у tg’ ф х (а+с 1п —5— ( 1	А + В ) А = у; В = р<, tg ф + с	х1=—!—X У tg’ Ф X f А + с In —-—( \	А + с/ прн р„—0, В=>- с
			0,				
			м.& / *1 777^		1			
IV.5. ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ РАВНОУСТОИЧИВОГО ОТКОСА ПО МЕТОДИКЕ ПРОФ. Н. Н. МАСЛОВА
Номер слоя	г1		tg ф	У2; tg1 ф	1	А (уг tg ф)	(А+с)	( С 'I	1п	— А+с	А+с1п А+с	Х1	
					У tg ’ ф			1 А+с )				
	м	т/м3		т/м2	м3/т	кПа	кПа	—	—	кПа	м	град
1	1	2	0, 27	0, 15	6,86	5.4	45,4	0,88	-0,128	0,28	0,2	79
2	2	4	0,27	0,3	6,86	10,8	50, 8	0,78	— 0,248	0,88	0,8	59
3	3	6	0,27	0,44	6,86	16,2	56,2	0,71	— 0.342	2, 52	1,8	45
4	4	8	0,27	0,58	6,86	21,6	6 1,6	0,65	— 0,431	4,46	2,9	42
5	6	12	0,27	0,87	6,86	32,4	72,4	0,55	— 0,598	8,48	5,9	34
6	8	16	0,27	1,17	6,86	43, 2	83,2	0.48	— 0,734	13,84	9,5	29
7	10	20	0,27	1.5	6,86	55,4	95,4	0,43	— 0,844	20,24	13,6	26
Пример 1. Требуется рассчитать
профиль равноустойчивого откоса вы-
емки. свободного от дополнительной
пригрузки бермы, глубиной 10 м, раз-
рабатываемой в глинистых грунтах
с характеристикой: плотностью массы
V = 2 т/м3. удельным сцеплением
с = 40 кПа, углом внутреннего трения
ф=15°. Для упрощения вычислений
расчет ведут по программе, задавае-
мой формой табл. IV.5.
Решение I. Выбираем семь расчет-
ных слоев, задаваясь нх вертикальной
координатой а (рнс. IV.I).
2. Для каждого слоя вычисляем по
формулам табл. 111.4 расчетные коор-
динаты профиля, которые заносим
в табл. III.5.
Рнс. IV.1. Схема построения про*
филя равиоустойчивого откоса ио
методике проф. Н. Н. Маслова
3. По данным вычислений строим профиль равноустойчивого откоса (см.
рнс. 111.1), откуда следует, что равиоустойчивый откос имеет криволинейную
форму и переменную крутизну. Крутизна профиля понижается от 1 : 0,2 (1-ый
слой) у поверхности, до 1 : 1,36 (7-ой слой) у основания выемки.
3. Установка автомобильных, пневмоколесных
и гусеничных кранов вблизи бровки котлованов
и траншей
Согласно СНиП Ш-4-80, перемещение, установка и работа ма-
шин вблизи выемок с незакрепленными откосами разрешаются только
за пределами призмы обрушения на расстоянии, установленном про-
ектом производства работ. Прн отсутствии решении в ППР наимень-
шее допустимое расстояние по горизонтали от основания откоса вы-
емкн до ближайших опор машин регламентировано СНиП III-4-80
(табл. IV.6, рис. IV.2).
1V.6. НАИМЕНЬШЕЕ ДОПУСТИМОЕ РАССТОЯНИЕ ДО ПОДОШВЫ
ТРАНШЕИ (ПО СНиП 111-4-80, ТАБЛ. 3)
Глубина выемки, м	Наименьшее допустимое расстояние /н, м, для грунта (иенасыпного)			
	песчаного	супесча- ного	суглини- стого	ГЛИНИСТОГО
1	1,5	1,25	1	1
2	3	2,4	2	1,5
3	4	3,6	3,25	1,75
4	5	4,4	4	3
э	6	5,3	4.75	3,5
Прн глубине выемкн более 5 м или в сложных гидрогеологиче-
ских условиях (переувлажнение, напластование грунтов) решение
вопроса в ППР о безопасной установке машины должно опираться
на выявление поверхности скольжения, которая определит призму
57
Рис. IV.2. Схема безопасной уста**
новки крана-трубоукладчика у
бровки траншеи
а — коэффициент заложения отко-
са; — расстояние до бровки вы-
емки
обрушения грунта в заданных
условиях. Поверхность сколь-
жения и призму обрушения оп-
ределяют по методике равно-
устойчивого откоса.
При глубине выемки менее
5 м наименьшее допустимое
расстояние от верхнего строе-
ния пути (конца шпалы, гусе-
ницы, колеса) до основания
откоса может быть определено
по приближенной оценке зад-
ней границы призмы обруше-
ния на основе формулы
/н=1,2а*+1,
где h — глубина выемки, м; а — коэффициент заложения откоса, который при-
нимается по данным табл. IV.I.
Пример 2. Требуется определить безопасную установку стрелового гусе-
ничного крана относительно бровки котлована глубиной 5 м в супесчаных
грунтах.
Решение L По данным табл. IV.6 для заданных условий /я = 5,3 м.
2.	Вычислим допустимое расстояние по формуле оценки возможного поло-
жения призмы обрушения
/„=1,261*+1 = 1.2*0,85*5+1=6,1 м.
3.	Принимаем в проекте /н—6,1 м. учитывая длительную возможную ра-
боту краиа в данном месте как важное дополнительное условие.
4.	Устройство котлованов и траншей с креплением
Виды устройства креплений классифицируют по характеру ог-
раждающих элементов:
горизонтальное или закладное с расположением элементов ограж-
дения (досок, брусьев) в горизонтальном положении за стойками,
удерживаемыми распорками (рнс. IV.3, о),
вертикальное простое нлн забойное, когда концы досок забиты
в грунт подошвы выемки, с расположением досок в вертикальном по-
ложении за горизонтальными прогонами, удерживаемыми распорками
(рис. IV.4),
вертикальное шпунтовое, когда кромки досок обработаны в
шпунт, что обеспечивает повышенную плотность ограждения к грун-
товым водам,
по характеру сплошности ограждения:
сплошное с размещением впритык ограждающих элементов (до-
сок, брусьев) (рис. IV.3, IV.4),
сплошное шпунтовое со специальной обработкой кромок досок
для повышения плотности стыка,
58
1
2
Рис. 1V.3. Устройство горизонтального сплошного распорного крепления тран-
шей
а—с деревянной распоркой; б—с инвентарной стальной винтовой распоркой;
/ — доски нлн брусья ограждения: 2—стойка: 5 —бобышки; 4 — деревянная
распорка; 5 — стальная винтовая распорка
Рис. 1V.4. Устройство вертикального простого распорного крепления траншей
4 —доски илн брусья ограждения; 2—горизонтальный прогон; 3 — распорка;
4 — бобышки
не сплошное, прн размещении ограждающих элементов с просве-
том в один элемент,
по характеру крепящих элементов:
распорное, когда стойки нлн прогоны удерживаются горизонталь-
ными распорками (см. рнс. IV.3), работающими на внецентренное
сжатие,
59
a — анкерное; б — подкосное; / — анкер (свайный якорь); 2 — стяжка; 3 —
стойка; 4 — доски или брусья ограждения; 5 — бобышки; 6—подкос
анкерное, когда стойки удерживаются по верху горизонтальными
связями, работающими иа растяжение и передающими усилие (дав-
ление грунта) на свайный якорь (рнс. IV.5,а),
подкосное, когда вертикальные стойки удерживаются наклонны-
ми связями, работающими иа внецеитреиное сжатие (рис. IV.5,б),
по характеру разрабатываемых выемок:
крепление траншей (рис. IV.3, IV.4),
крепление котлованов и других глубоких и широких выемок
(рис. IV.5),
пр характеру изготовления и монтажа:
инвентарные сборно-разборные из типовых элементов заводского
изготовления, позволяющие многократное повторное использование,
неинвентарное индивидуального изготовления на месте, практи-
чески одноразового использования,
смешанное, представляющее собой набор инвентарных и неинвен-
тарных ограждении или крепящих элементов, работающих совместно
(рис. IV.3,6),
по характеру материала конструкции: стальные, деревянные и
смешанные.
Выбор вида устройства креплений определяется следующими
факторами:
характером разрабатываемой выемки и ее глубиной;
гидрогеологическими условиями;
наличием дополнительных нагрузок на берме выемки;
удобством ведения работ в выемке с механическими креплениями.
Выбор должен быть подтвержден технико-экономическим рас-
четом.
60
Для траншей глубиной до 5 м применяют сборно-разборные ин-
вентарные или смешанные крепления из типовых стальных и деревян-
ных элементов на основе табл. IV.7.
IV.7. ИНВЕНТАРНЫЕ СБОРНО-РАЗБОРНЫЕ КРЕПЛЕНИЯ
Вид устройства крепле- ния (разработчик)	Размер	траншеи, м	Рекомендуемая
	глубина	ширина	область применения
Деревянные щиты, ме- таллические	винтовые распорки Инвентарные щиты, распорная рама (ЦНИИОМТП) Инвентарные щиты, ло- пастные выжимные рас- торкн (Южспецстрой) Инвентарные щиты, многоярусные винтовые распорки (ВНИИГС)	До 2 « 3 > 2 2. . .4,5	0,8...1 1 ,1 ... 1,3 0,8...2 0,7...1,5	Относительно постоян- ная глубина выемки Мелкие рассредоточен- ные работы Укладка трубопровода отдельными звеньями То же
Для траншей и котлованов глубиной свыше 5 м устройство креп-
лений обосновывают, расчетом.
Устройство неинвентарных деревянных креплений траншей глу-
биной до 3 м при отсутствии инвентарных . креплений или типовых
элементов должно отвечать следующим требованиям:
для горизонтальных элементов ограждений следует использовать
доски толщиной ие меиее 4 . .',5 см соответственно для грунтов есте-
ственной влажности, кроме песчаных, и грунтов песчаных н с повы-
шенной влажностью,
вертикальные стойки креплений устанавливать на расстояниях
не более 1,5 м одна от другой.
распорки крепления стоек устанавливать иа расстояниях по вер-
тикали не более 1 м одна от другой, а под их концами (сверху и
снизу) следует прибивать бобышки,
при установке креплений верхняя часть их должна выступать
над бровкой выемки не менее чем на 15 см. При этом сечеине верти-
кальных стоек и их шаг вдоль траншеи должны обосновываться рас-
четом.
Крепления траншей глубиной свыше 3 м изготовляют по индиви-
дуальному проекту с расчетным обоснованием ограждающих и крепя-
щих элементов.
5.	Расчет креплений
Обоснование механических креплений расчетом необходимо прн
устройстве нетиповых деревянных крёплений траншей и при опреде-
лении допустимых рабочих нагрузок на заданные проектом инвен-
тарные крепления из стальных конструкций.
61
Стальные н дерепянные конструкции крепления рассчитывают на
прочность и на устойчивость в наиболее невыгодных условиях без
учета пространственной работы конструкции согласно указаниям
СНиП II-23-8I «Стальные конструкции» и СНиП 11-25-80 «Деревян-
ные конструкции».
Нагрузки. К основной нагрузке, действующей на конструк-
цию крепления, относят активное давление собственного веса грунта
в момент образования н сползания по поверхности скольжения приз-
мы обрушения.
К дополнительным нагрузкам относят:
динамические (вибрационные) нагрузки,
давление фильтрационных вод,
давление от прнгрузкн бермы выемкн весом строительных ма-
шин, вынутого грунта, монтируемых труб, конструкций и деталей.
Обоснование конструкции крепления расчетом приводят для слу-
чаев, когда действием динамических и фильтрационных нагрузок
пожпо пренебречь, а в расчетной схеме учитывают только действие
активного давления грунта и дополнительной пригрузки бермы
выемки.
Давление грунта на ограждения. Расчетные фор-
мулы для определения бокового давления <т2 (z) и равнодействующей
£» сил активного давления грунта иа ограждение в несвязных грун-
тах в случае свободного и нагруженного откоса приведены
в табл. IV.8. Аналогичные формулы для связных грунтов в случае
свободного откоса приведены в табл. IV.9.
Расчетные формулы получены из условия предельного равнове-
сия сыпучей среды, допускающей плоскую поверхность скольжения,
по которой происходит отделение неустойчивой части массива (приз-
мы обрушения) при потере устойчивости и обрушения грунта [3].
Элементы конструкции крепления рассчитывают на прочность
согласно СНиП 11-25-80 и СНиП И-23-81 следующим образом.
Доски горизонтальной зашнвки толщиной t и шириной Ь рабо-
тают на изгиб под действием расчетной равномерно распределенной
нагрузки <7t = tf2.max Ь н рассчитываются на прочность как неразрезная
многопролетная балка (места пересечения досок со стойками). Здесь
Ог шах — боковое давление грунта на глубине подошвы выемкн
(табл. IV.8 и IV.9). Сечеине досок задают, исходя из сортамента
пиломатериалов, н определяют расчетное расстояние между верти-
кальными стойками.
Вертикальные стойки диаметром D работают на изгиб под дей-
ствием расчетной линейно-распределенной (по закону треуголь-
ника) нагрузки <72 = а21тах/, и рассчитываются на прочность как одно-
пролетная балка с шарнирно-подвижными опорами. Здесь а2,Шах —
боковое давление грунта (табл. IV.8 и IV.9), I — шаг стоек.
62
IV.8. ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА НА ОГРАЖДЕНИЯ В НЕСВЯЗНЫХ ГРУНТАХ
Расчетная схема	Эпюра бокового давления	Расчетные формулы давления грунта на ограждение	
		боковое давление а,, МПа	равнодействующая давления Ед, кН/м
А. Берма, свободная от дополнительной нагрузки
а,=е2 а, (г),
а, (г) =0* (уг).
а2. max=Vhe'
а
Fa =&abc.
Еа «= —!— (Лаг, max) .
а 2
£а = —- yh« 0*
0 = tg (45° —я>/2); t=0’«=d./d. — коэффициент бокового давления;
ha=l/3h
Б. Берма с распределенной нагрузкой
a, = 0’ at (г, h»).
di (zi ho) = у (ho4-г),
a2, max=0,<yl. max.
<T1. max = V №+h0)
£a= (ac-f-bd),
ас = 6г dt; dt = yh,,
*d = <T2, max!! z=ft>
£, = — (h»+2hh„) 0*
2
6»tg (45е— <p/2); £®0»s=aa/<Ji
S
fta
h_
6
h+3h,)'

IV.9. ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА НА ОГРАЖДЕНИЕ В СВЯЗНЫХ ГРУНТАХ
(БЕРМА. СВОБОДНАЯ ОТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ)
Расчетные формулы давления грунта на ограждение
Расчетная схема
Эпюра бокового давления
боковое давление МПа
равнодействующая давления , кН/м
°2'	тах + °2’
а2, тах = 0' max-
а1. max = V^.
а2 ^Рс (0’-1) = — 2е9,
°2, max = V0*
£а«Да6с.
°2, тах»
”2, max =^0*
=	<Л-Лс>* 0>-
•о	2с*
Е,=— (Л«-2ЛЛ ) 0*+ -------.
а 2	С	V
£а = -у <ft- 2ЛС> в’ + V8-
G = tg (45° —ф/2: С == 6’=Oj/о,—коэффициент бокового давления:
t>c=c/tg<p; hc= 2e/v0; ha=~ (Л-Лс)
Горизонтальные распорки работают как центрально-сжатые эле-
менты постоянного сечения. Расчетной является наиболее нагружен-
ная нижняя распорка, воспринимающая большую часть нагрузки от
активного давления грунта на длине траншеи, равной расстоянию /
между смежными стойками
Л7в — h/3,
где — расчетное значение распределенной нагрузки у подошвы траншеи,
приведенное к длине Z, равной расстоянию между стойками, fl2 = o,2.maxZ, где
сь,max — боковое давление грунта (берется по данным табл. IV.8 и IV.9).
При устройстве анкерного крепления верхнего оголовка стоек
деревянная стяжка работает как центрально-растянутый элемент и
рассчитывается на прочность по формуле

где Л/д— расчетная продольная сила, N a—q Jiffy /’нт — площадь поперечного
сечення элемента нетто (площадь поперечного сечення брутто за вычетом
опасных ослаблений); Rp — расчетное сопротивление древесины растяжению
вдоль волокон (см. СНиП 11-25-80 табл. 3); тв— коэффициент условий рабо-
ты (СНнП 11-25-80, табл. 5); q2— расчетная распределенная нагрузка. Q2 =
= CFn.maxZ, где (Тг.тах — боковое давление грунта (берется по данным табл. IV.8
и IV.9).
Подбор свайного якоря, воспринимающего активное давление
грунта на верхний оголовок стоек крепления, ведут по расчетной про-
дольной силе Na.
Пример 3. Требуется определить область возможного применения инвен-
тарной трубчатой винтовой распорки из трубы £) = 60 мм с усиленной толщиной
стенки 4,5 м (tZ=5l мм) для крепления ограждения траншеи шириной 2 м
в глинистых грунтах, характеризующихся плотностью ?=1,8 т/м3, удельным
сцеплением с — 8 кПа и углом внутреннего трения <р*»30о.
Решение. Рассматриваем работу распорки как центрально-сжатый эле-
мент, нагруженный продольной силой на уровне подошвы траншеи
2Vb = <72 h/3,
-де — высота траншеи (в этой задаче определяемый параметр). а? — лиией-
ю-р'-.спределеиная нагрузка от активного давления грунта прн отсутствии до-
юлнительной пригрузки бермы, для глинистых (связных) грунтов
<72 = [у (Л— hc) 02] I,
де Z — шаг стоек крепления, принимаем равным 1.85 м. he — расчетная высо-
•а вертикальной стенки траншеи в связных грунтах, не требующая крепления,
с = 2с/(у9); 9«=tg (45°—ф/2) — постоянная, зависящая от внутреннего трения и
1лажиости грунта.
Определим расчетную продольную силу для стальной распорки по усло-
’ ию-прочности для цеятральио-сжатых элементов (СНиП II-23-8I)
Nрасч^	Ry Fнт»
де гпе — коэффициент условий работы (по табл. 6 СНнП II-23-8I т=\). R —
асчетное сопротивление стали по пределу текучести (по табл. 51 СНнП
1-23-81 для стали марки 14Г2—3,2 » I05 кПа), Рнт — площадь сечения нетто
цля трубной реэьбы за вычетом высоты профиля).
Условие прочности A/s^.VpacH для определения глубины траншеи, допу-
гнмой для применения выбранной трубчатой распорки, записываем в виде
равнения
z/з^/З — п?с Ry RНт»
Зак. 600
65
которое после подстановки входящих величии и преобразования приводим
к виду линейного квадратного уравнения ah2 + b!u с=0 относительно искомой
предельной высоты траншеи — h. Здесь а«1, 6 = —Ас, с-—Зтс/?ь»Л*нт/(?0-/).
b VT)
Решение квадратнее уравнения записываем в виде /4.2 = —'
где D — дискриминант кгадратного уравнения,
/ 2с	3/72с Ry ^нт
— ------ 4- 4----------------
\ уО )	уО2 /
или после подстановки численных значений величин
D (	2-8 V	3-3,2-105-4,44-IO-4 		+ 4-			:	= 1513,1. 1,8-0,58 }	1 ,8 0,34-1,85
Поскольку DZ	>0 уравнение имеет два решения
	—-1 ,53-Ь (1513,1)!/2	-1,53-4-41,7 	’	—	—— = 	~: —=18,68 м, 2-1	2
А2<0, второе решение не имеет физического смысла. Так как в расчете учиты-
вались только средние напряжения в ослабленном сечении и нс учитывалась
концентрация напряжений в резьбовом соединении, ограничиваем область при-
менения заданной инвентарной распорки глубиной выемки до 7 м.
Проверяем достаточную жесткость трубчатой распорки на центральное
сжатие при условии
N расч < тс <р/?у Гбр,
где тс — коэффициент условии работы, равный 1, (р — коэффициент продоль-
ного изгиба, определяемый по СНиП II-23-8I через условную гибкость Х=
= ,\(/?у/£)|/2, Л'пр — площадь сечения брутто (без учета ослаблений сечения про-
филем резьбы),
ГСр = (л/4)-(б2 — 5,12) = 7,84 см2.
£ —модуль упругости, равный 2,1 • Ю8 кПа для прокатной стали. Л, — гибкость
элемента, Л = /п/г = 200/1,94= 103,1, It — свободная длина распорки, равная рас-
четной ширине траншей 2 м, г — радиус сечения инерции, для кольцевого
r = 0,35Jcp = 0,35 (6 + 5,1)/2 = 1,94 см.
Условная гибкость ?^= 1G3.1 (3.2 • 105/2,1 • 10а) = 4,02, затем через л находим
Ф = 0,43-12 по формуле (9) СНиП.
Расчетная продольная сила
Л,раеч= 1 -0,43.3,2. 102-7,84- 10~4= 108,9 кН.
Вычисляем усилие активного давления грунта на заданную распорку на
уровне подошвы траншеи для глинистого грунта
/VB= 1/3 ly(h—hc) 0-] hl = 1 /3 [1,8 (5,5—1,53)-0,34] 5,5 X
X 1 ,85- 10 = 82,4 кН.
Условие устойчивости при центральном сжатии распорки выполняется, так
как 108.9>82,4 кН.
Пример 4. Требуется определить толщину досок конструкции деревянно-
го крепления траншеи глубиной 5,5 и шириной 3 м в глинистом грунте (v =
= 1.8 т/м3, с»-8 кПа. <р=30’) из крепежной доски III сорта.
Решение. Расчетом на прочность при изгибе Л1раеч/№'нт-С Мв/?и опреде-
лим допустимое расстояние I между стойками крепления, '/равнение решим
относительно расчетного момента для доски из пиломатериала III сорта
Мрасч *и ^нт,
где тв — коэффициент условий эксплуатации, равный 0.85 (табл. 5 СНиП
П-25-80),	— расчетное сопротивление изгибу, равное 8,5 МПа (табл. 3
СНиП 11-25-80), 1Р‘нт—расчетный момент сопротивления изгибу поперечного
сечения элемента (доски), 1^нт = ЬР/6.
66
Определим максимальный изгибающий момент в сечении элемента — дос-
ки горизонтальной зашнакн, рассматривая ее как трехпролетную свободно ле-
жащую балку, от действия равномерно распределенной нагрузки ЛТтах — 0, IgJ'.
где qt — равномерно распределенная нагрузка, определяемая для связных
грунтов по формуле (табл. IV.9)
Г [ 2с \
<71= T (Л — —5“)
L \	/ J
где e = tg(45°—(p/2), при ф=30° 0=0.58 и 62 = 0.34.
Исходя из условия прочности Л4тах Мрасч. составляем исходное урав-
нение
0,l<7i Р та Ru ГНт,
которое решаем относительно шага стоек
Р < 10—— тв Ra Гнт.
<71
Для получения аналитического решения подставляем выражения для и 1Гит
н после упрощений получим
р < 1,66
та Rh Р
У (Л—Лс)02’
Лс
2с
уё’’
В окончательном виде аналитическое решение для определения расчетного
шага стоек записывается а следующем виде для связных грунтов
I <
, з z Г Г/2
0 L ?(Л —Лс) ]
(IV. 1)
Численное решение задачи для связных грунтов получим, подставляя ис-
ходные данные
5	[0,85-850 р/2
/=1,3 ------- --------- = 11,2-10,05=112,6 см.
0,58 [1,8-3,97 J
Анализ показывает, что крепление траншеи с шагом стоек 1 м затруднит
ведение работ и будет экономически ие обосновано. Принимаем шаг стоек
крепления 1,5 м.
Определим толщину досок (брусьев) зашивки прн шаге стоек 1=1,5 м
(для связных грунтов)
Г ? (h— Йс) 11/2
t > 0,77 tg (45 — ф/2) ——---------—	/ =
L mB /?и J
Г1,8.3,97 11/2
= 0,77-0,58--------1-- • 150 = 0,45-Ю-1 • 150 = 6,75 см.
[0,85-850 J
Принимаем для нижнего яруса зашивки деревянный брус сечением
70 X 70 мм2.
Для устройства крепления с экономически обоснованной толщиной зашив-
ки решим формулу (IV.1) относительно величины t для заданных в задаче
условий через определяющий параметр h — глубину выемки
t > 3,34.10—2(Л— Лс)|/2.	(IV.2)
Анализ формулы (IV.2) показывает, что до глубины Л=1,53 м траншею
можно разрабатывать в заданных грунтах без крепления (t 0). До Этой
глубины зашивку выполняем из доски толщиной 25 мм для исключения выва-
лов и осыпи грунта в траншею.
Найдем расчетную глубину, до которой возможно применение для зашив-
ки доски толщиной i, см. решая формулу (IV.2) относительно ^расч для усло-
вий заданной задачи
Лрасч < 8,97-10“2-/2 + Лс,
3*
67
где t — толщина доски зашивки, см; &с=2с?9, м.
Численное решение этой задачи для связных грунтов получим, подставляя
величины см и см.
Прн /=5 см
йрасч < 8,97-10' 2-52 + 1,53 = 2,24+ 1,53 = 3,77 м,
при ! = 4 м
йрасч < 8,97-10 —2• 42+ 1,53 = 1,43 + 1,53 = 2,96 м.
В проекте устройства конструкции крепления траншеи глубиной 5,5 м,
разрабатываемой в супесчаных (связных) грунтах с заданными характеристи-
ками, принимаем обоснованную расчетом многоярусную конструкцию зашивки
с толщиной элементов для ярусов:
1-го (от отметки —5,5 до —3,5) брус сечением 70x70 мм;
2-го (от отметки —3,5 до —2,5) доску 5 см;
3-го (от отметки —2,5 до —1,5) доску 4 см;
4-го (от отметки —1,5 до поверхности земли) доску 2,5 см. Расчеты пока-
зывают, что принятое решение позволит снизить затраты пиломатериалов до
30 % или на 1,17 м3 иа каждые 10 метров зашивки траншеи.
Пример 5. Требуется подобрать конструкцию вертикальной стойки креп-
ления траншеи глубиной 5,5 м в грунтах с характеристикой, приведенной в ус-
ловиях задачи к примеру 4.
Решение. Расчетом иа прочность при изгибе, согласно СНнП 11-25-80.
Мрасч/^ нт
определим сечение прямоугольного бруса (bxi), отвечающее условию прочно-
сти. Уравнение решим относительно расчетного изгибающего момента для дре-
весины из материала III сорта. Здесь тв—коэффициент условий эксплуатации,
для древесины, соприкасающейся с грунтом, равный 0,85; /?и — расчетное со-
противление изгибу древесины из материала III сорта, равное 8,5 МПа, IVht —
расчетное сопротивление изгибу поперечного сечения бруса, и^нтвЬ/2/6.
Определим максимальный изгибающий момент в опасном сеченни бруса,
рассматривая его работу в конструкции крепления, как шарнирно-подвижную
однопролетиую балку, нагруженную линейно распределенной нагрузкой от
активного давления грунта в момент образования поверхности скольжения и
начале сползания призмы обрушения
Чпах =6,4-Ю-Чг h\
где q-i — линейно распределенная нагрузка, равная для глинистых грунтов при
свободной от нагрузки бермы выемке
7г = [у (h — hc) 92] Z;
I — шаг стоек крепления, равный 1,5 м, 9 = tg (45°—ф/2), йс — высота траншеи
в связных грунтах, не требующая крепления вертикальной стенки hc = 2cy9 =
= 2 • 0,8/1,8 • 0,58=1,53 м.
Для вертикальной стойки любого поперечного сечення условие прочности
Л1тах = Л1расч записываем в виде уравнения
6,4-10“2 q2 h2 < тв /?и 1ГНт,
отсюда для несвязных грунтов
Гнт>6,4.10~2 (Vfte2/)/(mB /?и);
для связных грунтов
Гнт > 6,4-10 ~2 [V (й—Лс) 021 l/(mB Ra).
Численное решение задачи для связных грунтов получим, подставляя ис-
ходные данные
гнт
> 6,4 • 10~2
1,8 (5,5— 1,53) 0,34-1,5
0,85-850
= 6,4-10-2-5,04.10“ З = 3,228-Ю-4 м3 = 322,8 см3
Подберем сечение деревянного бруса, задаваясь его шириной t = 2 b
68
Отсюда 6=1,14 №нт’/3= I J4 -322,S1/3»”?.85 см.
Принимаем в проекте вертикальную стойку из деревянного бруса сечением
8X16 см2. При Этом стойка может быть составной из двух квадратных брусьев
сечением 8X8 см2 каждый.
Пример 6. Требуется подобрать конструкцию горизонтальной деревянной
распорки для крепления траншеи глубиной 5,5 м и шириной 3 м в грунтах
с характеристикой, приведенной в условиях задачи к примеру 4.
Решение. Горизонтальная распорка крепления работает иа восприятие
активного давления грунта (между двумя смежными стойками) как централь-
но-сжатый элемент постоянного сечения, рассчитываемый на прочность соглас-
но указаниям СНиП 11-25-80
Л^расч/^*нт ™в
и на устойчивость (центральное сжатие)
Мрасч/^7расч <
здесь Арасч — расчетная продольная сила, равная продольному горизонтально-
му усилию, воспринимаемому распоркой на уровне подошвы выемки
/VB = <?2 ft/3>
где Fht — площадь сечения нетто, определяемая через площадь сечения брут-
то. за вычетом ослаблений сечения (принимаем в расчете для пиловочного
материала без дефектов поверхности Fut — Fcp. ^расч—расчетная площадь попе-
речного сечения, равная для условия задачи согласно СНиП 11-25-80 площади
сечения нетто, определяемой по номинальным размерам сечения, ф — коэффи-
циент продольного изгиба, зависящий от вида и гибкости к элемента конст-
рукции:
при гибкости элемента к 70
Ф=1 —а (Х/100)2,
при гибкости элемента Ji>70
Ф=Аа2.
Согласно СНиП 11-25-80, для древесины а=0,8 и А=3000.
Предварительно определим гибкость k — ldf распорки как для бруса диа-
метром d=12 см, где г — радиус инерции сечения, r=0,5, d — 0,5 12 = 6 см,
/о — расчетная длина элемента, /о = Цо^ (/— свободная длина элемента, равная
расчетной ширине траншеи — 3 м), Цо— коэффициент, равный I для шарнир-
но-закрепленных концов сжатого элемента, в наших условиях /о / = 3 м. Вы-
числяем гибкость распорки Х=300/6 = 50.
Вычисляем расчетное значение коэффициента продольного изгиба рас-
порки как для бруса круглого сечения
ф= 1—0,8 (50/100)2-0,8.
Определяем сечение деревянной распорки при Fht^Fop.
Аналитическое решение задачи о выборе конструкции горизонтальной рас-
порки запишется из условия
Nв — 0/3) Q2 h < ф^нт
или в окончательном виде, после подстановки значения для связных грунтов
1/3 [у (h—hc) 0“] lh < <pFHT тв Rc-
Отсюда
,	1 у(Л-Лс) 02 lh
НТ	о *	г,
3 <pmB Rc
_1_
1,8-(5,5—1,53)-0,34-1,5-5,5
0,8-0,85-1000
= 9,82-10~3 м?.
Вычислим расчетный диаметр распорки крепления траншеи в связных
грунтах
d= (4ГНТ/3,14)1/2 = (4-98,2/3,14)'/2 = 125,1‘/2 = 11,18 см.
69
Принимаем в проекте распорку из бруса круглого сечения диаметром
12 см, площадью сечения брутто 113 см2 с запасом на возможное при эксплуа-
тации ослабление сечеиия.
Пример 7. Требуется подобрать конструкцию горизонтальной стяжки
анкерного крепления траншеи глубиной 5,5 м в связных грунтах, характери-
зующихся плотностью V«l,8 т/м3, удельным сцеплением с=8 кПа, углом внут-
реннего трения ф=30°.
Решение. Рассматриваем работу стяжки иа восприятие активного дав-
ления грунта на ограждение траншей, как центрально растянутого элемента,
нагруженного продольной силой на уровне бермы
Wa=(1/6) <72 h,
где h — глубина траншеи, равная 5,5 м; ф — линейно распределенная нагрузка
от активного давления грунта (см. табл. III.9 для связных грунтов)
«7а = Т (Л— ftc) О2 I,
где/ —шаг стоек крепления, принимаем равным 1,85 м, he — высота верти-
кальной стенки, не требующая крепления в связных грунтах,
= 2c/(v©) = 2 0,8/( 1,8-0,58) = 1,53 м.
C = tg(45°—ф/2) — параметр, зависящий от угла внутреннего трения грунта, рав-
ный 0 = tg(45°—30/2) =0,58.
Определяем расчетную продольную силу для деревянной распорки, рабо-
тающей как центрально растянутый элемент,
Nрасч	^нт >
где тв — коэффициент условий работы, равный 0,85; Яр — расчетное сопротив-
ление древесины III сорта растяжению, равное 7,5 МПа: Fht — площадь сече-
ния нетто, определяемая через площадь сечеиия брутто, за вычетом опасных
ослаблений сечения согласно указаний СНнП 11-25-80 (в задаче определяемый
параметр).
Применяем условие прочности для записи исходного уравнения задачи об
определении расчетного поперечного сечения стяжки из задачи об определении
расчетного поперечного сечения стяжки из пиломатериала
jVa“(1/6) 9г h < tns Rp fHT,
которое после подстановки входящих величин дает искомое решение задачи.
Аналитическое решение задачи после подстановки соответствующих вели-
чин записывается в следующем виде для связных грунтов
Гит > [V (h-hc) 02] lh/(6mB 7?p) =
1,8 (5,5— 1,53)0,34  1,85 • 5,5
= —— -----------’——--------'------— =6,58 • Ю—з М2.
6.0,85-750
Подберем для стяжки деревянный брус прямоугольного сечения шириной
b прн условии t=2b, откуда F = 2b2.
Вычисляем размеры поперечного сечения стяжки для глинистых грунтов
fc=(fIIT/2)1/2= (65,8/2)’/2 = 5,73 см.
Рис. IV.6. Свайные якоря
а — для нагрузки до 20 кН; б — то же, до 50 кН; а — то же, до 100 кН
70
Принимаем для стяжки брус с прямоугольным сечением 70X140 мм2, пло-
щадью (брутто) 98 см2 с учетом возможного ослабления сечения во время
эксплуатации.
Вычисляем продольное усилие, воспринимаемое стяжкой от активного дав-
ления в связных грунтах, для подбора конструкции свайного якоря
(рис. IV.6).
Л'л = -^- у (ft—Ас) 02 (Л =-£-• 18 (5,5— 1 ,53) 0,34 X
X 1,85-5,5 = 41,2 кН.
ГЛАВА V. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ
КОНСТРУКЦИЙ В ПРОЦЕССЕ МОНТАЖА
1. Основные положения расчета строительных
конструкций на монтажные условия
В процессе монтажа в основном приходится рассматривать два
состояния строительных конструкций: при подъеме и после установки
на опоры, но до установки постоянных связей и закреплений. В не-
которых случаях возникает необходимость проверять состояние кон-
струкций при кантовке н при транспортировке. Поэтому при выборе
и обосновании способа монтажа необходимо произвести расчетную
проверку сооружения илн отдельных конструкций на условия, кото-
рые могут возникнуть на различных стадиях монтажа.
При расчете конструкций на действие статических и динамиче-
ских нагрузок и воздействий учитывают две группы предельных со-
стояний:
1. Потерю несущей способности—общую потерю устойчивости,
разрушение, качественное изменение конфигурации и т. д.
2. Появление недопустимых прогибов, осадок, трещин и т. д.
При расчете строительных конструкций на монтажные условия
учитывают предельные состояния только первой группы. При этом
нагрузки и воздействия учитывают в наиболее неблагоприятном, но
возможном их сочетании во время монтажа. Это условие может быть
записано в виде
N < Ф,
где N — усилие в элементах конструкции, как функция нагрузок н других
воздействий: Ф — предельное усилие, которое может воспринять рассчитывае-
мый элемент, т. е. несущая способность элемента.
При выполнении проверочных расчетов конструкций на монтаж-
ные условия для учета специфики расчетных схем и монтажных воз-
действий определяют коэффициент запаса
£3=Ф/У,
71
На основе практических обобщений установлены минимальные
или требуемые коэффициенты запаса /г”. Прн этом должно соблю-
даться условие .
Для различных конструкций и условий монтажа значение обычно
составляет 1,5 ... 3 [30].
2.	Монтажные нагрузки и воздействия
Прн определении монтажных нагрузок необходимо руководство-
ваться СНнП П-6-74 «Нагрузки н воздействия».
При расчете конструкций на монтажные условия учитывают'
постоянные нагрузки (собственный вес конструкций, усилия от
предварительного напряжения),
временные нагрузки (ветровых, от монтажных механизмов, обо-
рудования и приспособлений, динамических воздействий при переме-
щениях и ударах в момент подъема н опускания нли стыковки монти-
руемых элементов).
Нормативные значения постоянных нагрузок от собственного веса
конструкций определяют по рабочим чертежам или по проектным раз-
мерам. Собственный вес решетчатых конструкций — ферм, колонн
н др. — условно принимают равномерно распределенным по длине
конструкции.
Расчетные нагрузки от собственного веса конструкций получают
путем умножения нормативных нагрузок на коэффициент перегрузки
п, который принимают равным 1,1—для металлических, железобетон-
ных, бетонных, каменных и деревянных конструкций, 1,2 — для тепло-
и звукоизоляционных изделий, засыпки, штукатурки и др., выполнен-
ных в заводских условиях, а для этих изделий и конструкций, выпол-
ненных в условиях строительной площадки, п принимают равным 1,3.
Ветровые нагрузки на здания и сооружения для различных райо-
нов и с учетом высоты сооружения установлены СНнП П-6-74 «На-
грузки и воздействия».
Воздействие ветра на монтируемую конструкцию может быть оп-
ределено по формуле
Q = ncpsv2 /2,
где п — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,3; с — аэродинами-
ческий коэффициент, определяемый по СНнП 11-6-74. Для условий монтажа
может быть принят равным 1,4; р — плотность воздуха; s — площадь проек-
ции контура конструкции на плоскость, перпендикулярную к направлению вет-
ра; v — скорость ветра, м/с.
По СНиП Ш-4-80 «Техника безопасности в строительстве» произ-
водство монтажных работ разрешается при скорости ветра не более
15 м/с, а при монтаже конструкций, обладающих большой парусно-
стью, не более 10 м/с. Следовательно, удельная нагрузка от ветра на
72
конструкцию может составлять до 0,27 кПа, а на конструкцию, об-
тадающую большой парусностью, — до 0,12 кПа.
Динамическое воздействие на конструкции во время подъема
учитывается увеличенном веса конструкции па 10 %.
При монтаже сборных железобетонных конструкций для учета
динамических воздействий массу конструкции учитывают с коэффици-
ентом /:д = 1,25 .. . 1,5. На условия транспортировки этот коэффициент
принимают равным 1,8. В этих случаях коэффициент перегрузки п
к нагрузке от собственного веса ие учитывают.
Динамическое воздействие при ударах или толчках во время мон-
тажа конструкций может быть выражено через силу удара
Руд = та,
где т — масса ударяющей конструкции; а — ускорение (замедление) прн
толчке, которое может быть определено через скорость н длину пути тормо-
жения, a = v2j‘2l'r, где и? — скорость перемещения конструкции в начале тормо-
жения; /т — длина пути торможения.
При ударе непосредственно определить величину а с практически
приемлемой точностью обычно бывает сложно, так как она зависит
от таких трудно контролируемых факторов как взаимная ориентиров-
ка соударяющихся конструкций, твердость материала, площадь сопри-
косновения и др. Приближенно силу удара можно определить по
формуле [30]
£>уд = С&д.
где Q — вес перемещаемой конструкции; Лд — динамический коэффициент,
равный
I + K1+ 67£/a2/(m£2 /2) ;
/ — момент ниерцин конструкции в плоскости удара; / — расстояние между
точками закрепления перемещаемой детали; а — скорость перемещаемой кон-
струкции, которая может быть принята равной 10 см/с, если нет данных для
определения ее более конкретного значения; Е — модуль упругости материала
конструкции; g—ускорение свободного падения.
3.	Выбор расчетной схемы
При расчете конструкции на монтажные условия выбор расчет-
ной схемы, соответствующей принятому способу монтажа, во многом
определяет степень приближенности н сложность расчета. В табл. V.1
приведены расчетные схемы некоторых строительных конструкций на
различных стадиях монтажа.
В общем случае расчет конструкций на монтажные условия вы-
полняют в такой последовательности:
составляют расчетную схему в соответствии с условиями работы
конструкции на рассматриваемой стадии монтажа;
определяют усилия в элементах конструкции от монтажных на-
грузок;
73
Стадия монтажа
V.l. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ КОНСТРУКЦИИ НА МОНТАЖНЫЕ УСЛОВИЯ
Подъем колонны из горизонталь*
кого положения
Подъем балки
Подъем фермы
Установка фермы на колонны
Монтаж ствола мачтового соору-
жения
Цель расчета
Проверка колонны на прочность и устой-
чивость
Проверка общей устойчивости консольных
участков
Проверка устойчивости нижнего пояса
фермы
Проверка устойчивости верхнего пояса
фермы и необходимости закрепления рас-
чалками
Проверка необходимости постановки вре-
менных оттяжек и определение расстоя-
ний между ними по высоте
определяют расчетные длины и соответственно гибкость сжатых
элементов конструкции;
определяют прочность конструкции в монтажных условиях.
Расчетные длины мачт, стоек, колонн и других аналогичных кон-
струкций определяют по формуле
Zp = pp1 lot
где т — масса ударяющей конструкции: а — ускорение (замедление) при
толчке, которое может быть определено через скорость и длину пути тормо-
жения, a—v2/2h, где от — скорость перемещения конструкции в начале тормо-
лах расчетной длины.
Гибкость элементов при проверке на монтажные условия не дол-
жна превышать предельно допустимых значений.
4.	Проверка металлических ферм покрытий
на монтажные условия
Прн подъеме. При строповке фермы в одной или в двух точ-
ках для подъема н подачн к месту установки нижний пояс в отличие
от эксплуатационных условий испытывает сжатие, а свободная длина
пояса из плоскости фермы оказывается равной половине пролета фер-
мы. Этн обстоятельства могут послужить причиной потери устойчиво-
сти и аварийной деформации фермы.
Прочность н устойчивость металлических стропильных ферм по-
крытий зданий обеспечены, если выполнено условие
Рнр/^пр 5s ,
где Ркр — критическая сила для сжатого пояса фермы, приложенная иа опор-
ном конце от середины фермы (рис. V.I); Рпр— приведенная сосредоточенная
сила, приложенная на опорном конце и определяемая по фактическим усилиям
в панелях сжатого пояса от монтажных нагрузок; k3 — коэффициент запаса
устойчивости для металлических ферм прн подъеме, принимаемый равным 1,7.
Критическую силу определяют по формуле Эйлера
Л(р = (л/|П0)2	•
где/0 —длина сжатого участка пояса фермы; ц — коэффициент, учитывающий
у
условия закрепления концов сжатого элемента; /с—момент инерции сжа-
того участка пояса в направлении из плоскости фермы; £ — модуль упругости
стали.
Приведенную силу Рар определяют по формуле
/	L у I 12 у	/ I,	у
Рпр =Pi I	J +^2 I ~ j +	• •  +	( ~Г~	) +	.
\	<о /	\	<о	1	\ *о	/
75
где Рг.	Рп — узловые нагрузки в сжатом поясе, представляющие собой
разность усилий в соседних панелях от середины фермы (см. рис. V.1),
is ... io — расстояния от середины фермы до точек узловой нагрузки.
Если некоторые значения Pi окажутся отрицательными, то нх
условно принимают равными нулю.
При ступенчатом изменении сечения по длине сжатого пояса мо-
мент инерции 1С принимают приведенным, определяемым как
I3 ---- I3	П •
н, пр и. max и1»
^в.пр ^в, щах а2’
у
где ^н. max- момент инерции для максимального сечения в середине пролета
у
нижнего пояса; /в. тах—момент инерции для максимального сечения верхнего
пояса иа сжатом участке; аг, а2 — коэффициенты, принимаемые по табл. V.2.
V.2. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ и а2
/У max /У max	О|	с3
0,2	0,746/0.378	0,252/0,308
0,4	0,906/0.921	0,482/0,532
0,6	0,959/0.957	0,685/0,712
0.8 1	0,985/0,981 1	0,85/0,87 1
Примечание. До черты дано значение коэффициента прн одной
ступени изменения сечения на половине длины пояса, после черты — при двух
ступенях изменения сечення.
При некоторых условиях строповки, например для ферм с парал-
лельными поясами при />• L/2, где I — расстояние между узлами
строповки, a L — пролет фермы, сжатым оказывается верхний пояс
иа некотором участке фермы между точками строповки. В этом слу-
чае аналогичным образом проверяется устойчивость верхнего поясг
на сжатом участке, причем свободная длина принимается равной рас-
Рис. V.I. Расчетная схема для оп-
ределения приведенной силы для
сжатого участка пояса фермы
проверки устойчивости фермы пр
подъеме
76
стоянию между точками строповки, а расчетная длина /Р=ц//2 с ко-
эффициентом Ц = 2, т. е. /р = /.
Для ферм с параллельными н слабонаклонными поясами (до
1 : 10) при строповке за один нли два узла верхнего пояса так, что
нижний пояс фермы во время подъема всегда будет сжат, К. И. Лу-
кьяновым [30] предложена уточненная методика проверки устойчиво-
сти металлических ферм покрытия зданий на монтажные условия по
критической массе. По этой методике устойчивость фермы при подъе-
ме обеспечивается, если выполняется условие
Скр/Сф >
где Qkp — критическая масса фермы, т. е. предельно допустимая нз условия
сохранения устойчивости при принятом способе строповки н заданном коэффи-
циенте запаса k3 ; <?ф — фактическая масса фермы.
Критическую массу фермы определяют по формуле
Сир = [1607₽£Л (/у+ 7ЭД/£3,
где ? — коэффициент, учитывающий расстояние между точками строповки
V=6/[20(l—а)—5(1—а)4—9]; a=llL\ 0 — коэффициент, учитывающий положение
центра тяжести фермы по высоте 0= (2Qh+Qp)/Q$; Qh — масса ннжнего пояса;
— масса элементов решетки; h — высота фермы; Е — модуль упругости ста-
У	У
лн; /н — момент инерции иижнего пояса относительно оси	— момент
инерции верхнего пояса.
Прн ступенчатом уменьшении сечения по длине ннжнего пояса
от середины к опорам в расчете прн определении критической массы
определяют приведенный момент инерции.
Если ферма поднимается с двумя опорными стойками, то опреде-
ляют приведенную массу фермы Q$->-Qnp
Qnp = Сф+^ЗСст>
где Qct — масса одной стойки, а при двух — большей из ннх.
Пример. Проверить металлическую стропильную ферму покрытия про-
летом L=36 м на устойчивость во время подъема фермы. Сечення поясов фер-
мы уменьшаются ступенчато от середины к опорам (рис. V.2), расстояние
между точками строповки /=12 м.
Моменты ниерцин ннжнего н верхнего поясов-
у
^н.тах = 182° см4 — в средних панелях;
у
^H.min —912 см4 — в крайних панелях;
у
^в.тах=2200 см4 — в средних панелях;
у
/влгпп^ЮЗО см4 — в крайних панелях.
Масса фермы фф = 5450 кг,
в том числе решетки Qp=l550 кг;
верхнего пояса Qb = 2080 кг;
ннжнего пояса Qh= 1820 кг.
Решение. Так как ферма имеет слабо наклонный верхний пояс, целе-
сообразно использовать метод проверки по критической массе.
Предварительно определим приведенные характеристики фермы. Приве-
денные моменты инерции поясов фермы:
У V
ннжнего пояса /нпр = ^н,тах = 1820 • 0.986= 1690 см4,
У У
верхнего пояса ^в.пр=^в.тах =2200 • 0.972 = 2140 см4.
Так как ферма поднимается с двумя опорными стойками с массой по 260 кг
каждая, то необходимо определить приведенную массу фермы
Qnp = <2ф + 8,4QCT = 5450 + 8,4 • 260 = 7630 кг.
77
Коэффициент центра тяжести
Р = (2QH + QP) / Qnp = (2 • 1820 + 1550) /7630 = 0,95.
Коэффициент, учитывающий расстояние между точками строповки,
v = 6/[20 (1—0,33)—5 (1—0,33)4—9] = 1,82,
а = 12/36 = 0,33.
Критическая масса фермы
QItp = [ 160-1,82-0,95-21• 10е.300 (1690+2140)]/3600» = 13 300 кг.
Коэффициент запаса при этом составит
*3=QKp/Qnp= 13300/7630= 1,73 > k" =1,7,
где &3 — требуемый коэффициент запаса на стадии подъема фермы. Следова-
тельно, устойчивость фермы при подъеме обеспечена.
Проверка устойчивости фермы после установ-
ки на колонны. После установки н закрепления фермы иа ко-
лоннах, ito до установки связей по верхнему поясу (прогонов, плит
покрытия), ферму надо проверить на устойчивость. Для этого прове-
ряют необходимость временного раскрепления фермы с помощью рас-
чалок нли распорок [30].
Определяют гибкость верхнего пояса фермы Х = /р/гу,
где !р — расчетная длина верхнего пояса; гу — радиус инерции сечения верх-
него пояса (из плоскости фермы).
Если гибкость Xsg: 105, устойчивость обеспечена и в дальнейших
расчетах нет необходимости; если Х^220, то необходимо предусмот-
реть временное усиление или раскрепление; если X находится в пре-
делах от 105 до 220, то необходимо дополнительно расчетом прове-
рить устойчивость фермы или необходимость раскрепления ее до
постановки постоянных связей.
Устойчивость верхнего пояса и соответственно устойчивость фер-
мы обеспечивается, если выполняется условие
/>кр/Дтак > % ,
где Ркр — критическая сила для верхнего пояса между точками раскрепления,
определяемая по формуле Эйлера; Ртах — наибольшее усилие в панелях
верхнего пояса между точками раскрепления; k3 — коэффициент запаса (для
стадии установки фермы на колонны должен быть не менее 2,5).
При ступенчатом изменении сечения верхнего пояса между точ-
ками раскрепления гибкость и критическую силу определяют отдель-
но для каждого участка, в котором моменты и радиусы инерции име-
ют значения /У и /у, гУ и гУ соответственно на длине Ц и 1г, при
этом = где Z — расстояние между точками раскрепления верх-
него пояса расчалками нли распорками (табл. V.3).
Из двух значений и Х2 в расчет принимают большее из иих,
а из двух значений Z’kp.i и Ркр.г—принимают меньшее. Коэффициент
Нг определяют по табл. V.4 для характерных расчетных схем, приве-
денных в табл. V.3, а коэффициент щ определяют из соотношения
Н1 = Нз
78
V.3. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ СЖАТЫХ УЧАСТКОВ ПОЯСА
ФЕРМЫ МЕЖДУ ТОЧКАМИ РАСКРЕПЛЕНИЯ
ПРИ СТУПЕНЧАТОМ ИЗМЕНЕНИИ СЕЧЕНИЯ ПОЯСА
№
схемы
Схема участка верхнего
пояса фермы между
точками раскрепления
Условная расчетная
схема
Коэффициент
расчетной длины
। Ъ
Ш-
Прн раскреплении верхнего пояса распорками усилия Ртах в па-
нелях верхнего пояса определяют только от собственного веса фер-
мы.
Прн раскреплении расчалками кроме собственного веса учитыва-
ют также вертикальные составляющие от предварительного натяже-
ния расчалок, приложенные к верхнему поясу в узлах крепления.
Усилие от каждой расчалки прн попарно симметричном располо-
жении равно
Г = 7пр sin a cos (р,
где Тпр — рекомендуемое предельное усилие предварительного натяжения
расчалки в зависимости от пролета фермы (табл. V.5); а — угол наклона рас-
чалки к горизонту (рекомендуется в пределах 30... 45°); <р — угол между рас-
чалкой н плоскостью, перпендикулярной к продольной осн фермы (рекомен-
дуется в пределах 0 . . . 45°).
79
0=	УЛ. КОЭФФИЦИЕНТ РАСЧЕТНОЙ ДЛИНЫ цг ДЛЯ СХЕМ ТАБЛ. V.3
*	1?/ (М-М								
	о, 1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
									
0.2	22,3	10,98	7,05	4,97	3,63	2,67	1,94	1,41	1.13
	4 1,14	18,8	11,35	7,65	5,45	4,05	3, 14	2,57	2,23
0.4	15,78	7,8	5,05	3,61	2,7	2,07	1.61	1,3	1,12
	29,73	13,93	8,68	6,08	4,56	3,59	2,95	2,53	2,23
0.6	12,89	6,39	4,18	3,04	2,33	1,84	1, 5	1 , 27	1,11
	24,79	11,89	7, 6 1	5,49	4, 25	3,44	2,9	2,51	2.22
0,8	11,17	5'56	3,67	2,71	2,13	1,73	1,46	1 , 26	1,11
	21,92	10,74	7,03	5,19	4,09	3,37	2,87	2,5	2,22
Примечание. Над чертой даны значения коэффициента |л2 для схем 2 и 3, под чертой — для схем 5 и 6.
V.5. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ УСИЛИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО
НАТЯЖЕНИЯ ДЛЯ РАСЧАЛОК
Пролет фермы L, м	Рекомендуемые диамет- ры каната расчалок d, мм	Предельное усилие предварительного натя- жения в более напря- женной расчалке Тпр, кН
24	15...17,5	5
30	18...19,5	7,5
36	20...22,5	7,5
42	24...25,5	10
Пример. Проверить устойчивость фермы с пролетом / = 36 м после
установки на колонны (рис. V.3).
Собственный вес фермы Q = 58 кН.
Моменты инерции и радиус инерции верхнего пояса изменяются ступен-
чато от середины к опорам
/У =1726 см\ г У =6,9 см.
/У =2403 см4, г У = 8,4 см.
Решение. После установки фермы на колонны верхний пояс сжат, при-
чем свободная длина равна пролету фермы. Проверяем необходимость проме-
жуточного раскрепления фермы.
Сначала определяем возможность установку фермы иа колонны без расча-
лок. Условная расчетная схема в этом случае будет соответствовать схеме 5
табл. V.3. Так как сечение пояса ступенчато уменьшается от середины фермы
к опорам, определяем гибкости hi и Д.ля обоих участков
—Hi /1/гУ = 5,1 *600/6,9 =435,
где	_____
-1<7777^	3-0,2.1200 « /1726
—«о— V йй=5.'-
ц2 “ определяем по табл. V.4 для схемы 5 при значениях /г/(А + ^) =0,67 и
/1/71=0’715’ 142=3,02.
/..., = р,2 /2/ГУ =. 3,02. 1200/8,4 = 430
Рис. V.3. К примеру расчетной проверки устойчивости фермы после установки
иа колонны
81
Оба значения гибкости превышают допустимое ?. = 220 на монтажные ус-
ловия. Поэтому необходимо временно, до установки прогонов нли других кон-
струкций покрытия раскрепить верхний пояс фермы расчалками. Примем три
пары расчалок, прикрепляемых к верхнему поясу в узлах изменения сечения
(см. рис. V.3). Тогда для крайних участков условная расчетная схема будет
соответствовать схеме 4, а для средних участков — схеме 1 (табл. V.3) при
длине участка 12= 12 м. Соответственно гибкости Л] и /.2 будут равны
Х1 = |л/1/гу = 2-600/6,9= 174 < 220,
Х2 = |л/2/гу = 1 • 1200/8,4 = 143 <220,
Х2 = J.U2/r? = 1 • 2400/8.4 = 286 > 220,
т. е. гибкость верхнего пояса при такой схеме раскрепления не превышает 220.
Проверим устойчивость верхнего пояса с учетом монтажных воздейст-
вий — натяжения расчалок и собственного веса фермы.
При симметричном расположении расчалок (см. рис. V.3) вертикальная
составляющая от пары расчалок в узле крепления будет равна
Т — 2ТПр sin a cos <р = 2-7,5-0,707>0,965 = 10,3 кН .
Углы а и ф приняты соответственно 45 и 15е. Гпр — усилие предварительного
натяжения расчалки в зависимости от пропета фермы и диаметра расчалки
находим по табл. V.5. Гпр=7,5 кН.
Максимальное сжимающее усилие иа крайних участках верхнего пояса
от действия собственного веса фермы н натяжения расчалок равно Ргаац=-
= 80,5 кН.
Критическая сила для этих участков равна Ркр!“ (3,14/2 • 600)2 • 21 • 10вХ
X 1726 = 218 кН.
Коэффициент запаса составит fca = 248/80,5 = 3,1 >2,5, т. е. устойчивость верх-
него пояса обеспечена.
Максимальное сжимающее усилие на средних участках Ртах2=137 кН.
Критическая сила для средних участков верхнего пояса между точками
закрепления расчалок равна Ркр2= (3,14/1 • 1200)* • 21 • 10s • 2403=347 кН.
Коэффициент запаса равен fea = 347/137 = 2,53>2,5, т. е. устойчивость обес-
печена.
ГЛАВА VI. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ В УСЛОВИЯХ
СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ
1. Зануление
Зануление состоит в соединении корпусов токоприе?лника или
другого оборудования (которое может оказаться под напряжением
в результате нарушения изоляции) с нулевым проводом при помо-
щи металлических проводников (рис. 1V.1).
Задача зануления та же, что и защитного заземления — ликви-
дация опасности поражения электрическим током при нарушении
изоляции и появления на корпусах оборудования опасного напряже-
ния (ССБТ ГОСТ 12.1.030—81. Электробезопасность. Защитное за-
земление, зануление).
Принцип действия зануления — превращение пробоя на корпус
в однофазное короткое замыкание, т. е. образование так называемой
цепи короткого замыкания (корпус—нулевой провод — фазная об-
мотка трансформатора), обладающей малым сопротивлением — деся-
тые доли Ома.
«2
Рис. VI.1. Принципиальная схема
зануления
Rti — заземление нулевой точки
трансформатора; ZT—сопротивление
обмотки трансформатора; — со-
противление нулевого провода; / —
плавкие вставки; 2 — электродвига-
тель; /кз — ток короткого замыка-
ния; /?ф — сопротивление фазного
провода; Rn — повторное заземление
нулевого провода
При пробое на корпус в цепи
короткого замыкания возникает
большой ток короткого замыка-
ния /Кз, обеспечивающий быстрое
перегорание плавких вставок за
5...7 с или отключение повреж-
денных фаз автоматическими уст-
ройствами, реагирующими иа ток
короткого замыкания за 1...2 с.
В течение короткого времени, оп-
ределимого скоростью срабатыва-
ния защиты, человек, касающийся
поврежденного оборудования, по-
падает под фазное напряжение.
Если защитное зануление не сра-
батывает в установленное время,
то человек может быть поражен
электрическим током.
Для надежного срабатывания
защиты необходимо выполнение
условия:	/,;а>3/”лвст, где
7“л вст — номинальный ток плавкой вставки, или (ка 5г1.25 /ввт,
где /”вт — номинальный ток срабатывания автомата.
Плавкие вставки предохранителя подбирают по величине пуско-
вого тока электродвигателя с учетом режима его работы:	вст =
=/”л сдв/а, где /эдСдв — пусковой ток электродвигателя; а — коэф-
фициент режима работы; Для асинхронных двигателей а=1,6...2,5;
/эдСДв =/"Р. где Iя— номинальный рабочий ток электродвигателя;
Р — коэффициент перегрузки, принимаемый по каталогу для электро-
двигателей; р = 5.,.7. В схеме зануления необходимо наличие нуле-
вого провода, заземления нейтрали источника тока, повторного зазем-
ления нулевого провода.
Назначение нулевого провода — создание для тока короткого за-
мыкания замкнутой цепи с малым сопротивлением и обеспечение /из,
достаточного для срабатывания защиты. Нулевой провод должен
иметь проводимость не менее 0,5 проводимости фазного провода.
Пример. Рассчитать систему защитного зануления при мощности питаю-
щего трансформатора 700 кВА, схема соединения обмоток трансформатора —
звезда, электродвигатель асинхронный, серин 4А, П = 330 В, п = 3000 мни-1, тип
4А132М2.
Проверяем условие обеспечения отключающей способности зануления:
Лга вст; /кз= f/<j)/(ZT/3-|-Zn),
где Пф — фазное напряжение. В; Zr — сопротивление трансформатора, Ом;
Za — сопротивление петли фаза—нуль, которое определяется по зависимости
Zn^ / (7?ф + /?в)2+(Хф+Хн-f-Ли)2,
83
где Яп, /?ф — активные сопротивления фазного и нулевого проводников, Ом;
Хн, Хф— внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого провод-
ников, Ом; Хи — внешнее индуктивное сопротивление петли фаза—нуль, Ом.
Определяем сопротивление трансформатора Zt. При расчетах заиулеиня Zt
берется из табл. VI.1 [1].
VI. 1. ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ Zt,
Ом, МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПО ГОСТ 11920—73
И ГОСТ 12022—76
Мощность трансфор- матора, кВА	ZT, при схеме соединения обмоток		Мощность трансформа- тора, кВА	ZT, при схеме соединения обмоток	
	звездой к	треугольником Д		звездой к	треугольником Д
25	3, 1 I	0, 906	250	0,312	0,09
40	1,949	0, 562	400	0, 195	0, 056
63	1,237	0,36	630	0, 129	0,042
100	0,799	0, 226	1000 •	0, 08 I	0, 027
160	0,487	0, 14 1			
Примечание. Номинальное напряжение обмоток 6...10 кВ.
Определяем номинальный ток электродвигателя
cos а,
где Р — номинальная мощность двигателя, кВт; С/н — номинальное напряже-
ние, В; cosa — коэффициент мощности.
/“л.дВ= 1°-1000/1/3.380-0,9= 17,1 А.
Для расчета активных сопротивлений R# и /?н задаемся сечением, дли-
ной, материалом нулевого н фазного проводников. Сопротивление проводников
из цветных металлов определяется по следующей формуле:
R = pl/S,
где р — удельное сопротивление проводника (для меди р«=0,018. для алюминия
р=0,028 Ом • мм2/м); I — длина проводника, м; S — сечение, мм2.
Значения Хф и Хн для медных и алюминиевых проводников малы (около
0,0156 Ом/км) и, как правило, ими пренебрегают.
Активное н индуктивное сопротивления проводников определяют по
табл. VI.2. Для этого задаются длиной проводника и профилем сечения, опре-
деляют ожидаемое значение тока короткого замыкания. Величину внешнего
индуктивного сопротивления петлн фаза—нуль в практических расчетах прини-
мают равным 0,6 Ом/км.
4. По справочным данным находим основные технические характеристики
пус
электродвигателя (табл. VI.3) V=10 кВт; cosa=0,9; Iэд.дв/^н = 7,5.
Рассчитываем пусковой ток двигателя
/^сдв = 7,5-17,1 = 128,2 А.
Вычисляем номинальный ток плавкой вставки
С,Вст=ССдв/“= 128,2/2 = 64,1 А,
где a — коэффициент режима работы принимается для двигателей с частыми
включениями, например двигателей для кранов а—1,6... 1,8, для двигателей,
приводящих в действие механизмы с редкими пусками (конвейеров, вентилято-
ров) а=2 . . . 2.5.
Определяем ожидаемое значение тока короткого замыкания
;кз>3/“л вст = 3.64,1 = 192,3 А.
Задаемся стандартным сечением нулевого провода 4X40 мм и рассчиты-
ваем плотность тока б
fi=/K3/S= 192,3/4-40= 1,6 А/мм2.
84
VI.2. АКТИВНЫЕ г И ИНДУКТИВНЫЕ Ха СОПРОТИВЛЕНИЯ
СТАЛЬНЫХ ПРОВОДНИКОВ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ (50 Гц)
Размер или	Площадь сечення, мм2	Активные/нндуктивные сопротивления. Ом/км. при плотности тока, А/мм2
диаметр, мм			0,5	|	1	1	'.5	j	2	
Полоса прямоугольного сечения
	20X4	80	5,24/3,14	4,2/2,52	3,48/2,09	2.97/1,78
	30X4	120	3.66/2,2	2,91/2,75	2,38/1,43	2,04/1,22
	40X4	160	2,8/1.68	2,24/1,34	1,81/1,08	1,54/0,92
	50X4	200	1.77/1.06	1,34/0,8	1,08/0,65	—
	60X4	240	3,83/2,03	2,56/1,54	2,08/1,25	—
	30X5	150	2,1/1,26	1,6/0,96	1,28/0,77	—
	50X5	250	2,02/1.33	1,51/0,89	1,15/0,7	—
			Проводник круглого сечения			
	5	19,63	17/10,2	14,4/8,65	12,4/7,45	10,7/6,4
	6	28,27	13,7/8,2	11,2/6,7	9,4/5,65	8/4,8
	8	50,27	9,6/5.75	Z.5/4.5	6,4/3,84	5,3/3,2
	10	78.54	7,2/4,32	5.4/3,24	4,2/2,52	—
	12	113.1	5.6/3,36	4/2,4		—
	14	150,9	4,55/2,73	3,2/1,92		—
	16	201,1	3,72/2,23	2,7/1,6	и	
85						
VI.3. ЗАКРЫТЫЕ ОБДУВАЕМЫЕ ДВИГАТЕЛИ
ЕДИНОЙ СЕРИИ 4А (ОСНОВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ)
Тип	Мощность, кВт	Cos а	/пус/уи	Тип	Мощность, кВт	Cos а	/ПУС//Н
4А71В2	1.1	0, 87	5, 5	4А132М2	10	0,9	7,5
4А80А2	1,5	0, 85	6,5	* 4AI602	15	0,91	7,5
4А80В2	2, 2	0,87	6,5	4А160М2	18, 5	0,92	7,5
4A90L2	3	0, 88	6,5	4AI80S2	22	0,91	7,5
4А1002	4	0,89	6, 5	4А200М2	30	0,9	7,5
4A100L2	5,5	0,89	7,5	4A220L2	37	0,89	7,5
4А112М2	7,5	0,88	7,5	4 А2 2 5М2	45	0,9	7,5
Примечание. Частота вращения двигателей 3000 мин-’.
По табл. VI.2 находим активные и индуктивные сопротивления стальных
проводников. Для этого задаемся сечением и длиной нулевого /и и фазового /ф
проводников, выполненных из стали: /п = 50 м, сечением 4X40 мм; 5=160 мм2;
/ф=Ю0 м; сечеинем 0 =8 мм; 5 = 50,27 мм2. Сечение нулевого проводника и его
материал выбираются из условия, чтобы полная проводимость нулевого про-
вода была не менее 50% полной проводимости фазного провода,: т. е. 1/(/?н +
Ч-Хн)5= 1/2(/?ф + Хф). Активное сопротивление фазного провода берется из
табл. VI.2 в зависимости от площади сечеиия н плотности тока
Кф = г1ф = 6,4-0,1 =0,64 Ом,
Аналогично определяем активное сопротивление нулевого провода
=	1,81*0,05 — 0,09 Ом.
Определяем внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого
проводников Хф и Хн.
Хф = Х(0/ф = 3,84*0,1-0,38 Ом; ХН = ХЙ/н- 1,08*0,05-0,054 Ом,
где X — из табл. VI.2, Ом; / — длина проводника, км. Внешнее индуктивное
сопротивление петли фаза—нуль Хи = 0,6 Ом/км. Общая длина петли фаза-
нуль 50X100 = 150 м = 0,15 км, тогда Хи = 0,6 • 0,15=0,09 Ом.
Используя полученные данные, рассчитываем Zn н определяем ток корот-
кого замыкания.
Zn = V(/?ф + /?н)2 + (Хф+Хн + ХиР = 0,778 Ом,
/кз = [/ф /(ZT /3 + Zn) = 380/(0,129 /3 + 0,778) = 462 А.
Проверим условие надежного срабатывания защиты
462 >3-64,1 А.
Ток /кв более чем в три раза превышает номинальный ток плавкой встав-
ки, поэтому при замыкании на корпус плавкая вставка перегорит за 5 ... 7 с
н отключит поврежденную фазу. По номинальному току в табл. VI.4 прини-
маем плавкую вставку серии ПН2-100 с номинальным током 80 А при напря-
жении сети 380 В.
VI.4. ЗНАЧЕНИЯ ?пл. вст СТАНДАРТНЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ
ДЛЯ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 220 И 380 В
Тип предо- хранителя	Номинальный ток плавкой вставки /Н	А пл. вст’	Тип предо- хранителя	Номинальный ток плавкой вставки	
			/и пл. вст’	А
НПИ15 НПН60М	6; 10; 15 20; 25; 35; 45; 60	ПН2-400	200; 250; 300; 400	350;
П112-100 ПН2-250	30; 40; 50; 60; 80; 100 80; 100; 120; 150; 200; 250	1 ПН2-600 1 ПН2-1000	300; 400; 500; 500; 600; 750; 1000	600 800;
86
2. Защитное заземление
Защитное заземление — преднамеренное соединение с землей ча-
стей оборудования, не находящихся под напряжением в нормальных
условиях эксплуатации, но которые могут оказаться под напряже-
нием в результате нарушения изоляции электроустановки (рис. VI.2).
Согласно «Правилам устройства электроустановок» сопротивле-
ние защитного заземления в любое время года не должно превы-
шать: 10 Ом при мощности трансформатора (генератора) Л'тр<
<100 кВ-A; 4 Ом при Лгтр>100 кВ-А; 0,5 Ом — в установках на-
пряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю
(более 500 А).
Пример. Рассчитать заземляющее устройство для заземления электро-
двигателя серин 4А напряжением U=380 В в трехфазной сети с изолированной
нейтралью при следующих исходных данных:
грунт — суглинок с удельным электрическим сопротивлением р=100 Ом • м;
в качестве заземлителей приняты стальные трубы диаметром d=0,08 м и
длиной 7 = 2,5 м, располагаемые вертикально и соединенные на сварке стальной
полосой 40X4 мм (рнс. VI.3);
мощность электродвигателя серии A4I60S2 С/=15 кВт, л=3000 мни-1;
мощность трансформатора принята 170 кВ • А, требуемое по нормам до-
пускаемое сопротивление заземляющего устройства (га] 4 Ом.
Решение, Принимаем схему заземления электродвигателя, как показано
иа рис. VI.2. Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя
Rb, Ом, по формуле
Яв =
Ррасч
2nZ
1п
21
d
4t — I /’
1
+
где t — расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м,
I, d — длина и диаметр стержневого заземлителя, м.
Расчетное удельное сопротивление грунта ррасч = рф, где ф— коэффициент
сезонности, учитывающий возможность повышения сопротивления грунта в те-
чение года.
Согласно (II] принимаем ф=1,7 для I климатической зоны. Тогда ррасч=
= рф = 100 • 1,7= 170 Ом • м,
170	I	2-2,5	1	4-2,05 + 2,5\	
=---------11п --------+— 1п----------------I =48 Ом
2л-2,5	\	0,08	2	4-2,05—2,5/
Определяем сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые
заземлители, Яп = (Ррасч/2я^1п^2/<*0
Где / — длина полосы, м, t — расстояние от полосы до поверхности земли, м,
d=0,5 ъ (Ь — ширина полосы, равная 0,08 м). Определяем расчетное удельное
сопротивление грунта р'расч при использовании соединительной полосы в ,виде
горизонтального электрода длиной 50 м. При длине полосы в 50 м (II], ф'—5,9
(табл. 3.12). Тогда р'расч=рф'= 100 • 5,9=590 Ом • м,
590
^п= 2я-50
In
502
0,04-0,8
= 21 Ом.
7е
Определяем ориентировочное число л одиночных стержневых заземлите-
лей по формуле п = ^в/[/-»]Пв = 48/4 • 1 = 12 шт., где [г31 — допустимое по нормам
сопротивление заземляющего устройства, Цв — коэффициент использования вер-
тикальных заземлителей (для ориентировочного расчета л» принимается рав-
ным 1).
87
Рис, VI.2. Принципиальная схема
защитного заземления
ПП — пробивной	предохранитель;
R<3 — заземление	нулевой точки
трансформатора; /?з — заземляющее
устройство; /?из — сопротивление
изоляции; С/пр — напряжение при-
косновения; 7з — ток замыкания на
землю; /чел — ток, протекающий
через человека; / — плавкие встав-
ки; 2— электродвигатель; 3— график
распределения потенциалов на по-
верхности земли
Рнс. VI.3. Устройство заземления
а — схема заземляющего устройст-
ва; б — расположение одиночного
заземлителя; / — плавкие вставки;
2 — электродвигатель; 3 — соедини-
тельная полоса; 4 — трубчатый за-
землитель
Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с рас-
стоянием между смежными заземлителями равным 21. По табл. 3.2 и 3.3 [Ир
найдем действительные значения коэффициента использования tjd и 1)г, исхо-
дя нз принятой схемы размещения вертикальных заземлителей, tib = 0,66,
Т)г=-0.39.
Определяем необходимое число вертикальных заземлителей
п = /?в/([г3] Т]Б) = 48/(4-0,66) ~ 18 шт-
Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства /?
с учетом соединительной полосы
/?в "ПгН- Rr Лв п 48-0,394-21-0,66-18
Правильно рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать усло-
•вяюЛ^рзР Расчет выполнен верно, так как 3,76<4. Если R>(ra}. то необ-
ходимо увеличить число вертикальных заземлителей (электродов).
88
ГЛАВА VII. МОЛНИЕЗАЩИТА ЗДАНИИ И СООРУЖЕНИЙ
1.	Параметры грозовой деятельности
и воздействие молнии на объекты
Интенсивность грозовой деятельности характеризуется средним
числом грозовых часов в году пч или числом грозовых дней в году
Пд. Прн пд = 30 ди. продолжительность грозы считают равной 1,5 ч,
при лд>30 ди. — 2 ч.
Применяют и более обобщенный показатель—среднее число
ударов молнии в год (п) иа 1 км2 поверхности земли, зависящий от
интенсивности грозовой деятельности.
Интенсивность гро-
зовой деятельности
за год, ч
Среднее число уда-
ров молнии в год на
I км2
1 0...20	20. ..40 । 40. ..60	60...80	80...100
1	316	9	12
Используя значение пч, определяют вероятное число ударов мол-
нии в год N в здание или сооружение, не имеющее молннезащиты,
Л’ = (5 + 6ЛЖ) (Z. + 6/iJn. Ю-о,
где S — ширина защищаемого здания или сооружения, м; L — его длина, м;
hx — наибольшая высота здания или сооружения, м.
Если здание имеет сложную конфигурацию, то при расчете за
S и L принимают ширину и длину прямоугольника, в который вписы-
вается план здания.
Считают, что молнии попадают в здание или сооружение в пре-
делах территории, контур которой удален от контура сооружений на
трн его высоты.
Для дымовых труб котельных, водонапорных н силосных башен,
мачт, деревьев ожидаемое число ударов молнии в год определяют по
формуле
V = 9- 1О-о дг.
В незащищенную от молнии линию электропередачи протяженно-
стью L км со средней высотой подвеса провода Лер число ударов
молнии в год составит при допущении, что опасная зона распростра-
няется от оси линии в обе стороны на 3 Лор
А = 0,42-10-з/.Лср пч.
Различают два рода воздействия молнии: первичное, связанное
с прямым ударом, и вторичное, вызванное электромагнитной и элек-
89
тростатической индукцией и заносом высоких потенциалов через ме-
таллические коммуникации в сооружения при разряде облака. В ре-
зультате этих явлений могут возникать пожары, взрывы, разруше-
ния конструкций, поражения людей, перенапряжение на проводах
электрической сети.
2.	Классификация зданий и сооружений
по устройству молниезащиты
В зависимости от вероятности вызванного молнией пожара или
взрыва, исходя из масштаба возможных разрушений и ущерба, уста-
новлены три категории зданий и сооружений.
К I категории относят здания и сооружения (или их части),
в которых имеются взрывоопасные зоны классов В-I и В-П согласно
Правилам устройства электроустановок (ПУЭ-76). В них хранятся
нли содержатся постоянно либо появляются во время производствен-
ного процесса смеси газов, паров или пыли горючих веществ с возду-
хом нли иными окислителями, способные взорваться от электрической
искры.
Ко II категории относят здания и сооружения (нли их части),
в которых имеются взрывоопасные зоны классов В-la, В-16 и В-На
согласно ПУЭ-76. В таких сооружениях опасные смес-и появляются
лишь при аварии или неисправностях в технологическом процессе.
К этой же категории принадлежат наружные технологические уста-
новки и открытые склады, содержащие взрывоопасные газы и пары,
горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (газгольдеры, цистерны
и резервуары, сливо-наливные эстакады и т. п.), относимые по
ПУЭ-76 к взрывоопасным зонам класса В-1г.
В III категорию входят:
1)	здания и сооружения со взрывоопасными зонами классов
П-I, П-П и П-Па согласно ПУЭ-76,
2)	открытые склады твердых горючих веществ и наружные тех-
нологические установки, в которых применяют или хранят горючие
жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °C, относимые по
ПУЭ к классу П-Ш,
3)	здания и сооружения III, IV и V степени огнестойкости, в ко-
торых отсутствуют производства с зонами, относимыми по ПУЭ к
классам пожаро- и взрывоопасным,
4)	жилые и общественные здания, возвышающиеся на 25 м и бо-
лее над средней высотой окружающих зданий в радиусе 400 м, а так-
же отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от дру-
гих зданий на 400 м и более,
5)	общественные здания III, IV и V степени огнестойкости сле-
дующего назначения: детские сады и ясли, школы и школы-ннтерна-
90
ты, спальные корпуса и столовые санаториев, домов отдыха и пионер-
ских лагерей, лечебные корпуса больниц, клубы, кинотеатры,
6)	здания и сооружения, являющиеся памятниками истории и
культуры,
7)	дымовые трубы предприятий и котельных, водонапорные и
силосные башни, вышки различного назначения высотой более 15 м.
При выборе устройств молниезащиты по этим категориям учиты-
вают важность объекта, его высоту, расположение среди других
объектов, интенсивность грозовой деятельности и другие факторы.
Здания и сооружения I категории должны быть обязательно за-
щищены от прямых ударов молнии, от электрической и электромаг-
нитной индукции, от заноса высокого потенциала через подземные и
надземные коммуникации на всей территории СССР. Молниеотводы
предусматриваются с зонами защиты типа А.
Здания и сооружения II категории должны быть защищены от
прямых ударов молнии; вторичных ее воздействий и заноса высоких
потенциалов по коммуникациям только в местностях со средней ин-
тенсивностью грозовой деятельности пч^10. Тип зоны защиты мол-
ниеотводов зависит от показателя N: тип А берется при А>1,
тип Б — при I.
Наружные технологические установки класса В-1г, относимые ко
II категории, подлежат защите от прямых ударов молнии на всей
территории СССР, а молниеотводы предусматриваются с зонами ти-
па Б. Некоторые нз этих установок (например, резервуары с плаваю-
щими крышами или понтонами) подлежат защите и от электростати-
ческой индукции.
Здания и сооружения III категории подлежат молниезащите в
местностях с грозовой деятельностью 20 ч и более в год, а тип зоны
защиты молниеотводов зависит от степени огнестойкости здания.
Например, зона типа Б требуется для зданий и сооружений I и II
степени огнестойкости — прш0,01<М^2, зона типа А — для III, IV
н V степени огнестойкости при М>2.
Для наружных установок класса П-Ш и для жилых и общест-
венных зданий предусматривают молииезащнту при грозовой дея-
тельности 20 ч и более в год и зону защиты типа Б.
Все здания н сооружения III категории защищают от прямых
ударов молнии и заноса высоких потенциалов через наземные метал-
лические коммуникации. Наружные установки защищают только от
прямых ударов молнии.
3.	Устройство молниезащиты и зоны защиты
молниеотводов
При устройстве молниезащиты соблюдают следующие условия:
соответствие типа молниезащиты характеру производственного про-
цесса в здании или сооружении, а также на всем объекте, возмож-
ность типизации конструктивных элементов молниезащиты, надеж-
ность действия всех элементов молниезащиты и их «равнопрочность»,
большой срок службы (10 лет и более), возможность применения
недорогостоящих материалов и использование конструктивных эле-
ментов здания и сооружения, наглядность монтажа, предупреди-
тельные и воспрещающие знаки или ограждения, доступ ко всем
элементам при контроле, восстановлении или ремонте.
При выполнении молниезащиты зданий и сооружений всех кате-
горий для повышения безопасности людей и животных заземлители
кроме углубленных размещают в редко посещаемых местах (на газо-
нах, в кустарниках) в удалении на 5 м и более от основных грунто-
вых проезжих н пешеходных дорог, располагают их под асфальто-
выми покрытиями или устанавливают предупреждающие плакаты.
Токоотводы размещают в недоступных местах.
Для снижения опасности шаговых напряжений применяют углуб-
ленные и рассредоточенные заземлители в виде лучей и колец.
При устройстве молниезащиты зданий и сооружений любой кате-
гории учитывают возможность экранирования их зонами защиты мол-
ниеотводов других близко расположенных зданий н сооружений. При
этом максимально используют естественные молниеотводы (вытяж-
ные трубы, водонапорные башип, дымовые трубы, линии электропере-
дачи и другие возвышающиеся сооружения).
Молниеотвод защищает здание и сооружение от прямых уда-
ров. Он состоит из молииеприемника, непосредственно воспринимаю-
щего удар молнии, токоотвода (спуска), соединяющего молниеприем-
ник с заземлителем, заземлителя, через который ток молнии стекает
в землю. Вертикальную конструкцию (столб или мачту) или часть
сооружения, предназначенную для закрепления молииеприемника и
токоотвода, называют опорой молниеотвода.
Защитное действие молниеотвода основано иа свойстве молнии
поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические
сооружения.
Зона защиты молниеотвода — это часть пространства, примы-
кающая к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение за-
щищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надеж-
ности. Зона защиты типа А обладает степенью надежности 99,5 %
и выше, а зона защиты типа Б — 95 % и выше.
92
По типу молннеприемников молниеотводы делят на стержневые,
тросовые и в виде сетки, по числу и общей зоне защиты — на одиноч-
ные, двойные и многократные. Кроме того, различают молниеотводы
отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемо-
го здания.
Стержневые молниеотводы представляют собой вертикальные
стержни или мачты, тросовые — горизонтальные стальные канаты
или провода, закрепленные на двух опорах, по каждой из которых
прокладывают токоотвод к отдельному заземлителю. У сеточных
молниеотводов молниеприемником служит металлическая сетка, при-
соединяемая токоотводом к заземлителю. Чаще используют стерж-
невые молниеотводы.
При устройстве молниезащиты учитывают особенности защищае-
мого здания.
Одиночный стержневой молниеотвод. Зона его защиты при
высоте Л ^150 м представляет собой конус (рис. VII.1), вершина
которого находится на высоте Л0<Л, основание образует круг радиу-
сом Ro. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защитного
уровня сооружения hx представляет собой круг радиусом R*. Эти ве-
личины составят для зоны типа А:
Ло = 0,85Л; /?0 = (1,1 —0.002Л) Л; Rx = (1,1 — 0,002Л) (Л—Лж/0,85),
для зоны типа Б:
Ло = 0,92Л; /?0=1,5Л;	1,5 (Л —Лж/0,92),
где Rx и Лх определяют по закону подобия треугольников.
Для зоны типа Б высоту молниеотвода при известных величинах
Лх и Rx устанавливают по формуле
Л = (/?х+1,63Лж)/1,5.
Двойной стержневой молниеотвод при ht^lbO мм (рис. VII.2).
Торцевые части зоны защиты определяют как зоны одиночных стерж-
невых молниеотводов. Значения Ло, Ro, Rx; и RX2 рассчитывают по
вышеприведенным формулам для обоих типов зоны защиты.
Зона типа А (при £=C3 Л):
при L Л, Лс = Лр; /?с”Ro; Rcx=Rx.
npuL>h, ЛС = ЛО—(0,17 + 3-10~4 Л) (L—Л); RC = RO;
Rex-22- Ro Лд.)/Л(,.
Зона типа Б (при A=C5 Л):
приА<1,5Л, ЛС = ЛО; Rcx — Rx; Rc=Ro,
приА>1,5Л, ЛС = ЛО—0,14 (1 — 1,5Л).
93
t6
Xl{ эн
.godX вн iqxulnec whos bHhh
-BdJ — z !и1гнае эияойЛ вн
нхиШвв i4hoe епннесМ — I
НХООМЯ flOHEBd яомоя
-хоан HIT ON Х1ЧЯЭНЖ<1ЭХ0 xXfltf
1ЯХИ1ПВЕ BHO£ ‘C’llA *3H<1
°u
гху anaodX
ВН М1Н1ЛВЕ 1ЧИО6 BHHBBdJ — f
'.ixy QHHodX вн нхи’тпве инов
BdHHBdJ — z !и1гкэб QHHOdX
ВН ПХВ^ПВЕ 1ЧНОЕ BUHHBdj — /
W os I
otf иохоэна вИояхоэнн
-vow oJoaaHMcdaio ojoH^ostf
НХНУПВС B11O£ ‘S'lIA *3Bd
W osi
otf У0Х031ЯЯ BtfOflXOORRVOW
oJOflOHWdaxa олоннони’п'о
НХНУПВВ BHO£ TUA ’OHd
Величины Re и Rex определяют как для зоны типа А. При изве-
стных Лс, L и Rex —0 высоту молниеотвода для зоны типа Б опреде-
ляют по формуле:
h = (/1с + 0,14Л)/1,13.
Если стержневые молниеотводы стоят на расстоянии Ljs3 и
Б>5 /г, их рассматривают как одиночные.
Двойной стержневой молниеотвод разной высоты при ht и
1ы<.1д0 м (рис. VII.3). Торцевые части также представляют собой
зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов соответствую-
щей высоты, а йоь Л02, ROi, //сг, Rxi, Rx? определяют как для одиноч-
ного молниеотвода для обоих типов зон.
Лсл = Ло(Лс-Лх)/Лс, Яс = (Яо1Ч-/?о2)/2;
/1С” (Лс1+лС2)/2;
Рис. VII.4. Зона защиты (в плане)
многократного стержневого молние-
отвода высотой 150 м
/ — граница зоны защиты на уров-
не земли; 2 — граница зоны за-
щиты на расчетном уровне
Рис. VII.5. Зона защиты одиночно-
го тросового молниеотвода высо-
той до 150 м
/ — граница зоны защиты на уров-
не земли; 2 — граница зоны защи-
ты на уровне hx
95
где hc\ н /leg для обоих типов зон защиты вычисляют по формулам для двой-
ного стержневого молниеотвода при h 150 м.
Для разновысокого двойного стержневого молниеотвода зона за-
щиты типа А существует при А^Зй], типа Б — при A^5/ij.
Многократный, стержневой молниеотвод. Зону защиты много-
кратного стержневого молниеотвода равной высоты определяют
как зону защиты попарно взятых соседних стержневых молниеот-
водов (рнс. VI 1.4).
Основным условием защищенности одного сооружения или груп-
пы сооружений высотой hx с надежностью, соответствующей зонам
типа А и Б, является неравенство /?сх>0 для всех попарно взятых
молниеотводов. Величину Rex для обоих типов зоны защиты рассчи-
тывают по формулам для двойного стержневого молниеотвода при
п<150 м.
Одиночный тросовый молниеотвод при h^.150 м (рис. VII.5).
Здесь h — расстояние по высоте до троса в точке наибольшего про-
веса. С учетом стрелы провеса при известной высоте опор йоп н дли-
не пролета а<120 м высота до троса h—hOB—2 м, а при а =
= 120 ... 150 м h — hoa—3 м.
Зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов имеют следую-
щие размеры.
Для типа А:
йо = О,85й; 7?0 = (1,35 — 0,0025/1) ft;
Дх = (1,35 —0.0025Л) (й—йх/0,85).
Для типа Б:
йо = О,92й; Д0=1,7й; /?Л= 1,7 (й—йж/0,92).
Для зоны типа Б высота одиночного тросового молниеотвода при
известных йх и R* равна й= (/?х + 1,85йх)/1,7.
4.	Определение расстояний от молниеотвода
до сооружения. Устройство молниеотвода
Под действием прямого удара молнии возможен занос высоких
потенциалов (по кратчайшим расстояниям: по воздуху — SB, по изс
лированной опоре (дереву) на металлическую кровлю — Sa и гт
грунту на коммуникацию, выходящую из здания (трубопровод, к-
бель и т. п.), S3 (рис. VII.6).
Расстояния SB и 5д (высота изолированной опоры йоп) устанав-
ливают по кривым рисунка VII.7. При их построении принималась на-
пряженность электрического поля воздуха £в = 500 кВ/м и дерева
Дд = 25 кВ/м. Аналогично рассчитывают расстояние SB2 от опоры
(токоотвода) тросового молниеотвода до сооружения, а также уд.;
96
Рис. VII.6. Расчетные схемы для определения безопасных расстояний от мол-
ниеотвода до сооружения
а — отдельно стоящий стержневой молниеотвод; б — изолированный молниеот-
вод на здании; 1 — токоотвод; 2 — заземлитель; 3 — опора изолированного
молниеотвода; 4 — сооружение; 5 — коммуникации
Рнс. VI 1.7. Наименьшие допустимые расстояния от стержневого молниеотвода
до защищаемого сооружения в зависимости от сопротивления заземлителя
-С	Рнс. VII.8. Отдельно стоящий тросовый молниеотвод
/ — металлические коммуникации; 2 — защищаемый объект
ление иаинизшей точки троса SB до кровли или выступающей над
ией конструкции при ударе молнии в середину троса (рис. VII.8).
“При этом за величину /э берут высоту опоры, сложенную с величиной
полупролета. Наименьшие допустимые расстояния SBj и Sbj (см.
’’рис. VII.8) от тросового молниеотвода до защищаемого сооружения
“определяют по кривым соответственно иа рис. VII.9 и VII.10.
S.J
4 Зак. 600	97
Рис. VII.9. Наименьшие допустимые расстояния от каната в середине пролета
до защищаемого сооружения в зависимости от сопротивления заземлителя
Рис. VII.10. Наименьшие допустимые расстояния от стойки до защищаемого
объекта в зависимости от сопротивления заземлителя
6}
Рнс. VII.11. Конструкции стержневых молниеотводов
а — иа деревянной опоре; б — металлический решетчатый типа М-25; в — на
железобетонной опоре; г — из газовых труб, устанавливаемых иа крыше; 1 —*
оттяжка; 2 — фланец
<13
Опоры молниеотводов. Опоры стержневых и тросовых молние-
отводов как отдельно стоящих, так и устанавливаемых на защи-
щаемом сооружении, могут быть деревянными, металлическими и
железобетонными (рис. VII.11).
Молниеотводы, устанавливаемые на сооружении, могут быть на-
стенные и кровельные. Настенные молниеотводы имеют небольшую
длину, изготавливают их из металла (труб или угловой стали) и за-
крепляют посредством скоб, хомутов или кронштейнов.
Кровельные молниеотводы (рис. VII.11, г) чаще всего выполняют
из труб разного диаметра, снабженных фланцами для крепления к
крыше с помощью болтов. Дополнительная устойчивость достигается
посредством оттяжек из полосовой или угловой стали. Высота таких
молниеотводов 2,5 .. 10 м.
Опорами стержневых молниеотводов могут служить деревья, рас-
тущие вблизи защищаемых зданий и сооружений.
Для тросовых молниеотводов можно использовать те же опоры,
но в случае необходимости повысить их устойчивость оттяжками или
подкосами.
Выбор материала опор обусловливают в основном необходимой
высотой молниеотвода, расчетными механическими нагрузками,
а также экономическими соображениями. При этом следует учиты-
вать сочетание их с архитектурой защищаемого объекта, климатиче-
скими условиями и т. п.
Молниеприемиики стержневые, тросовые и в виде сетки, непо-
средственно воспринимающие прямой удар молнии, должны выдер-
живать тепловые и динамические воздействия тока молнии и быть
надежными в эксплуатации. Молниеприемиики стержневых молние-
отводов изготавливают из покрытой антикоррозионной защитой по-
лосовой, круглой и угловой стали либо из некондиционных водо-
газопроводных труб. Конец трубы сплющивают или надежно закры-
вают металлической пробкой. Наименьшее сечение молииеприемника
должно быть 100 мм2, а длина — не меиее 200 мм (рис. VII.12, а)
Наибольшее распространение при защите зданий получили мол-
ииеприемники из круглой стали или стальной проволоки (катанки)
(рис. VII. 12, б).
В качестве молниеприемников можно использовать дымовые,
выхлопные и другие металлические трубы объекта, кровлю, дефлек-
торы (если они ие выбрасывают горючие пары и газы) и другие ме-
таллические элементы сооружений. Применяют молниеприемиики
в виде сетки (6X6 м2); сваренной из круглой стали диаметром
6... 8 мм, или полосовой стали сечением ие менее 48 мм2 и уложен-
ной на кровлю под гидро- или теплоизоляцию (если она несгорае-
мая). Молниеприемиик тросового молниеотвода выполняют преиму-
4*
Рнс. VH.52. Молниеотводы
а — из круглой стали; б — из стальной проволоки; в — из стальной трубы;
г — из полосовой стали; д — нз уголковой стали
щественно из стального многопроволочного н только оцинкованного
каната диаметром до 7 мм (сечение ие менее 53 мм2).
Токоотводы применяют для соединения молниеприемников с за-
землителями, изготавливают из стали любого профиля. Они долж-
ны быть оцинкованы, пролужены или окрашены для предупрежде-
ния коррозии. Не рекомендуется применять многопроволочный
стальной канат, если у него не оцинкована каждая нить.
Наименьшее сечение токоотводов, выполненных из угловой и по-
лосовой стали и расположенных вне сооружения, 48 мм2, а для рас-
положенных внутри — 24 мм2. Круглые токоотводы должны иметь
наименьший диаметр соответственно 5 и 6 мм.
Токоотводами могут служить металлические элементы сооруже-
ний — арматура железобетонных конструкций, направляющие лифтов,
пожарные лестницы, водопроводные, водосточные и канализационные
трубы, колонны, стенки резервуаров и т. п., электрически надежно
связанные по всей длине.
Соединения токоотводов (специальных н естественных) должны
быть сварными (внахлест). Болтовые и заклепочные соединения до-
пускаются только для объектов III категории устройства молииеза-
щиты. В этих случаях Места соединения не окрашивают, а лудят.
С заземлителями токоотводы соединяют только сваркой. Во всех
случаях площадь контакта должна быть ие меиее двух площадей
сечеиия деталей, а длина контакта — около шести диаметров прово-
локи или две ширины полосы либо полки уголка.
При подсоединении токоотводов к отдельным заземлителям на
высоте около 1,5 м от поверхности земли устанавливают надежные
болтовые зажимы, позволяющие отсоединить токоотвод для конт-
роля заземлителя (рис. VII. 13).
100
Токоотводы от молниеприемников прокладывают кратчайшим
путем к заземлителю. Их нужно располагать на таком расстоянии от
входов в здания, чтобы с ними не могли соприкасаться люди. Допу-
стимо касание токоотводов со стенками любого типа (например, при
прокладке от сетки, расположенной иа кровле). Через каждые 2 м
их крепят к опоре илн стене бандажами или скобами.
Токоотвод на деревянной кровле желательно прокладывать на
деревянных или металлических колышках высотой 10 ... 15 см, рас-
положенных друг от друга иа расстоянии 50 ... 60 см. Необходимо
избегать острых углов и тем более петель в токоотводе, так как зна-
чительные электродинамические усилия при больших токах молнии
могут разорвать токоотвод на этих участках или вызвать искровое
перекрытие между ближайшими точками петли токоотвода.
Рис. VII.13. Конструкции разъемов
токоотводов (а) и защита токоот-
водов от механических поврежде-
ний (б)
/ — токоотвод: 2 — стальной уголок
илн швеллер
Рис. VII.14. Зажим для присоеди-
нения плоского (а) и круглого (б>
токоотводов к металлической кров-
ле
/ — токоотвод: 2 — кровля; 3 —
свинцовая прокладка; 4 — стальная
пластина с приваренным токоотво-
дом
101
Металлическая кровля, а также короба и трубы могут быть
соединены с токоотводами болтовыми зажимами, изображенными
на рис, VII.14.
Заземляющие устройства-—заземлители, находящееся в доста-
точно хорошо проводящей среде, бывают одиночными (простыми) и
сложными (комбинированными). К одиночным относятся трубы или
электроды из круглой, полосовой, угловой И листовой стали. Слож-
ные заземлители образуют из комбинации простых. Одиночные де-
лятся на сосредоточенные и протяженные. У сосредоточенных по-
тенциал практически не изменяется по длине, у протяженных по-
тенциалы начала и конца отличаются друг от друга вследствиё
большой длины электродов, малого нх сечения, высокого удельного
сопротивления материала или малой удельной проводимости грун-
та. Кроме того, различают искусственные и естественные заземли-
тели (водопроводные и обсадные трубы, металлические каркасы
сооружений, трубопроводы, если по ннм ие доставляются газ или
горючие жидкости).
Заземлители могут быть поверхностными и углубленными.
Последние обычно изготовляют из круглой или полосовой стали и
укладывают в глубокие котлованы нли траншеи, чаще всего по пе-
риметру фундамента.
Заземлители могут быть вертикальными (стержнями из круглой
н угловой стали и трубы, забиваемыми в грунт, реже — стальными
круглыми стержнями, ввинчиваемыми в грунт) и горизонтальными,
изготовленными нз любой профильной стали, закапываемые неглу-
боко в грунт.
Вертикальные заземлители длиной 2... 5 м применяют в глини-
стых или смешанных грунтах с удельным сопротивлением р<
<300 Ом-ми при сравнительно высокой уровне грунтовых вод. Если
же верхние слои почвы обладают высоким р и уровень вод низок,
то длину электродов увеличивают до 4... 6 м. Наиболее удобны
заземлители из круглой стали диаметром 12 ... 20 мм, угловой —
с шириной полок 40... 50 мм и толщиной ие менее 4 м и трубы
(чаще всего некондиционные или непригодные к дальнейшему исполь-
зованию по назначению) с наружным диаметром 25 ... 60 мм н тол-
щиной стенки не менее 3,5 мм.
Верхний конец вертикальных заземлителей располагают иа
0,5... 1 м ниже уровня поверхности грунта. На этом уровне высыха-
ние или промерзание грунта затруднено.
Горизонтальные заземлители используют в грунтах с длительно
влажными верхними слоями или в местах, где трудно забивать вер-
тикальные электроды (гористая местность, районы вечной мерзлоты).
Если грунт обладает плохой про-
водимостью, например песок, то
траншею для горизонтальных за-
землителей заполняют другим
грунтом, удобренным солями или
их растворами.
Для электродов берут преиму-
щественно полосовую сталь сече-
нием 40X4 мм и реже — круглую
эквивалентного сечения. Электро-
ды укладывают на глубину
0,6...0,8 м в виде одного или не-
скольких симметричных л.учей,
длина каждого из иих, считая от
токоотвода, обычно не превыша-
ет 25...30 м. Чем выше удельное
сопротивение грунта, тем больше
число заземлителей и длина луча.
Заземлители любого типа соеди-
няют между собой и с токоотво-
дами только сваркой.
На рис. VII.15 приведены воз-
можные конструкции заземлите-
лей для молниеотводов. Заземли-
для молниеотводов
а — кольцевой в плане (стальная
полоса шириной 4 см нли круглая
сталь диаметром 1...2 см); б —
двухлучевой из вертикальных элек-
тродов соединенных полосой сече-
нием не менее 160 мм2 (аналогично
выполняются трехлучевые и четы-
рехлучевые с общей точкой присое-
динения к токоотводу); в — четы-
рехэлектродный вертикальный за-
землитель с соединениями полосо-
вой сталью по периметру и радиу-
су (таким же образом создаются
трех- и двухэлектродные заземлите-
ли); г — четырехлучевой симмет-
ричный из горизонтальных полосо-
вых или угловых электродов в пла-
не (аналогично делается заземли-
тель из трех и двух лучей)
тель «а» при трех и четырех лучах может быть соединен полосой
и по периферии. Кроме того, вертикальные заземлители могут рас-
полагаться в несколько параллельных рядов или по контуру (обыч-
но прямоугольнику).
5. Расчет заземляющего устройства
Сопротивлением заземлителя или сопротивлением растеканию
тока с него R называют отношение потенциала U на ием к току /,
стекающему с него. Для сосредоточенных заземлителей величина R.
представляет собой сопротивление среды, в которой находится за-
землитель. Оно не учитывает материала заземлителя и переходного
или контактного сопротивления между заземлителем и средой.
Сопротивление среды для сосредоточенных заземлителей зависит
от ее свойств, размеров и формы электродов и их взаимного распо-
ложения. На сопротивление протяженных заземлителей, кроме того,
влияют и проводящие свойства материала.
Сопротивление растеканию /? одиночных электродов при токах
промышленной частоты определяют в зависимости от типа заземли-
теля:
103
для труб и электродов из круглой стали, забитых вертикалью
вровень с поверхностью земли,
р	21
Я, =------ 1п-----;
1	2л/	г
для труб и электродов, погруженных на глубину,
^2 = _р_ Лп_!_
2	2л/ \ г
,J_. 4А+’
+ 2 П4й — 1
для труб и электродов из круглой стали, закопанных горизонтальнс
иа глубину,
Я3=-^-1п
л/
1
Т/2Л7
для колец диаметром D из круглой стали
о = -£-
4	20D
4D	n.D
1п —+1п “ТГ"
г	Ah
где р — удельное сопротивление грунта. Ом • м; I — длина электрода, м, зави-
сит от р (табл. VH.I); г — радиус круглой стали (для угловой стали г = 0,47 Ь.
здесь b — ширина полки уголка, для полосовой стали г=0,25 h — глубина
заложения трубы или электрода, м; D — диаметр кольца.
В формуле определения R2 вторым слагаемым можно пренебречь,
так как оно составляет 4 ... 5%.
VII.1. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЛИНЫ /пр ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ
ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
р, Ом-м	До 500	500	1000	2000	4000
'пр- “	25	35	50	80	I 00
Удельное сопротивление грунта р зависит от состава почвы, ее
влажности, температуры, плотности и других факторов. Ориентиро-
вочные значения р, Ом-м, приведены ниже:
Торф...........................................................40
Речиая	вода ..................................................50
Глина	.	,................................................70
Каменистая	глииа ............................................ 100
Суглинок	 .................................,	...	150
Смешанный грунт (глина, известняк, щебень) .	.	.	.150
Чернозем....................................................  200
Супесь......................................................  400
Песок......................................,	.	.	.	.9 00
Известняк,	мергель...........................................1400
Скальный грунт.............................................. 3000
104
Сопротивления одиночных заземлителей, вычисленные по приве-
денным формулам, оказываются выше полученных при стекании с них
больших токов молнии.
Сопротивление заземлителей при растекании тока молнии назы-
вают импульсным и определяют по формуле
»
где Л — сопротивление электрода прн низкой частоте и при малых плотностях
токов иа поверхности; аи — импульсный коэффициент для одиночного электро-
да (табл. VII.2).
VII.2. КОЭФФИЦИЕНТ <хн
р, Ом-м	До 100	100	500	1000	2000
“и	0,9/0,9	0,7/0,9	0, 5/0, 7	0,3/0,5	— /0, 35
Примечание. До черты коэффициент для комбинированных зазем-
лителей, после черты — для вертикальных.
Этот коэффициент тем меньше, чем больше удельное сопротивле-
ние р, выше амплитуда тока молиии /м и меньше длина электрода
(рис. VII.16 и VII.17). Для токов с амплитудой 10 кА — коэффициент
можно увеличить иа 0,1, а для токов с амплитудой 20 кА уменьшить
на 0,1. Импульсное сопротивление сложного заземлителя из п
параллельно включенных одиночных стержней или полос определяют
по формуле
где Т|я— импульсный коэффициент использования, зависящий от числа элек-
тродов, нх длины, поперечных размеров и взаимного расположения [16].
Для вертикальных стержней, электрически связанных полосой н располо-
женных на расстоянии вдвое большем их длины, а также для трех горизон-
тальных симметричных полос Пя=0,75, а для двух расходящихся в обе сто-
роны полос 11н ~ 0.95.
Импульсное сопротивление сложного и часто встречающегося за-
землителя из п вертикальных стержней, соединенных горизонтальной
полосой или круглой сталью, определяют по формуле
РИВ п	1	*ИВ Я иг
(#ивМ) + Яиг Ли (^ив + ^^иг)
где Лив, Ляг — импульсное сопротивление соответственно вертикального стерж-
ня и горизонтальной полосы.
Импульсное сопротивление оценивают по измеренному сопротив-
лению согласно табл. VII.3.
Например, если по нормам нлн по расчету нужно иметь /?ис =
= 20 Ом, то при р==500 Ом-м необходимо получить измеренную вели-
чину сопротивления в 30 Ом. Если оно окажется большим, то сле-
дует увеличить число электродов.
105
VII.3. СВЯЗЬ МЕЖДУ СОПРОТИВЛЕНИЯМИ ПРИ ИМПУЛЬСЕ
И ПРОМЫШЛЕННОЙ (НИЗКОЙ) ЧАСТОТЕ
Величина импульсного сопротивления заземлителя ^яс, Ом	Сопротивление заземлителей, измеренное иа перемен- ном токе, в зависимости от удельного сопротивления грунта р, Ом*м			
	100	500	1000	более 1000
5	5	7.5	10	15
10	10	15	20	30
20	20	30	40	60
30	37	45	60	90
40	40	60	80	120
50	50	75	100	150
Заземлители защиты от вторичных воздействий молнии рассчи-
тывают по методике определения сопротивления растеканию тока
промышленной частоты.
При растекании тока с заземлителя или с любого другого под-
земного металлического предмета в грунте образуется потенциальное
(электрическое) поле. Распределение потенциала на поверхности
земли при протекании тока молнии через трубчатый заземлитель по-
казано на рисунке VII. 18. Оно зависит от геометрических размеров
электрода и способа его установки.
Рис. VII.16. Импульсный коэффи-
циент ан для вертикального оди-
ночного заземлителя длиной /==
—2,5 м диаметром до 6 см
Рис. VII.17. Импульсный коэффи-
циент для горизонтального элек-
трода (стальная полоса шириной
2 ... 4 см или круглая сталь диа-
метром 1 ... 2 см) при амплитуде
тока молнии рм=20 кА
Рис. VII.18. Йзмеиеиие потенциала
по поверхности земли у заземлите-
ля прн растекании тока молнии
106
Для безопасности рекомендуется ограждать заземлители или во
время грозы не допускать людей к заземлителям ближе 5... 6 м, рас-
полагать их дальше от дорог, тротуаров и т. д.
ГЛАВА VIII. САНИТАРНО-БЫТОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ
1.	Расчет потребности в производственно-бытовых
помещениях
Санитарно-бытовое обеспечение заключается в устройстве произ-
водственно-бытовых зданий и помещений для храиеиия одежды, лич-
ной гигиены, отдыха, обогрева и охлаждения работающих, ухода за
спецодеждой, обувью и средствами индивидуальной защиты, меди-
цинского обслуживания и общественного питания.
Санитарно-бытовое обслуживание может осуществляться в инвен-
тарных зданиях и помещениях, а такЩе в зданиях, имеющихся иа
стройплощадке и подлежащих <сиосу, в бытовых комплексах, обслу-
живающих рабочих действующих предприятий. Наиболее прогрес-
сивным решением считается снабжение строителей наборами инвен-
тарных зданий, изготовляемых на предприятиях министерств и ве-
домств.
Инвентарные здания санитарио-бытового назначения в зависимо-
сти от конструктивного решения могут б!лть трех типов: передвиж-
ные, контейнерные и сборно-разборные. Большую мобильность имеют
передвижные здания.
Номенклатура производственно-бытовых зданий н помещений
включает санитарно-бытовые помещения, помещения здравоохранения,
общественного питания и помещения для сушки, обеспыливания,
обезвреживания и ремонта спецодежды и спецобуви.
Проектирование санитарно-бытового обеспечения включает рас-
чет потребности в производственио-бытовых помещениях и размеще-
ние их иа строительном объекте.
При этом учитывают следующие требования: максимальное -ис-
пользование постоянных объектов, применение инвентарных зданий
заводского изготовления, обеспечение санитарно-бытового обслужи-
вания работающих непрерывно на всех этапах производства работ,
своевременное поступление на стройплощадку необходимого комп-
лекта зданий в соответствии с графиком производства работ.
Расчет потребности в производственно-бытовых помещениях ре-
комендуется производить в следующей последовательности:
определяют исходные данные, характеризующие деятельность
строительной организации (годовую программу работ, состав и чис-
ленность работающих, структуру выполняемых строительно-монтаж-
107
ных работ, наличие или проекты типовых инвентарных зданий и
сооружений);
выбирают нормативные показатели санитарно-бытового, медицин
ского и общественного обслуживания работающих;
устанавливают нормативную потребность в площадях и оборудо-
вании;
выбирают типы зданий или их проекты.
При расчете потребности в производственно-бытовых помеще-
ниях возможны два случая: когда известна только годовая програм-
ма работ организации или когда имеются календарный график произ-
водства работ и график движения рабочей силы.
Первый случай возникает на этапе разработки проекта организа-
ции строительства (ПОС). Для расчета потребности в помещениях
применяют следующую методику.
Определяют общее число работающих N по формуле
N = ninit
где П — стоимость годовой программы работ; /7, — нормативная годовая выра-
ботка на одного работающего.
Число работающих мужчин и женщин Wk-0,7	Njs—0,3 Н. При этом
по категориям оии распределены следующим образом: общее число рабочих
WPfepAf; инженерно-технических работников (ИТР) ЛГя«АиЛГ; служащих, МОП
и охраны Л/с=АсЛ7г где Ар, Аи, Ас — соответственно нормативные коэффициенты
категорий работников по отраслям и видам строительства (табл. VIII.I).
Ожидаемое число рабочих в наибольшей смене Л^—АнМм;
где Аи — нормативный коэффициент состава наибольшей смены принимается
равным 0,7 . . . 0,88 [33].
Определяют требуемые площади и. оборудование производствен-
но-бытовых помещений Лго вида
л'м=*“ЛГ2с; <=***£-
где Ai — нормативный показатель потребности по видам помещений и оборудо-
вания (табл. VIII.2).
Нормативная годовая
выработка на одного
работающего Пу руб.
Энергетическое строительство:
ГЭС в неосвоенных районах .	.	.	.	8 4 00
ТЭЦ в неосвоенных районах .	.	.	9 700
Жнлнщио-гражданское строительство:
в освоенных районах .	.	.	.	16 000
в условиях массовой застройки в	неосвоенных	районах	15	000
ремонтно-строительные работы	.	.	8	000
нулевые циклы .	  .	13	000
санитарно-технические работы	.	.	15 000
Инженерные коммуникации в условиях города:
прокладка тоннелей и магистральных водо- и газопро-
водов ......	•	>0 000
прокладка автодорог ....... .	оии
прокладка магистральных теплопроводов	. I» 000
Подбирают пр табл. VHI.3 необходимый набор производственно-
бытовых помещений.
108
VIII.1. НОРМАТИВНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ КАТЕГОРИЙ РАБОТНИКОВ
Отрасль илн вид строительства	Рабочие	ИТР	Служащие	МОП и охрана
Промышленное Промышленное в условиях города Энергетическое ТЭС. АЭС Жнлнщно- гражданское Инженерные коммуникации н сооружения в условиях города	0,826...0,856 0,787 0,846 0,85 0,709.. .0,837	0.И...0.127 0.134 0,117 0.08 0,123...0,171	0,031...0,038 0,043 0,029 0,05 0,028...0,041	0,009...0,015 0,036 0,008 0.02 0,001...0,006
VIII.2. НОРМАТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОТРЕБНОСТИ В ПЛОЩАДЯХ
И ОБОРУДОВАНИИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-БЫТОВЫХ ПОМЕЩЕНИЙ,
УТВЕРЖДЕННЫЕ ДЛЯ ГЛАВМОССТРОЯ [39]
Номенклатура помещений	Площадь на 1 чел., м2	Оборудование
1 двойной шкаф
Гардеробная	0,9
Помещения для обогрева, отдыха и при-	1
ема пнщн	
Умывальные	0,05
Помещения для личной гигиены женщин*	0,18
Душевая	0,43
Туалет**	0,07
Сушильная
Столовая
Медицинский пункт
Сатураторная
Прорабская
Диспетчерская
0.2
0.6
20 м2 иа 300...500 чел.
0,48
7
1 кран иа 15 чел.
1 кабина на 15...100 женщин
1 сетка на 12 чел•
1	унитаз иа 15 муж. илн 15 жен.
2	унитаза » 79 > илн 30 >
4	»	>70 жен.
б унитазов иа 130 муж.
8	»	» 150 жен.
10	»	» 250 муж.
1 посадочное место иа 4 чел.
1 на 150 чел.
Продолжение табл. VIII.2
Номенклатура помещений	Площадь на 1 чел., м1	Оборудование
Кабинет охраны труда н ТБ	20 м2 на 100 чел.	
Красный уголок	24 м2 на 100 чел.	
	36. м2 на 100.,.400 чел.	__
	72 м2 на 400... 1000 чел.	—
* При 15...100 работающих женщин гигиеническая кабина размещается в женской уборной площадью 1,76 м2
** Прн работе не более 10 чел. в смену допускается попеременное обслуживание мужчин н женщин.
VIII.3. ВРЕМЕННЫЕ ИНВЕНТАРНЫЕ ЗДАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК ГЛАВМОССТРОЯ
Номенклатура зданий	Число помещений и оборудования	Площадь застройки, м?	Полезная площадь, м2		Стоимость общая, тыс. руб.
			общая	иа 1 рабо- тающего	
Бытовые Помещения из сборных железо* бетонных изделий на 3.65 чел.: гардеробная помещение для обогрева, отдыха и прн* ема пищи сушильная душевая умывальная помещение для личной гигиены женщин медпункт прорабская кабинет по ОТ, ТБ и ПБ красный уголок кладовая комната уборщицы коридор лестничная клетка	30 с 730 Шкафами 6 30 4 с 78 сетками 4 с 26 умываль* никами 1 1 4 1 1 1 I 2 4	60,4X14,8 = 893,9	1580,7 489,6 97,2 58,5 287,8 54 8,7 32,4 бЗД» 16.2 66,5 13,1 13,1 207,8 40	4,33	165,28
Саинтарно-бытовой блок- на 40 чел. (5-
секционный) контейнерного типа «Универ-
сал»:
гардеробная помещение Для обогрева, отдыха н при- ема пищи сушильная душевая помещение для личной гнгнены женщин умывальная туалет подсобное помещение коридор тамбур Инвентарное бытовое помещение контей- нерного типа иа полозьях на 9 чел.: гардеробная умывальная тамбур кладовая Инвентарное бытовое помещение на по- лозьях контейнерного типа на 8 чел.: гардеробная умывальная сушильная тамбур Инвентарное бытовое помещение из алю- миниевых панелей контейнерного типа на 9 чел.: гардеробная Инвентарное бытовое помещение ЗКТ кон- тейнерного типа на 8 чел.: гардеробная тамбур Инвентарное бытовое помещение на пнев- моходу на 10 чел.: гардеробная	1 с 40 шкафами 1 1 1 с 3 душевыми сетками 1 1 с 3 умываль- никами 1 с 1 унитазом 1 1 1 с 18 шкафами 1 с 1 умываль- ником I 1 1 с 8 шкафами 1 с 1 умывальником 1 1 1 с 9 шкафами и 1 умывальником 1 с 16 шкафами н 1	умывальником 1 2	с 1 умывальником и 1 вешалкой
16X6,48=104	94	2,35	31,94
	40.6 19,4		
	8 7,8		
	2.5 4,1		
7,3X3=21,9	1.2 1.7 7 1.7 20	2,2	2,13
	15.5 2.6		
7,3X3=21,9	1.5 0.4 20	2,5	2,13
6.24X2,5=15,6	13,8 1.7 9,6 1.9 13.4	1,49	6,5
	13.4		
6,7X3 = 20,1	18.4	2,3	2,5
	16,1		
10,02X2,8 = 22,2	2.3 20,1	2,01	3,29
16,8
	
IV	II 1	1 Номенклатура зданий	Число помещений и оборудования
тамбур Инвентарное бытовое помещение иа пнев* моходу на 10 чел.: гардеробная помещение для обогрева, отдыха и при- ема пищи тамбур Гардеробная контейнерного типа «Универ- сал» на 15 чел.: гардеробная сушильная тамбур Малогабаритное инвентарное бытовое по- мещение на 3 чел.; гардеробная коридор Помещение для обогрева и отдыха кон- тейнерного типа «Универсал» на 12 чел.: гардеробная сушильная тамбур Туалет совмещенный передвижной на 6 очков: для жеищнн для мужчин служебное отделение	1 1 с 10 шкафами и 1 умывальником 1 1 1 с 15 шкафами и 1 умывальником 1 1 I с 5 шкафами 1 I с 2 вешалками н 1 умывальником 1 1 1 с 4 унитазами, 1 умывальником 1 с 2 унитазами, 7 писсуарами, 1 умывальником 1
Продолжение табл. V11I.3
Площадь застройки, м2	Полезная плащадь, м2		Стоимость общая, тыс. руб.
	общая	на I рабо- тающего	
8X3=24	3,3 20	2	3,603
	8,7		
	8,7		
6,48X3,2=20,7	2,6 18.3	1,22	6,188
	15,3		
3,9X2,1=8,2	1,5 1,5 7,1	2,37	0,82
6,48X3,2—20,7	5,5 1.6 18.3	1,52	6,188
	15,3		
10,47X2,93=27,0	1,5 1,5 23,7	—	6,1
	13,2		
	9,4		
	1.1		
Туалет иа базе бытового помещения пе- редвижного на полозьях на 6 очков:		7,3X3=21,9	20,1	—	2,13
для женщин	1 с 3.унитазами, 1 умывальником		9,45		
для мужчин	1 с 2 унитазами 2 писсуарами,		10,65		
Инвентарный щнтовой туалет — на 1 очко Медпункт контейнерного типа «Универ-	1 умывальником	1,32X1,8=2,3 6,48X3,2=20,7	18,3	0,06	6,188
сал»					
Сатураторная контейнерного типа	3 сатуратора	7,3X3=21,9	20		2,13 49,5
Административный блок (8-секцнонный) контейнерного типа «Универсал»:		12,8Х 12,96=166,4	138,7	—	
					
кабинет для технической учебы	1		38,7		
зал для совещаний	1 на 65 мест		38,7		
прорабская	3		40,5		
санузел	I		2,6		
тамбур	I		1,5		
коридор	1		16,7		
Контора прораба на строительной пло- щадке на 2 чел.	1	7,3X3=21,9	20,1	10,05	2,13
Пункт прорабский передвижной на 2 чел. Прорабская контейнерного типа «Универ-	1 1	10,47X2,93=27 6,48X3,2 = 20,7	23,7 18,3	11,85 9.15	5,14 6,188
сал» на 2 чел.					
Пункт диспетчерский передвижной на 2 рабочих места	I	10,47X2,93=27	23,7	11,85	5,14
Пункт диспетчерский передвижной на 3 рабочих места	1	10,47 X 2,93 = 27	23,7	7,9	5
Столовая-доготовочная типа «Березка» на 100 посадочных мест	1	45,4X8=364	346,8	3,47	55,9
Столовая-раздаточиая типа «Елочка» на 50 посадочных мест	1	17,5X8 = 140	132,6	2,65	34,4
Передвижная столовая-раздаточная на пневмоходу иа 22 посадочных места	1	8,6X2,93=27	23,7	2,65	31,4
Примечания: 1. Для определения потребной площади гардеробных указанные нормативные показатели умножаются на
общее число работающих, а остальных видов помещений на число работающих в наиболее многочисленной смене. 2. Если про-
изводственно-бытовые городки располагаются от строящихся зданий на расстоянии более 24 м, то прорабские и диспетчерские
устанавливаются прн въезде на стройплощадку. 3. В пронзводственио-бытовыю городках рекомендуется устраивать навесы для от-
дыха и места для курения из расчета 0,2 м2 на одного работающего, а питьевые фонтанчики на расстоянии не более 75 от
о? рабочего места.
Во втором случае расчета потребности на этапе разработки про-
екта производства работ (ППР) по календарному графику производ-
ства работ и графику движения рабочей силы точно определяют со-
став работающих, их нахождение на стройплощадке по времени
строительства. В остальном расчет проводят так же, как в первом
случае. При этом расчетное число работающих принимают по вре-
мени нахождения на строительстве объекта максимального состава.
Пример. Определить потребность в прозводственно-бытовых помеще-
ниях строительной организации, выполняющей объект жнлищно-гражданского
строительства в освоенных районах с годовой программой /7=3 млн. руб.
Решение. Определяем нормативную годовую выработку иа одного ра-
ботающего 77t=16 000 руб. Тогда общее число работающих
tf = 3 ООО 000/16 000- 188 чел.
Применяя нормативные коэффициенты категорий работников по отраслям
и видам строительства (см. рис. VIII.1), получим число работающих:
#Р=0,85 - 188=160 чел.; Ун = 0,08 • 188= 15 чел.; /Zc=0,07 • 188= 13 чел.
Ожидаемое число женщин и мужчин
А'ж-О.З- 160 =48 чел.; Мм=0,7- 160-112 чел.
Причем в наибольшей смене будет
DC	DC
=0.88 • 48=42 чел.; =0.88- 112 = 98 чел.
Пользуясь 'табл.* VII1.2, определяем потребные площади и оборудование
в них:
гардеробные для женщин — 0,9 • 48 = 43 м2, для мужчин — 0,9-112 — 101 м2,
в которых должно быть 160 двойных шкафа;*
помещения для обогрева, отдыха и приема пвщн должны иметь 'общую
площадь 1 • 140-140 м2;
умывальные для женщин — 0,05-42=2 м2 и 3 крана, для мужчин —
0,05 • 98—5 м2 и 6 кранов;
помещения для личной гигиены женщин — 0,18 ♦ 42=8 м2, 1 кабина;
душевые для женщин — 0,43 - 42=18 м2 с 4 сетками и для мужчин —
0,43 • 98=42 м2 с 8 сетками;
туалеты для женщин — 0,07 ♦ 42=3 м2, 2 очка, для мужчни — 0,07 • 98=7 м2,
2 очка;
сушильные для женщин — 0,2-42 = 8 м2, для мужчин — 0,2-98=20 м2;
столовая — 0,6 • 188—113 м2 с 47 четырехместными столами;
прорабская — 0,48 • 28 = 13 м2;
диспетчерская — 1-7=7 м2;
красный уголок — 36 м2.
Таким образом, общая площадь производственно-бытовых помещений
должна быть 554 м2. Рассчитанную потребность можно удовлетворить подбо-
ром требуемого числа инвентарных зданий из табл. VIII.3. Одни из возмож-
ных вариантов показан в табл. VIII.4.
VII1.4. ВАРИАНТ ПОДБОРА ЗДАНИЙ
Наименование	Число по- мещений	Полезная площадь, м2	Оборудова- ние	Стоимость, тыс. руб.
Инвентарное бытовое помещение	20	400	160 шкафов,	42,6
контейнерного типа иа 8 чел.			20 кранов	
Душевая контейнерного типа «Уии-	2	36,6	5 сеток	12,38
версал-4» Помещение для личной гигиены	1	18,3	4 сетки,	6,2
женщин			1 кабина	
Туалет иа базе бытового помеще-	1	20, 1	5 унитазов,	2,13
имя передвижного			2 писсуара	
Раздаточная типа «Елочка»	1	132,6	50 столов	34,4
Прорабская контейнерного типа	I	18,3	2 рабочих	6,188
«Универсал» иа 2 чел.			места	
Кабинет по охране труда в крас-	1	20	Столы,	3,605
вый уголок			табуреты	
114
2.	Размещение производственно-бытовых
помещений на строительной площадке
Производственно-бытовые помещения должны располагаться ком-
пактными группами вблизи зон наибольшей концентрации работаю-
щих и отстоять от мест производства работ на открытом воздухе или
в неотапливаемом помещении иа расстоянии не более 500 м (расстоя-
ние по вертикали учитывается с коэффициентом 5), а в Северной
строительно-климатической зоне — не более 300 м. Считается перспек-
тивным опыт Главмосстроя создания типовых производственно-быто-
вых городков [39].
Объекты городков должны отстоять от бункеров, бетонораствор-
ных и сортировочных узлов и других объектов, выделяющих пыль,
вредные пары и газы, с подветренной стороны на расстояинн ие ме-
нее 50 м. Городки не должны размещаться у открытых траншей и
котлованов, железнодорожных путей или опасных зон работы мон-
тажных и других строительных машин. Бытовые помещения допус-
кается располагать группами с числом не более 10. Расстояния меж-
65 м
2м Юм 18 м
Рнс, VIII.1. Планировка производственного бытового городка иа 100 человек
1 — столовая СРП-22; 2— прорабская; 3 — кабинет по охране труда; 4-—сани-
тарно-бытовой блок; 5 — туалет; 6— душевая; 7— инвентарное бытовое поме-
щение; 8 — помещение для обогрева, отдыха и приема пищи; 9 — место для
курения; 10 — противопожарный щит; // — бочка с водой; 12 — навес для от-
дыха; 13 — теннисный стол; 14 — скамейка; 15 — мусоросборник; 16 — экран
соцсоревнования; /7 — питьевой фонтанчик
115
ду бытовками в одной группе должны быть не менее 1 м, а между
группами — не меиее 18 м.
Наименьшие расстояния от оси железнодорожных путей до сани-
тарно-бытовых зданий и сооружений принимают 6 м. Расстояние от
края проезжей части автомобильной дороги до здания должно быть:
при отсутствии въезда в здание и при длине здания до 20 м не ме-
нее 1,5 м, больше 20 м — 3 м, при наличии въезда в здание —
8 ... 12 м.
Пример планировки производственно-бытовых городков показан
на рис. VIII.1.
3.	Обеспыливание и сушка спецодежды
Организация регулярной очистки и сушки спецодежды улучшает
санитарно-гигиенические условия труда и повышает его производи-
тельность.
В СНиП П-92-76 «Вспомогательные здания и помещения про-
мышленных предприятий. Нормы проектирования» приведены требо-
Рис. V11L2. Аэродинамический четырехсекционный обеспыливатель ПА1Б
/ — корпус; 2 — гибкая подвеска; 3 — вешалка; 4 — планки; 5 — перегородки;
6 — дверка; 7 — рукоятка; 8 — сетка; 9 — воздухопровод; 10 — клапан
116
VI1I.5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ УСТАНОВОК ДЛЯ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ СПЕЦОДЕЖДЫ
Тип установки	Разработчик	Производи- тельность, комплек- тов/ч	Объем отса- сываемого воздуха, м8/ч	Габарит, мм	Прин
Машина МО	ДоиНИИ	15...30	900	1030X685X1200	Щеточн
Обдувочная цилиндриче- ская камера ОК-2	ЦНИИпромзданнй	120	2600,. .3600	800X2800	Обдув г
Машниа института Унипромедь	Унипромедь	10..J0	—	3050X930X2000	Ударны
СБТМ-26. СБТМ-50	Академия коммунально- го хозяйства им. К. Д. Памфилова	130...200	—	—	Бараба!
Установка института Южгипроцемент	Южгипроцемент	76	—	—	Механн ванне
Установка ПермНИИУИ^З	ПермНИИУИ	76	—	—	Щеточн сжатый
Установка ЮГШ-1	Южгипрошахт	46	3 000	—	Обдув 1
ПА1Б	ЦНИИпромзданнй	180	14 000	—	Обдув ।
ПА2	То же	180	6000	—	
ваиня по обязательной сушке, обеспыливанию илн обезвреживанию
спецодежды.
Некоторые технические данные установок для обеспыливания
спецодежды приведены в табл. VIII.5.
Для предприятий строительства могут быть рекомендованы, как
наиболее подходящие, аэродинамические обеспыливатели периоди-
ческого действия, разработанные ЦНИИпромзданий: ПА1Б
(четырехсекциоиный и двухсекционный) и ПА2.
Обеспыливатель ПА1Б четырехсекционный (рис. VIII.2) пред-
назначен для обеспыливания хлопчатобумажной спецодежды мас-
сой не более 2 кг.
Обеспыливатель ПА1Б двухсекционный имеет две рабочие сек-
ции, а две других предназначены
проходящей обеспыливание.
хранения спецодежды, не
Рис. VIII.3. Аэродинамический обеспыливатель ПА2
1 — электродвигатель; 2 — кронштейн; 3 — замок; 4 — световой проем
5 — вешалка; 6 — шкаф; 7 — термоизоляция; в —сетка; 9 —тяга; 10 —
клапан; 11 — воздухопровод; 12 — перегородка; 13 — дверка; 14 —
приставка для механического встряхивания
118
Обеспыливатель ПА2 (рис. VIII.3) предназначен для очистки
от пыли ватной, суконной и брезентовой одежды массой до 5 кг.
На рис. VIII.4 приведены схемы вентиляционных систем, обслу-
живающих аэродинамические обеспыливатели рассмотренных выше
типов. Эти системы могут работать с выбросом воздуха в атмосферу,
а также с его рециркуляцией. Приточный воздух может забираться
снаружи или из помещения. Его температура должна составлять ие
менее 10 °C. В необходимых случаях воздух может подогреваться
в калориферах.
Очистка воздуха, выбрасываемого в атмосферу, должна произво-
диться в соответствии с существующими требованиями СНиП
11-33-75.
Достаточно эффективное обеспыливание возможно только при
влажности спецодежды не более 10... 15 %.
Сушку спецодежды иа предприятиях следует осуществлять в вен-
тилируемых шкафах или специальных установках. В ряде случаев
применяют те же аппараты, что и для обеспыливания спецодежды, но
с подачей в них подогретого воздуха.
В установках с ручной загрузкой спецодежды и обуви нагрева-
ние воздуха производится до температуры 35 ... 40 °C, а при меха-
нической загрузке установок — до температуры 60 ... 70 °C.
Для сушки спецодежды применяют установки, работающие по
принципу конвективного тепломассообмена, типа СБТМ (барабаи-
б)
аэродинамические обеспыли*
ватели ПА1Б и ПА2
а — прямоточная с подачей воз*
духа из помещений; б — прямо-
точная с нагревом наружного
воздуха; в — рециркуляционная;
/ — обеспыливатели; 2 — венти-
лятор; 3 — пылеуловитель; 4 —
калориферы
119
иые), Вильнюсского филиала Промстройпроекта и комбината Донецк-
уголь (с механическим встряхиванием), типа ВИИГХ (с примене-
нием сжатого воздуха) и обеспыливатели ПА института ЦНИИпром-
зданий.
ГЛАВА IX. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ
ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
1.	Метеорологические условия производственной среды
Метеорологические условия производственной среды определя-
ются следующими параметрами: температурой воздуха, относительной
влажностью, скоростью движения воздуха, барометрическим давле-
нием и интенсивностью теплового излучения от нагретых поверхно-
стей, которые регламентируются ГОСТ 12.1.005—?76 «Воздух рабочей
зоны. Общие санитарно-гигиенические требованиям и СН 245-71 «Са-
нитарные нормы проектирования промышленных предприятий».
Этими документами установлены оптимальные и допустимые ве-
личины температуры, относительной влажности и скорости движения
воздуха в рабочей зоне производственных помещений с учетом из-
бытков явного тепла, тяжести выполняемой работы и сезонов года.
Прн этом допустимыми параметрами микроклимата рабочей зо-
ны являются параметры, вызывающие при длительном и системати-
ческом воздействии на человека изменения функционального и теп-
лового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции,
которые быстро нормализуются и не выходят за пределы физиологи-
ческих возможностей человека. Нарушение состояния здоровья при
этих условиях возникнуть ие может.
Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие
сочетания параметров воздуха рабочей зоны, которые обеспечивают
сохранение нормального функционального и теплового состояния ор-
ганизма при их длительном и систематическом воздействии иа чело-
века. Эти условия создают предпосылки для высокого уровня работо-
способности человека.
Оптимальные параметры в рабочей зоне производственных по-
мещений приведены в табл. IX. 1, допустимые — в табл. IX.2 (для хо-
лодного и переходного периодов года) и в табл. IX.3 (для теплого
периода года). Оптимальные параметры должны поддерживаться
в том случае, когда в производственном помещении предусмотрено
кондиционирование воздуха [17, 31]. Допускаются некоторые откло-
нения от величии, приведенных в табл. IX.3 (ГОСТ 12.1.005—76).
120
IX.I. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Категория работ	Температура в пе- риод года, °C		Скорость движения воздуха в период года, м/с, не более	
	холодный н пере- ходный	теплый	холодный и пере- ходный	теплый
Легкая I	20 ... 23	22 ... 25	0,2	0,2
Средней тяжести Па	18. ..20	21...23	0,2	0,3
Средней тяжести Пб	17. . .19	20. ..22	0,3	0,4
Тяжелая III	16 ... 18	18...21	0,3	0,5
Примечание. Относительная влажность воздуха 60...40%.
IX.2. ДОПУСТИМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ В ХОЛОДНЫЙ
И ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОДЫ ГОДА
Категория работ	Температура воздуха, °C		Скорость движения воздуха, м/с
	в рабочей зоне	вне постоян- ных рабочих мест	
Легкая I	19...25	15...26	0,2
Средней тяжести Па	I7...23	13...24	0,3
Средней тяжести Пб	15...21	13...24	0,4
Тяжелая III	13...19	12...19	0,5
Примечание. Относительная влажность воздуха ие более 75%.
Так, в помещениях со значительным влаговыделением содержание
влаги в воздухе рабочей зоны может иа 10... 20 % превышать допу-
стимые величины, но прн этом составлять ие более 75 %. В этом слу-
чае температура воздуха в помещениях должна быть не выше 28 °C
при легкой работе и работе средней тяжести и 26 °C — при тяжелой
работе.
В холодный и Переходный периоды года в отапливаемых поме-
щениях, а также в помещениях со значительным избытком явного
тепла, где на каждого работающего приходится 50.. . 100 м2 площа-
ди пола, допускается понижение температуры воздуха вне постоян-
ных рабочих мест против нормированных: при легких работах — до
12 °C, при работах средней тяжести—до 10 °C, при тяжелых рабо-
тах— до 8 °C. При этом на рабочих местах необходимо поддержи-
вать метеорологические условия, установленные для холодного и пе-
реходного периодов года.
121
Категория работ	Скорость движения воздуха,* м/с, с избытком явного тепла		Температура воздуха в рабочей зоне с избытком явного тепла, °C		Температура воздуха вне посто- янных мест работы с избытком явного тепла, °C		Относительная влажность, %
	незначи- тельным	значитель- ным	незначительным	значительным	незначительным	значительным	
Лекгая I Средней тяжести Па Средней тяжести JI6	0,2...0,5 0,2.. .0,5 0,3.. .0,7	0,2. . .0,5 0,3...0,7 0,5	.1	Не более чем на 3 °C выше температуры наружного воз- духа**, ио не более 28 °C	Не более чем на 5 °C выше температуры наружного воз- духа, но не бо- лее 28 °C	Не более чем на 3 °C выше температуры наружного воздуха	Не более чем на 5 °C выше температуры наружного воздуха	При	28 °C	- 55 »	27	>	—	60 »	26	»	—	65 »	25	>	—	70 »	24 » и ниже — 75
Тяжелая III	0,3.. .0,7	0,5 ... 1	Не более чем на 3 °C выше тем- пературы на- ружного возду- ха, но не более 26 °C	Не более чем на 5 °C выше температуры наружного воз- духа, но не бо- лее 26 °C			Прн 26 °C — 65 » 25 > — 70 »	24 » и ниже — 75
2.	Вредные вещества в воздухе рабочей зоны
ГОСТ 12.1.005—76 устанавливает предельно допустимые концен-
трации вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Под предельно
допустимой концентрацией (ПДК) понимается концентрация вред-
ного вещества, которая при ежедневной, кроме выходных дней, рабо-
те в течение 8 ч или при другой продолжительности, но ие более
41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызвать
заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых
современными методами исследований в процессе работы или в отда-
ленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Стандарт устанавливает ПДК для вещества более 700 наимено-
ваний (паров, газов и аэрозолей). По мере разработки ПДК новых
химических веществ они утверждаются Министерством здравоохра-
нения СССР в установленном порядке.
При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны не-
скольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отно-
шений фактических концентраций каждого нз них к их ПДК ие
должна превышать единицы, т. е.
(С^ПДК^Ч- (С2/ПДК2) + ... +(Сц/ПДКп) < 1,
где С! ... Сп — фактические концентрации вредных веществ в воздухе, мг/м3;
ПДК1 .  ПДКп — предельно допустимые концентрации этих веществ в возду-
хе, мг/м3.
Список вредных веществ однонаправленного действия приведен
в СН 245-71.
ГОСТ 12.1.007—76 все вредные вещества по степени воздействия
на организм подразделяет иа четыре класса опасности: 1-й—веще-
ства чрезвычайно опасные, 2-й — высокоопасиые, 3-й — умеренно
опасные, 4-й — малоопасные.
Класс опасности вредных веществ определяют в зависимости от
показателей, приведенных в табл. IX.4. Отнесение вредного вещества
к тому нли иному классу опасности производится по наиболее высо-
кому показателю.
Под средней смертельной дозой при введении в желудок понимается доза
вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном введеиии
в желудок.
Средняя смертельная концентрация — это такая концентрация вещества,
которая вызывает гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляцион-
ном воздействии.
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу — доза вещества, вызы-
вающая гибель 50 % животных при однократном нанесении на кожу.
Под коэффициентом возможного ингаляционного отравления понимается
отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воз-
духе при 20 °C к средней смертельной концентрации вещества для мышей.
Зона острого действия определяется как отношение средней смертельной
концентрации вредного вещества к минимальной пороговой концентрации, вы-
зывающей изменение биологических показателей на уровне целостного орга-
низма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.
Под зоной хронического действия понимается отношение минимальной
(пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей
123
Показатель
1
Предельно допустимая концентрация
(ПДК) вредных веществ в воздухе рабо-
чей зоны, мг/м3
Средняя смертельная доза прн введении в
желудок, мг/кг
Средняя смертельная доза прн нанесеннн
иа кожу, мг/кг
Средняя смертельная концентрация в воз-
духе, мг/м8
Коэффициент возможного ингаляционного
отравления (КВИО)
Зона острого действия
Зона хронического действия
Менее 0,1
>	15
>	100
» 500
Более 300
Менее 6
Более 10
Норма для класса опасности
2	3	4
0Д...1	1,1...10	Более 10
15...150	151...5000	»	5000
100...500	50!...2500	»	2500
500...5000	5001. ..50 000	> 50 000
300...30	29...3	Менее 3
6...18	18,1...54	Более 54
10...5	4,9...2,5	Менее 2,5
—. ~r~.^—~	я луиппчсчлим JMiiepnMcnic ji»j •» i илю рза в неделю,
не протяжении не менее четырех месяцев.
Вредные вещества, наиболее часто встречающиеся иа предприя-
тиях строительства, приведены в табл. IX.5.
IX.5. ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Наименование	ПДК, мг/м3	Класс опасности
Окись углерода	20	4
Сероводород	10	2
Свинец и его неорганические соединения	0,01	1
Бензин-растворитель (в пересчете на С)	300	4
Бензин топливный (в пересчете на С)	100	4
Бензол	5	2
Скипидар (в пересчете иа С)	300	4
Ацетон	200	4
Этиловый эфир	0,15	2
Спирт:		
метиловый	5	3
бутиловый	10	3
этиловый	юоо	4
Аммиак	20	4
Хлор	1	2
Кислота:		
серная	1	2
соляная	б	2
Щелочи едкие — растворы (в пересчете на	0,5	2
NaOH)		
Алюминий и его сплавы (в пересчете на А1)	2	4
Пыль древесная (с примесью двуокиси крем*	6	4
иия менее 2%)		
Пыли с содержанием двуокиси кремния, %:		
свыше 70	I	3
10...70	2	4
2...10	4	4
Железа окись с примесью окислов марганца	6	4
до 3%		
Железа окись с примесью фтористых или	4	4
марганцевых соединений З...6%		
Известняк	6	4
Кокс пековый нефтяной	6	4
Каменный уголь с содержанием двуокиси	10	4
кремния менее 2%		
Следует заметить, что для нормальных условий работы для оки-
си углерода установлена ПДК, равная 20 мг/м3. Однако, если дли-
тельность работы в атмосфере, содержащей окись углерода, ие пре-
вышает 1 ч, ее ПДК может быть повышена до 50 мг/м3, при длитель-
ности работы не более 30 мин — до 100 мп/м3, а прн длительности
работы не более 15 мнц — до 200 мг/м3. Повторные работы в среде
повышенного содержания окиси углерода могут производиться с пере-
рывом ие менее 2 ч.
Стандартом предусмотрен контроль за содержанием вредных ве-
ществ в воздухе рабочей зоны, который должен быть ненрерывным
для веществ 1-го класса опасности и периодическим для веществ 2, 3
и 4-го классов опасности.
125
ниже 0,5 уровня ПДК, их погрешность ие должна превышать ±25 %
определяемой величины.
Приборы дли непрерывного контроля за содержанием вредных
веществ должны быть оборудованы самопишущими устройствами и
выдавать сигналы в случае превышения ПДК.
Методы контроля вредных веществ в воздухе подразделяются на
три группы: лабораторные, экспрессные и автоматические.
Лабораторные методы как наиболее точные применяют глав-
ным образом при проведении научно-исследовательских работ.
Для производственного контроля состава воздушной среды
чаще всего применяют экспрессные методы, позволяющие достаточ-
но быстро и просто выполнять необходимые анализы с помощью га-
зоанализаторов. Например, для определения содержания газов и
паров в воздухе производственных помещений широко применяют
газоанализатор УГ-2.
Автоматические методы основаны на применении газоанализа-
торов автоматического действия (механических, магнитных, тепло-
вых, спектрометрических, электрических, оптических и др.).
Санитарными нормами СН 245-71 предусмотрены предельно до-
пустимые концентрации вредных веществ в воздухе населенных мест
ПДК для населенных мест бывают максимально разовыми и сред-
несуточными (последние Значительно ниже максимально разовых)
Содержание вредных веществ в воздухе, подаваемом внутрь
производственных помещений, а также в воздухе, возвращаемом на
рециркуляцию в вентиляционных системах, ие должно превышать
30 % величины ПДК, установленных для рабочей зоны.
Содержание вредных веществ в удаляемом воздухе, выбрасывае-
мом в атмосферу через вентиляционные шахты, фонари и т. п., долж-
но быть таким, чтобы при их рассеянии содержание вредностей
в приземном слое атмосферы ие превышало величин, установленных
ПДК.
3.	Средства нормализации воздуха рабочей зоны
Основные технические мероприятия и средства по поддержанию
воздуха рабочей зоны в требуемых пределах включают следующее.
1. Выбор рациональных архитектурно-планировочных решений,
позволяющих максимально снизить загрязнение воздушной среды
(группировку здавнй и сооружений в отдельные комплексы по функ-
циональному назначению с учетом характера вредных выделений,
господствующего направления ветра, изоляцию помещений с вредны-
ми технологическими процессами и т. п.).
126
чающая операции, связанные с выделением в рабочие помещения
влаги, вредных паров, газов, аэрозолей, а также поступление в них
теплого и холодного воздуха.
3.	Широкое применение механизации и автоматизации производ-
ства, позволяющих исключить контакт работающих с вредными ве-
ществами.
4.	Применение эффективных систем отопления, вентиляции и кои-
дицноннроваиня воздуха, обеспечивающих создание комфортных ус-
ловий в рабочей зоне.
5.	Применение современных механических средств уборки поме-
щений (вакуумной пылеуборки с помощью стационарных и пере-
движных установок, гидроуборкн и др.).
6.	Применение дегазации помещений с помощью специальных
средств в производствах, связанных с выделением вредных и токсич-
ных газо- и парообразных веществ.
7.	Очистка загрязненного воздуха в пылегазоулавлнвающих ап-
паратах при выбросе его в атмосферу и при подаче в помещения.
8.	Использование средств индивидуальной защиты и принятие
срочных мер по нормализации состава воздуха рабочей зоны при
кратковременных работах в чрезвычайных условиях (аварийных си-
туациях и т. п.) прн невозможности уменьшить вредные выделения
до допустимых уровней.
ГЛАВА X. ВЕНТИЛЯЦИЯ
1. Определение воздухообмена
Вентиляцией называется комплекс взаимосвязанных устройств
и процессов, предназначенных для создания организованного возду-
хообмена, что позволяет обеспечить в рабочей зоне благоприятные
условия воздушной среды, отвечающие требованиям ГОСТ
12.1.005—76, СН 245-71 и технологических норм.
Различают системы с естественным побуждением (аэрация),
с искусственным побуждением (механическая вентиляция) и смешан-
ные. Выбор той или иной системы вентиляции определяется условия-
ми обеспечения нормируемых параметров воздушной среды в поме-
щениях.
Количество воздуха, которое необходимо подавать в помещения,
определяют расчетным путем, исходя нз условий ассимиляции избыт-
ков тепла и влаги, а также снижения концентрации газо-, паро-, пы-
левоздушных вредностей до допустимых уровней. Не допускается
определять потребное количество воздуха по кратности воздухообме-
127
Х.1. МИНИМАЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО ВОЗДУХА, ПОДАВАЕМОГО В ПОМЕЩЕНИЯ
Помещения илн отдельные участки н зоны помещения
Объем помещения (участка,
зоны) на 1 чел., м3
Минимальное количество
наружного воздуха, подаваемого
на 1 чел., м3/ч
Производственные прн возможности естественной венти*
ляции
Производственные без естественной вентиляции (провет*
рнвання):
при подаче системами только наружного воздуха
при применении систем с рециркуляцией прн расчет-
ной кратности воздухообмена:
10 и более
менее 10
Общественные и другие прн возможности естественной
вентиляции (проветривания)
То же, без естественной вентиляции (проветривания)
Менее 20
20 н более
Любой
По требованиям соответствующих
глав СНнП
То же
30
20
60, но не менее однократного
обмена воздуха в 1 ч
То же
60, но ие менее 20% *
общего воздухообмена
По требованиям соответ-
ствующих глав СНиП
60**
* Допускается уменьшать до 10% при подаче на одного работающего более 120 м3/ч наружного воздуха.
** В зрительные залы театров, кинотеатров, клубов, Дворцов культуры и других помещений с продолжительностью пре-
^-пЯиио лилией ла 3 ч. следует подавать наоужный воздух в количестве 20 м3 на одного человека.
на, за исключением случаев, оговоренных соответствующими норма-
тивными документами.
Минимальное количество наружного воздуха (20 ... 60 м3/ч),
подаваемого в помещения, рекомендуется принимать в соответствии
с табл. Х.1 [5].
При выделении в воздух производственных помещений вредных
газов, паров или пыли необходимое количество воздуха, м3/ч, пода-
ваемого в помещения, следует определять в соответствии со СНиП
П-33-75 по формуле [14]:
,	,	. М— £рз (Срз—Сп)
ь — *-рзт r г ,
иу-Х----------------ип
где — количество воздуха, удаляемого из помещения местными отсосами,
общеобмениой вентиляцией и расходуемого иа технологические иужды, м’/ч;
М — количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч:
Срв — концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом из помещения ме-
стными отсосами, общеобмениой вентиляцией или на технологические нужды,
мг/м3; Сп, Сух — концентрация вредностей соответственно в воздухе, пода-
ваемом в помещение и удаляемом из него, мг/м3.
При избытках в помещении явного тепла, которое воздействует
на изменение температуры воздуха в помещении, потребное количе-
ство вентиляционного воздуха, м3/ч, рассчитывают по формуле:
,__г , 3,6Qh 1 '2/.р3 (fp3— /п)
“ рз+ 1,2(;ух-/п)
где Qa — избыточный тепловой поток явного тепла в помещении, Дж/с; /рз —
температура воздуха удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсо-
сами, общеобмениой вентиляцией и расходуемого на технологические нужды.
°C; tn, tyx — температура воздуха, соответственно подаваемого в помещение и
удаляемого из негр, ®С.
Прн избытках влаги количество воздуха, м3/ч, подаваемого в по-
мещения, определяют по формуле:
г ,	|	— 1(^рз—<*п)
- рз+	1,2(4^- dn)
•де — избытки влаги в помещении, г/ч; </рз — влагосодержание воздуха,
валяемого из рабочей зоны помещения местными отсосами, общеобменной
вентиляцией и иа технологические нужды; г/кг; dn, dyx — влагосодерж«ние
юздуха, соответственно подаваемого в помещение и удаляемого из него, г/кг.
Если в помещении одновременно выделяется несколько вредных
еществ однонаправленного действия, то воздухообмен определяют
соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005—76.
Если в воздух помещения выделяются одновременно тепло и
чага, то воздухообмен определяют с использованием 1—d-диаграм-
ы влажного воздуха.
Зак. 600
129
2. Определение количества производственных
вредностей, поступающих в помещение
Количество пыли, выделяющейся при различных производствен-
ных процессах в помещениях, определяют по технологическим дан-
ным или по результатам проводимых инструментальных замеров.
Количество выделений вредных паро- и газообразных веществ от.
технологического оборудования рассчитывают в соответствии с реко-
мендациями, приведенными в специальных руководствах [5].
При расчете тепло- и влаговыделеинн учитывают:
поступление тепла от производственного оборудования,' электро-
двигателей, искусственного освещения, нагревательных приборов
отопления, а также поступление (удаление) тепла от нагретых (ох-
лажденных) материалов или полуфабрикатов и от химических реак-
ций;
выделение тепла и влаги людьми;
поступление (потери) тепла через внешние и внутренние ограж-
дения;
поступление тепла солнечной радиации через светопрозрачные
ограждения;
выделение или поглощение влаги, что во многих случаях сопро-
вождается поглощением или выделением тепла.
Формулы для подсчета тепла и влаги, поступающих в помеще-
ния, приводятся в соответствующих руководствах [5].
Для уменьшения выделения производственных вредностей необ-
ходимо применять изоляцию и капсюляцию аппаратуры, защитные
экраны, рациональные местные отсосы от оборудования и другие ме-
ры в зависимости от конкретных условий.
3. Расчет местной вытяжной вентиляции
При расчете систем местной вытяжной вентиляции определяют
объем воздуха, удаляемого от рабочих мест, потери давления по дли-
не трассы воздухопроводов, потребляемую мощность вентилятора.
Общие потери давления в трубопроводах РОбщ, Па, складыва-
ются из сопротивления трения Ртр н местных сопротивлений Рм;
РоСщ = Ртр + Рм •
Сопротивление на преодоление сил трения при перемещении воз-
духа по трубопроводам определяют по формуле
Ртр = Х/у2 p/(2d),
где /, d — соответственно длина и диаметр поперечного сечения трубопрово-
да, м; о — скорость движения воздуха, м/с; р — плотность воздуха при задан-
ном давлении и температуре, кг/м3; к — коэффициент треиня воздуха о стенки
трубопровода, зависящий от числа Рейнольдса (режима движения воздуха) н
шероховатости стенок трубопровода. Для ламинарного режима движения
130
(Re<2300) 1.^64/Rc, для, переходного режима k=’0,3164ZRc0-z5,. для турбулент-
ного режима А, зависит только от шероховатости трубопроводов и опреде-
ляется по специальным графикам- иля таблицам1 [20J.
Потери давления в. местных сопротивлениях определяют по фор-
муле
Рм=^р/2,
где £ —коэффициент местного сопротивления, принимают по справочным дан-
ным. (3]. При переходе с одного поперечного сечення Fi на другое Ft коэффи-
циент местного сопротивления пересчитывают
£2 —(^2/^1)'>
где £г — искомый коэффициент местного сопротивления для площади попереч-
ного сечеиия Ft: £1 — известный коэффициент местного сопротивления для се-
чения ,F|.	. . .
Существует несколько способов расчета потерь давления в тру-
бопроводах вентиляционных систем, из которых наиболее применимы
три способа.
Способ удельных потерь. Общие потери давления на
участке трубопроводов определяют по формуле
ДР = /?/-4-2/'м,
где R — потери иа преодоление трения, приходящиеся иа I м длины трубопро--
вода (удельные потери). Па, принимаются по таблицам, приведенным в спра-
вочниках по вентиляции; I — длина трубопровода, м; 2Рм — потери давления
в местных сопротивлениях, Па.
Полные потери давления в системе трубопроводов определяют
путем суммирования потерь на отдельных участках.
Способ динамических давлений. При этом способе
потери давления на преодоление сил трения заменяют эквивалентны-
ми потерями в местных сопротивлениях
'	1 1	v'2 р t- У2 р
А d ‘ 2	2	'
где V — условный коэффициент местного сопротивления. V =>Klld.
Полные потери давления на участке определяют как сумму по-
t терь в местных сопротивлениях:
и2 р
ДР=(^ + 2?)_,
где — суммарный коэффициент местного сопротивления на участке.
Способ эквивалентных длин. При этом способе по-
терн давления в местных сопротивлениях условно заменяют равнове
ликими потерями иа прямолинейных участках
ро3 Г pv2
2	' 2 ’
где Г — эквивалентная (приведенная) длина участка, заменяющего местное со-
противление. м.
5*
131
Из приведенного равенства определяют величину Z' = Ssd//.
Полные потери давления на участке определяют по формуле
X v2 р
Прн несовпадении суммарной величины потерь в ответвлении с
величиной потерь в магистральном трубопроводе, что недопустимо,
необходимо расчетом увязать ответвление по потерям давления. При
этом возможны два решения:
1. Изменение диаметра ответвления прн неизменном расходе
воздуха н длины ответвления. В этом случае новый диаметр трубо-
провода определяют из соотношения
d/d^lPJP)''5,
откуда
d—dt (PJP)1'5,
где Р — потеря давления в ответвлении, Па; Pj — расчетная потеря давления,
Па; d н di— соответственно искомый и принятый диаметры ответвления, м.
2. Изменение расхода воздуха путем нзмеиеиия диаметра ответ-
вления при неизменной потере давления. Новый диаметр ответвления,
м, находят из соотношения
откуда
d = dt (q/qi)2/5,
где q и q\ — соответственно требуемый и принятый расход воздуха, м3/ч.
Влияние примесей твердых частиц на потери давления в трубо-
проводах пневмотранспортных и аспирационных установок учитыва-
ют по формулам:
для горизонтального участка
^см.г-^о (1 +^м);
для вертикального участка
РСМ.В==^*0 (I +Лр) + ^,
где К — коэффициент сопротивления трения движению аэросмеси в трубопро-
водах, принимают по опытным данным [49]; ц — массовая концентрация сме-
си, кг/кг; v—объемная концентрация смеси, кг^м3; I — высота вертикального
участка, м.
Мощность, потребляемая вентилятором, обслуживающим венти-
ляционную сеть,
где L — производительность вентилятора, м3/ч; Р — общие потери давления в
вентиляционной системе, Па; К — коэффициент запаса; Т]| — КПД вентилятора,
берется по справочным данным; т|2—КПД передачи от электродвигателя
132
к вентилятору, если рабочее колесо вентилятора насгжепо на вал электродви-
гателя, ТО Т|2в 1.
Пример. Рассчитать систему пневмотранспорта. предназначенную для
удаления отходов обработки графита от 10 металлорежущих станков. Схема
установки приведена на рис. Х.1.
Станки оборудованы специальными стружкопылеприемниками, соединен-
иями с помощью гибких резинотканевых рукавов с металлическими отсасываю-
щими патрубками. Последние в свою очередь соединены с коллектором. Из
коллектора отходы отсасываются через магистральный трубопровод. Стружка
отделяется от воздуха в двух параллельно установленных циклонах типа
ВЦНИИОТ. Из циклона воздух по трубопроводу движется к вентилятору и
далее нагнетается в трубопровод. Окончательная очистка аоздуха перед выб-
росом в атмосферу производится в электрофильтре.
Общее количество отходов обработки по технологическим данным состав-
ляет 1500 кг/ч. Транспортная скорость для наиболее крупных частиц графита
составляет 35 м/с.
Решение. Определяем общий объем удаляемого от станков воздуха,
исходя из величин транспортных скоростей воздуха и принятых диаметров
трубопроводов (табл. Х.2).
Х.2. ОБЪЕМ ВОЗДУХА, УДАЛЯЕМОГО ОТ СТАНКОВ
Станок	Число станков	Диаметр отсасы- вающего патрубка, Мм	Объем удаляемого воздуха, м3/ч
Токарно-винторезный ДИП-500	3	75	580X3=1740
Горнзонтально-фрезерныЙ	3	50	250X3 = 750
Всртнкально-сверлильиый	2	50	250X2=500
Циркулярная пнла	1	75	580X1 = 580
Горизонтально-сверлильный	1	50	250X1=250
Итого			3820
Рнс. ХЛ. Схема стружкопылеотсасывающей установки
/— местные отсосы (стружкопылепрнемники); 2 — рукав; 3 — патрубок; 4—
коллектор; 5 — магистральный трубопровод; 6—циклон; 7, 9 — трубопроводы;
8 — электрофильтр; 10 — вентилятор
133
Ойрецеляем среднюю весовую концентрацию смесн
!* = Gm/(Q?b)= 1500/(3820-1,2) = 0,327.
Рассчитываем потерн давления по участкам сети. Для расчета принимаем
наиболее протяженный участок, на котором потери давления являются наи-
большими (токарио-винторезный станок ДИП-500).
Участок /. Пылестружкоприемник с патрубком и коленом. Длина участка
0,3 м. При диаметре d,=75 мм площадь поперечного сечеиия составит F*=*
= nJ2 /4 = 0,0045 м2. Скорость воздуха и, = 580/(3600 F) =35.8 м/с.
Динамическое давление Рщ = ри2/2 = 1,2 • 35,82/2 = 769 Па.
Потери на трение Ptpi —MjPflj/d—O^l -0.3-769 = 49 Па.
По данным ]49] X/d=0.21.
Подсчитаем сумму коэффициентов местных сопротивлений, пользуясь (20]:
стружкопылепрнемник £=1.0; поворот r = 4d; £ = 0,11; 2^-1.П.
Потери на местные сопротивления Рм] = ££Рд|Я81,11 • 769 = 854 Па.
Суммарные потери давления Р| = 49 + 854 = 903 Па.
Участок 2. Гибкий резинотканевый рукав диаметром 75 мм. длиной 1,3 м.
Местные сопротивления в рукаве не учитываем ввиду большого радиуса пово-
рота. Потерн на трение принимаем в 1.3 раза больше, чем в гладких трубах
РтР2= 1,3(Х/^)/2РД2-1,3 - 0.21 • 1.3 • 769 = 273 Па.
Участок 3. Металлический трубопровод диаметром 75 мм, длиной 10 м.
Потери на трение Ptp3 = 0,21 • 10 • 769=1615 Па.
Коэффициент местных сопротивлений 120]: поворот r = 3d, £ = 0,12; вход
в коллектор (внезапное расширение) £=0.81; Ё£ = 0,93.
Потери в местных сопротивлениях Рмз = 0,93 • 769 = 715 Па.
Общие потери Р3= 1615+715=2330 Па.
Участок 4. Коллектор. Пренебрегая потерями иа трепне, подсчитываем по-
тери ла местные сопротивления на трение, подсчитываем потери на местные
сопротивления в коллекторе.
Коэффициенты местных сопротивлений: внезапное сужение £ = 0,45; пово-
рот потока под прямым углом Rld=\\ £ = 0.26; ££—0.71.
Общие потери в коллекторе Р4=Рмч = 0,71 • 769 = 546 Па.
Участок 5. Магистральный трубопровод длиной 50 м от коллектора до
стружкоотделителей. Диаметр трубопровода подсчитываем, приняв транспорт-
ную скорость воздуха 35.8 м/с.
<1=0,0188 Д/Д/итр = 0,0188 1/3820/35,8 = 0,2 м = 200 мм.
По таблице [6] принимаем X/d=0,06l.
Потерн на трение Ртр5 = 0,061 • 50 • 760=2316 Па.
Коэффициенты местных сопротивлений: два поворота cc = 90e, Rld=3, 2£ —
= 2-0.12 = 0.24; тройник а = 30°, £ = 0.34; переходник в виде диффузора перед
циклоном сс=16°; Л/^ник = 0.157/0.31 & 0,5; Fs = 0.157 м2. Рцмк-0.31 м2; £ = 0,08;
Е£ = 0,66.
Потери в местных сопротивлениях Рмз=0.66 • 769=508 Па.
Общие потерн Ps = 2346 + 508=2854 Па.
Участок 6. В качестве стружкоотделителей приняты два параллельно уста-
новленных циклона ВЦНИНОТ. Скорость воздуха на входе в циклон 18 м/с.
Тогда динамическое давление Рдб = рс»2/2= 1.2 • 182/2= 19-1 Па.
При величине коэффициента местного сопротивления циклона ВЦНИИОТ
£ = 6.7 потери давления составят Р$=$,7 • 194=1300 Па.
Участок 7. Трубопровод от циклона до побудителя тяги. Длина 15 м. Так
как в трубопроводе за циклоном транспортируется мелка-я пыль, скорость воз-
духа принимаем равной и? = 12 м/с. Диаметр трубопровода d = 0,0188/3820/12 —
«*0,335 м =340 мм.
Динамическое давление в трубопроводе Рд7= 1,2 • 122/2“86 Па.
Потерн треиия Ртр7 = 0,054 • 15 • 86 = 70 Па.
Коэффициенты местных сопротивлений: три поворота потока а = 90°. r=3d
2£ = 3 - 0,12 = 0.36; тройник иа слиянии потоков от двух циклонов сс = 30°, £=0.53;
Х£ = 0.89.
Потери давления в местных сопротивлениях Рм7«0,89 • 86 = 77 Па.
Общие потери Р7=7О + 77=147 Па.
Участок 8. Трубопровод от вентилятора до электрофильтра длиной 5 м.
диаметром 340 мм.
Потери на трение Ртрв = 0.054 • 5 - 86 = 23 Па.
Коэффициенты местных сопротивлений: три поворота ct = 90e, r = 3rf, ££=
= 3-0,12 = 0,36: вход в электрофильтр — внезапное расширение £=0,81; ££=1,17.
Потери в местных сопротивлениях Рм»= 1,17 • 86= 101 Па.
Общие потери Р>. = 23 + 101 = 124 Па.
Участок 9. Пылеотд елитель. В качестве пылеотделителя принимаем элек-
трофильтр типа УВП 149], гидравлическое сопротивление 120 Па. К электро-
134
фильтру можно подключить другие аспирационные системы с тем, чтобы рас-
ход очищаемого воздуха составил оптимальную величину. Таким образом.
Ру«120 Па.
Суммарные потери давления о сети
9
Р = 2 Р i = 903 + 273 + 2330 + 540 + 2854 + 1300 4- 147 +
1
Ц- 124 1- 120= 8597 Па.
Потери давления иа участках, где транспортируются отходы обработки
графита (от станка до выхода из циклона), составляют:
6
ро= 2 Pi==9o3+273+ 2330+546 + 2854 + 1300 = 8206 Па: 
1
Определяем среднюю величину коэффициента сопротивления движению
аэросмеси Ко
6
^PiKi
Т 903-1  273-1,15	2330:0,98	546-1
Ко ~	~~ 8206 +	8206 +	9206 + 8206 +
2854-1,96	1300-1
+-----------+--------= 1,33.
8206	8206
Тогда с учетом примесей твердых частиц потери давления на участках
1—6 составят Рем = Pq(I+/(ц.) =820б(I+0,327 • 1,33) = 11817 Па.
Потери давления по всем участкам в этом случае составят
Рсм,об = 11817 + 39! =12208 Па.
В качестве побудителя тяги принимаем воздуходувку типа ТВ-150-1,12
[49], развивающую давление 13000 Па (1,3 кПа).	i.
Мощность, потребляемая электродвигателем,	....
3820-1,15.13000
N =---------------------—21 кВт,	.
1000-0,75-3600
где 1,15 — коэффициент запаса мощности; 0.75 — КПД воздуходувки.
ГЛАВА XI. ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ
1. Характеристика пыли, образующейся на стройках
и предприятиях стройиндустрии
Пыль—это мельчайшие твердые частицы, способные находиться
в воздухе или в промышленных газах длительное время во взвешен-
ном состоянии.
На предприятиях строительной индустрии источниками образова-
ния пыли являются асфальтобетонные установки, цехи облицовочных
материалов, вращающиеся обжиговые печи, цементные мельницы, су-
шильные барабаны, дробильно-помольное оборудование, перегрузоч-
ные узлы, упаковочные машины, цементные силосы, склады сыпучих
материалов и др
135
Вредность пыли зависит от ее химического состава, концентра-
ции в воздухе и крупности частиц. В легких человека при дыхании
задерживаются частицы размером от 0,2 до 7 мкм.
Пыль вызывает такие заболевания, как пневмокониозы, дерма-
титы, экземы, конъюнктивиты и др. Некоторые виды пылей могут
вызывать отравления и иметь отдаленные последствия влияния иа
человека.
Промышленные пыли характеризуются дисперсным составом.
Дисперсным составом или дисперсностью пыли называют степень ее
измельчения.
Дисперсный состав пыли может быть представлен в виде таблиц,
математических выражений или графиков. Для графического изобра-
жения используют интегральные и дифференциальные кривые рас-
пределения частиц по массе. Сравнительно редко дисперсный состав
выражают в процентах по числу частиц.
Кривые, характеризующие дисперсный состав пылей, принято
представлять в вероятностно-логарифмической координатной сетке.
По оси абсцисс откладывают логарифмы диаметров частиц, а по оси
ординат—нормированную функцию вероятностного распределения
частиц (рис. Х.1). Многочисленные исследования показывают, что
точки, определяющие дисперсный состав большинства промышленных
пылей в вероятностно-логарифмической сетке, располагаются близко
к прямой линии. В этом случае дисперсный состав пыли будет харак-
теризоваться двумя величинами:
медианой распределения или медианным диаметром частиц.
За медиану распределения принимают диаметр частиц пыли, при ко-
тором масса всех частиц с размером меиее сДз составляет 50% общей
массы пыли.
дисперсией а (или показателем полидисперсности пыли). Дис-
персия характеризуется углом наклона линии дисперсного состава
к оси абсцисс и определяется из выражения:
О S rfso/rfie = dsj/^50 ,
где dis, <f84 — диаметры частиц, при которых масса частиц, меньших dw и <f31,
составляет соответственно 16 и 84% общей массы пыли.
Медиану распределения и дисперсию частиц используют при рас-
четах пылеулавливающих устройств.
Поведение пылевых частиц в воздухе связано с их скоростью ви-
тания, которая зависит от плотности и размера частиц. Скорость ви-
тания используют в расчетах многих пылеулавливающих аппаратов
как одну из основных характеристических величин. Зная диаметр ча-
стиц, можно определить скорость витания, пользуясь номограммой,
приведенной на рис. XI.2. Эта номограмма включает пыль плотно-
стью 500 ... 1000 кг/м3.
1.30
Рис. XI.1. Вероятиостио-логарифми-
ческая координатная сетка
Рис. XI.2. Номограмма для опре-
деления скорости витания частиц
пыли р — плотность частиц пыли,
кг/м3; t — температура газа, СС
Скорость витания, см/с
Многие виды пылей (кварцевый песок, цемент, угольная пыль
и др.) обладают способностью вызывать абразивный износ оборудо-
вания. Некоторые виды пылей обладают агрессивными свойствами,
вызывая коррозию металлических частей оборудования.
При выборе пылеулавливающих устройств учитывают такие
свойства пылей, как смачиваемость и растворимость, способность за-
ряжаться в электрическом поле, адгезия к различным поверхностям.
Отрицательным свойством многих видов пыли является их спо-
137
собность к воспламенению и взрыву. В зависимости от величины ниж-
него предела воспламенения все пыли подразделяются на взрыво-
опасные и пожароопасные. К взрывоопасным относят пыли с. нижним
пределом воспламенения до 65 г/м3, к пожароопасным — пыли с ниж-
ним пределом воспламенения выше 65 г/м3
В табл. XI.1 приведены характеристики ряда пылей, встречаю-
щихся на предприятиях стройиндустрии.
2. Характеристика пылеулавливающего оборудования
Очистку воздуха от пыли производят с помощью специального
пылеулавливающего оборудования. В зависимости от принципа дей-
ствия пылеуловители и фильтры подразделяют на классы: гравита-
ционные, инерционные, масляные, электрические, мокрые, пористые,
матерчатые, акустические, комбинированные и прочие (рис. XI.3).
По степени очистки воздуха от пыли пылеулавливающие аппа-
раты подразделяются па три группы:
грубой очистки с эффективностью пылеулавливания 11 = 40 . . 70%
(пылеосадочные камеры, циклоны больших размеров и др.);
средней очистки с 11 = 70... 90 % (циклоны, ротационные пыле-
уловители и др.);
тонкой очистки с Г) = 90 .99,9 % (ячейковые, рукавные, элек-
трические, мокрые, пенные аппараты и;др.)
Пылеуловители и фильтры характеризуются:
1. Производительностью (или пропускной способностью аппа-
рата), т. с. объемом воздуха, который способен фильтр очистить
в единицу времени (м3/ч, м3/с). Пористые н матерчатые фильтры ха-
рактеризуются не производительностью, а удельной воздушной на-
грузкой, представляющей собой объем воздуха, в единицу времени,
приходящийся на единицу фильтрующей поверхности (м3/ч-м2).
2. Общим коэффициентом очистки воздуха или общей эффек-
тивностью пылеулавливания аппарата, т. е. отношением массы пыли,
уловленной аппаратом, к массе поступившей в него пыли за единицу
времени (выражается в относительных единицах или в процентах)
Коэффициент очистки определяют по следующим формулам, %;
Г) — 100Gy;l/Gux;
т] — l00Gyn/(Gy„-|- GyH);
Л ~ 100 (Gbx “ GyH)/GBX,
где Gbx. Сул. Сук — масса пыли, поступившей в пылеуловитель с загрязнен-
ным воздухом, уловленной в нем и унесенной с отходящим воздухом, кг/ч.
Gbx == Сну Q;
Gyn — Свых Q >
138

XI.I. ХАРАКТЕРИСТИКА ПЫЛИ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОЙИНДУСТРИИ
Наименование пыли и место ее образования	Плотность пыли. кг/м3	Параметр dso. мкм	Параметр а	Размер частиц, мкм						
				Суммарная			масса частиц, %			
Известняк. помол в шахтной мельнице	2706	25	2	2,5 I ,5	4 3	6,3 7	1 0 14	16 28	25 50	40 80
обжиг в известковой печи	2700	29	—	4 1,5	6,3 3. 1	10 7,5	16 18	25 41	40 72	
сушка в сушильном барабане	2900	2.9	2,07	1 8	1,6 21	2,5 42	4 70	6,3 86	1 0 96	
Смесь известняка, шлака и колошниковой пыли	2800	4,5	—	1.6 6	2,5 17,5	4 42	6,3 80	10 99,5	-	—
Доломит, обжиг во вращающейся печи	2960	25	—	2,5 5	4 8	6,3 1 1	10 20	16 31	25 50	40 74
Клинкер, обжнг во вращающейся печи	2750	2,8	2,3	1 Тз”	1,6 26	2,5 45	4 65	6,3 82	1_0 93	-
Пыль асфальтобетонного завода, сушка про- дукта в барабане	2600	20	—	1,6 2,3	2,5 4	4 7,5	6,3 12,4	10 23	16 38	25 64
Цинк, оцинкование закладных деталей на до- мостроительном комбинате	6600	16,5	3,3	2,5 7	4 12,5	6,3 21	10 34	16 49	25 64	40 81
Доменный шлак, сушка в барабане цемент- ного цеха	2910	17,5	3,5	1,6 4	2,5 8	4 14	6,3 22	10 35	16 47	25 60
где Свх, свых — концентрация пыли в воздухе на входе в аппарат и выходе из
него, мг/м3 <кг/м3); Q — объем очищаемого воздуха, м3/ч; Оул — определяют
путем взвешивания пыли, осаждаемой в бункере.
3. Фракционным коэффициентом очистки, который выражает
эффективность пылеулавливания аппарата по отношению к отдель-
ным фракциям пыли и определяется по формуле:
Пфр = [фвх — Фвых (’П)]/фвх>
где Фвх, Фвых — содержание фракции пылн в воздухе соответственно на вхо-
де н выходе пылеуловителя, %.
Если дисперсный состав пыли выразить в виде суммы отдельных
фракций
ф1 -ф ф2"Ь • • • Ч- фп = юо,
то общий коэффициент очистки (в долях) определится по следующей
формуле:
’П = (т1фР1 Фт + Лфра фа+  •  т'ПфРп фп)/Ю0.
Эффективность пылеулавливания высокоэффективных фильтров
может выражаться через коэффициент проскока е, представляющий
собой отношение концентрации пыли за фильтром к концентрации
пыли перед фильтром, и определяется по формуле, %:
е = (1 —1]) 100.
При многоступенчатой очистке воздуха в нескольких аппаратах,
установленных последовательно, суммарную степень очистки воздуха
определяют по формуле, %:
г) = [100—(1 —гц) (1 —г]2)... (1—Пп)] 100.
4. Пылеемкостью, представляющей количество пыли, которое
способен уловить и удержать фильтр (г, кг). Предельное количе-
ство накопленной фильтром пыли, отнесенное к единице фильтрую-
щей поверхности, называется удельной пылеемкостью (г/м2, кг/м2).
Эти характеристики обычно относят к матерчатым фильтрам.
'5. Гидравлическим сопротивлением пылеуловителя, которое
представляет собой разность полных давлений на входе в аппарат и
выходе из него, Па:
? =^вх ^вых •
При расчетах аппаратов гидравлическое сопротивление опреде-
ляет™ в долях динамического давления по формуле
^ = ^ДИН = ^2/2,
где Рдип—динамическое давление, Па; £ — коэффициент гидравлического со-
противления, величина которого зависит от конструкции аппарата; р — плот-
ность воздуха прн данной температуре, кг/м3; v — скорость воздуха в попереч-
ном сечении аппарата, по отношению к которому принимается величина 4, м/с.
141
6.	Расходом электроэнергии на очистку воздуха. (,кВт-ч на
1000 м3/ч), воды (л/м3), масла (кг/год) и т. п.
7.	Капитальными затратами на воздухоочистную установку
(руб).
8.	Стоимостью очистки воздуха (руб. иа 1000 и3 воздуха).
3. Способы очистки воздуха от пыли
Пылеосадочные камеры. Пылеосадочные камеры — устройства,
в которых пылевые частицы отделяются от воздуха под действием
силы тяжести. Они применяются чаще всего для грубой очистки за-
грязненного крупнодисперсиой пылью воздуха.
Степень очистки воздуха в пылеосадочных камерах составляет
50 . 60 %. Скорость движения воздуха в камере выбирается из ус-
ловия обеспечения ламинарного режима течения и составляет
0,2 . 0,8 м/с. Камеры обладают невысоким сопротивлением, они про-
сты в устройстве и эксплуатации.
Расчет пылеосадочных камер производится в такой последова-
тельности:
Задаются минимальными размерами пылевых частиц, которые не-
обходимо уловить в пылеосадочной камере, и находят их скорость
витания по номограмме (см. рис. XI.2) илн по формуле, м/с:
vB = d* рп/(18р),
где d — размер улавливаемых частиц пыли, мк; рп — плотность материала пы-
левых частиц, кг/м1; ц—динамическая вязкость среды, Па-с.
Зиая объем очищаемых газов, определяют требуемую площадь
осаждения, м2:
5 — lb = Q/(3600yB),
где Q — объем газа, проходящего через камеру, м3/ч; I, b — соответственно
длина н ширина камеры, м.
Задаваясь шириной камеры, находят ее дилиу, м:
l=^S!b.
Принимая скорость движения газа в камере Or, определяют вы-
соту камеры /1, м:
/i = Q/(3600tor).
Ячейковые фильтры имеют конструкцию в виде металлической
ячейки рамного типа, заполняемую различными фильтрующими мате-
риалами: металлическими сетками, смачиваемыми виециновым или
веретенным маслом (фильтры ФяР), ультратонким стекловолокном
(фильтры ФяУ), винипластовыми сетками (фильтры ФяВ) и моди-
фицированным пенополиуретаном (фильтры ФяП).
142
Ячейковые фильтры обычно Собирают в панель, через которую
пропускают запыленный воздух. При. запылении фильтров до пре-
дельной величины фильтрующий материал либо - заменяется новым
(фильтры ФяУ), либо регенерируется продуванием сжатым воздухом,
промывкой горячей водой или паром, выколачиванием и т. п.
Каждый тип ячейкового фильтра характеризуется определенной
пылеемкостью. Ввиду небольшой пылесмкости ячейковые фильтры
применяют для очистки при невысокой концентрации пыли (до
10. мг/м3) обычно в системах приточной вентиляции и кондициониро-
вания воздуха. Эффективность пылеулавливания фильтров составля-
ет па атмосферной пыли до 80 %, гидравлическое сопротивление —
40 .	60 Па (по мере накопления пыли в фильтре оно возрастает до
300 Па) Технические данные ячейковых фильтров приведены
в табл. XI,2.
XI.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЯЧЕЙКОВЫХ ФИЛЬТРОВ
Фильтр	Заполнитель	Начальное/ конечное сопротив- ление. Па	Пылеем» кость. г/м2	Масса, кг
Фя.Р	Гофрированные металлические сетки	40/300	I 500	7,9
ФяВ	Гофрированные вивипластовые сетки	50/300	2000	4
ФяУ	Упругое стекловолокно	40/300	400	3
ФяП	Модифицированный пенополи- уретан	60/300	200	3,3
При мечание. Для всех фильтров: габарит 514X514X55 мм; площадь
рабочего сечения 0.22 м2; пропускная способность 1540 м3/ч при Удельной
воздушной нагрузке 7000 м3 на I и2, эффективность очистки до 80%.
Порядок расчета ячейковых фильтров.
Определяют допустимую концентрацию пыли в приточном воз-
духе сП1>, мг/мэ:
сир =0,ЗСпдк.
где СПДК”предельно допустимая концентрация пыли в рабочей зоне, мг/м3
Рассчитывают требуемую эффективность очистки воздуха от пы-
ли, %, по формуле
= 100 (са— спр)Ма.
где са — концентрация пылн в очищаемом атмосферном воздухе, мг/м3
По каталогу выбирают ячейковый фильтр, обеспечивающий тре-
буемую степень очистки воздуха. Зная производительность одного
фильтра, подсчитывают необходимое число фильтров по формуле:
л=С/<7,.
где Q - расход очищаемого воздуха. м3/ч; q — производительность воздушная
^аг^узка) одного ячейкового фильтра, мэ/ч.
143
Определяют суммарную величину фильтрующей поверхности, м2,
S = abn,
где а, Ь — размеры поперечного сечения фильтра, м.
Вычисляют суммарную пылеемкость фильтров, г,
H = pS,
где р — удельная пылеемкость фильтра, г/м2.
Рассчитывают продолжительность эксплуатации фильтров без
замены или регенерации фильтрующего материала, ч,
т=ь 1000/7/f(ca—гПр) Q].
Если продолжительность эксплуатации фильтров оказывается
неудовлетворительной, ее увеличивают, устанавливая большее число
ячейковых фильтров.
Годовой расход масла на перезарядку фильтров, кг, определяют
по формуле:
G = <?M пт,
где qm — расход масла на одну зарядку ячейкового фильтра, кг; т— число за-
рядок фильтра в год.
Циклоны. В центробежных пылеотделителях — циклонах отделе-
ние пылевых частиц от воздуха происходит за счет сил инерции, дей-
ствующих на частицы при вращении потока очищаемого газа
(рис. XI.4). Энергетические потери в циклоне характеризует коэффи-
циент гидравлического сопротивления S, представляющий отношение
полных потерь давления в циклоне Рц к динамическому давлению Рд
в каком-либо его сечении (во входном патрубке или в поперечном
сечении корпуса)
| = Рц/Рд.
Величина коэффициента § зависит от формы циклона. В табл.
XI.2 приведены сравнительные характеристики циклонов различных
типов при одинаковой производительности и сопротивлении 1000 Па.
За объект сравнения взит циклон НИИОГАЗ ЦН-11, как наиболее
эффективный и предпочтительный дли применения.
Ниже изложена методика расчета и подбора циклонов
НИИОГАЗ.
Фракционный коэффициент очистки циклонов НИИОГАЗ, %, оп-
ределяют по формуле:
ПФР = 50 11 + Ф (л)],
где Ф(х) — функция логарнфмическн-вероятностного распределения, опреде-
ляемая в зависимости от величины х по табл. XI.3,
144
Рнс. XI.4. Конструкции циклонов основных типов
а - НИИОГАЗ ЦН-15; б — СИОТ; в - ВЦНИИОТ; г — Гипродрева; /-вход-
ной патрубок; 2 — выхлопная труба; 3 — цилиндрический корпус; ^ — кониче-
ская часть; 5 — бункер; 6 — улитка на выходе; 7 — отверстие выхлопного пат-
рубка; 8 — коническая вставка; 9 — перегородки
Х1.2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИКЛОНОВ
Тип циклона	Коэффициент гидравлического сопротивления		Относительные величины				Металлоемкость при расходе воз- духа 1000 м3/ч, м*
	^пл	^вх	степень выноса пыли	поверх- ность циклона	диаметр циклона	высота циклона	
ЛИОТ	80	4,2	1 ,23	1 ,05	1,17	0,8	2,07
СИОТ		6	1,05	0,92	1,62	0,7	1,82
ВЦНИИОТ			6,7	0,93	1,05	1,25	0,91	2,22
UH-11	250	6,1	1	1	1	I	1,96
ЦН-15	160	7,6	1,05	0,85	0,9	0,93	1,67
ЦН-15у	170	8,2	1,26	0,66	0,92	0,7	1,29
ЦН-24	80	10,9	1,35	0,55	0,75	0,72	1,09
«Матрешка»	865	7,1	1,62	1,86	1,43	0,92	3,67
УЦ-38	1730	11,9	0,78	1,73	1.6	1,25	3,88
4 БЦШ	200	3,7	0,82	1,26	1,1	0,53	2,47
Т 4/630	345	10,1	0,96	1,85	1,14	1,57	3,64
Примечание. £пл — коэффициент сопротивления к скорости воздуха
в поперечном сечении циклона; £вх — коэффициент сопротивления к скоро-
сти воздуха на входе в циклон.
145
XI.3. ФУНКЦИЯ ЛОГАРИФМ И ЧЕСКИ-ВЕРОЯТНОСТИ ого
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
X	Ф (х)	X	Ф (X)
0.00	0,0000	65	0.48'43 ‘
01	0,0080	66	0.4907
02	0,0160	67	0,4971
03	0,0239	68	0,5035
04	0,0319	,	69	0,5098
05	0.0399	0,70	0,5161
06	0,0478	71	0.5223
07	0,0558	72	0,5285
08	0,0638	73	0,5346
09	0,0717	74	0,5407
0,10	0,0797	75	0,5467
II	0,0876	76	0,5527
12	0,0955	77	0,5587
13	0,1034	78	0,5646
и	0,1113	79	0,5705
15	0,1192	0,80	0,5763
If.	0,1271	81	0,5821
17	0,1350	82	0,5878
18	0,1428	83	0,5935
10	0,1507	84	0,5991
0.20	0,1585	85	0,6047
21	0,1663	86	0,6102
22	0.1741	87	0.6157
23	0.1819	88	0,6211
2-1	0,1897	89	0,6265
25	0,1974	0,90	-	0,6319
26	0,2051	91	0,6372
27	0.2128	92	0,6424
28	0,2205	93	0,6475
29	0,2282	94	0,6528
0.30	0,2358	95	0,6579
31	0.2434	96	0,6629
32	0,2510	97	0,6680
33	0,2586	98	0,6729
34	0,2661	99	0,6778
35	0,2737	1,00	0.6827
0,36	0,2812	01	0.6875
37	0,2886	02	0,6923
38	0,2961	03	0,6970
39	0,3035	04	0,7017
0,40	0,3108	05	0,7063
41	0,3182	06	0,7109
42	0.3255	07	0,7154
43	0,3328	08	0,7199
44	0,3401	09	0,7243
45	0,3473	1,10	0,7287
46	0.3545	11	0,7330
47	0,3616	12	0,7373
48	0.3688	13	0,7415
49	0.3759	14	0,7457
0,50	0,3829	15	0,7499
51	0,3899	16	0.7540
52	0.3969	17	0,7580
53	0,4039	18	0,7620
54	0,4108	19	0,7660
55	0,4177	1,20	0,7699
56	0.4245	21	0,7737
57	0,4313	22	0,7775
58	0.4381	23	0,7813
59	0.4448	24	0,7850
0,60	0.4515	25	0.7887
61	0.4531	26	0,7923
62	0.4647	27	0,7959
63	0,4713	28	0.7995
64	0,4778		
146
Продолжение табл. XI .3
к	Ф (X)	X	Ф (X)
29	0.8029	72	0,9146
1.30	0.8064	73	0,9164
31	0.8098	74	0.9081
32	0.8132	75	0,9199
33	0,8163	76	0,9216
34	0.8198	77	0,9233
35	0.8230		0.9246
36	0,8262	79 .	0,9263
37	0,8293	1,80	0,9281
38	0.8324	81	0.9297
39	0.8355	82	0.9312
1.40 .	0.8385	83	0,9328
41	0.8415	84	0.9342
42	0.8444	85	0,9357
43	0,8475	86	0,9371
44	0.8501	87	0.9385
45	0.8529	88	0,9399
46	0,8557	89	0,9412
47	0.8584	1,90	0,9426
48	0,8611	91	0.9439
49	0,8638	92 ,	0,9451
1.50	0.8664	93	0.9464
51	0,8690	94 .	0,9476
52	0,8715	95	0,9488
53	0,8740	96	0,9500
54	0.8764'	97	0.9512
55	0,8789	98	0,9523
56	0,8812	99	0,9534
57	0.8836	2,00	0,9545
58	0,8859	05	0,9596
59	0,8882	10	0,9643
1,60	0.8904	15	0,9684
61	0,8926	20	0,9722
62	0,8948	2,25	0.9756
63	0,8969	30	0,9786
64	0,8990	35	0,9812
65	0.9011	40	0,9836
66.	0,9031	45	0,9857
67	0,9051	2,50	0.9876
68	0,9070	55	0.9892
69	0,9090	60	0,9907
1.70	0,9109	65	0.9920
71	0,9127	70	0,9931
Величину х вычисляют по формуле:
х =
__________(Г_________
^&0Ц /СЮ* УРИ/(р„иГц)
0ц
где d' — наибольший диаметр частиц фракции пыли, для которой определяют
коэффициент очистки, мкм; d5on — диаметр частиц, которые в условном цикло-
не улавливаются «а 50%. мкм. табл. XI.4: ац—характеристика полидисперсности
пыли (дисперсия) — безразмерная величина табл. XI.4; Wu. — скорость движе-
ния газов в плайе корпуса циклона, м/с: рп — плотность материала пыли.
кг/м3; Ц — динамическая вязкость газа при заданной температуре. Па  е; К
коэффициент, величина которого зависит от типа циклона (см. табл. XI.4).
147
XI.4. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦИКЛОНОВ НИИОГАЗ
Параметр	ЦН-11	ЦН-15	ЦЫ-15у	ЦН-24	скд-цн-зэ	СК-ЦН-34
к	41,4	4 1,4	41,4	46,9	34,97	34,97
^50Ц	2,47	3,06	3,48	4.71	1 ,428	1 , 297
	0,3979	0,3979	0,3979	0,3979	0,4281	0.4155
Q JSto	0, 158	0, 158	0, 158	0, 158	0, 1 83	0,1732
W расч	3,5	3,5	3,5	4,5	2.5	2,5
Общая эффективность пылеулавливания т)оо = 50[1 +Ф(х')1,
где Ф(х') — см. табл. XI.3.
Величину х' находят по формуле
/^50\
\ dB0Il К-10’ Уоц/(рпи7ц) /
X =="---------—--- -	---- ,
Уа$4~ 1g2 (^5o/<iie)
где dso — медиана распределения — диаметр частиц, при котором суммарная
масса всех частиц, имеющих размер меньше dso. составляет 50 % массы всей
пыли; die — диаметр частиц улавливаемой пыли, при котором суммарная
масса всех частиц с размером меньше составляет 16% массы всей пыли
Иногда очистку газов от пыли осуществляют в нескольких по-
следовательно установленных циклонах различных диаметров. Вна-
чале устанавливается циклон большого диаметра, так как с уменьше-
нием диаметра коэффициент очистки циклонов возрастает. Общий
коэффициент очистки в этом случае определяется по формуле:
Поб = [1 — (1— 41) (1 — Пг)-- (1 —4п)1 !0°-
где тр ... Tin — коэффициенты очистки соответственно в первом, втором и
п-м циклонах в относительных единицах.
Гидравлическое сопротивление циклона, Па, определяют по фор-
муле:
Рц=£Г*рг/2,
где pt — плотность очищаемых газов прн температуре t °C, кг/м3; №ц — ско-
рость движения воздуха на входе в циклон илн в плане его корпуса, скорость
в плане корпуса обычно принимают 2, 5 ... 4 м/с; £ —коэффициент гидрав-
лического сопротивления циклона по отношению к сечению входа или к се-
чению в плайе циклона (см. табл. XI.2).
Гидравлическое сопротивление циклона может быть также под-
считано по формуле:
Рц=0,81^«/О*.
где (?с — секундный расход газа через циклон. м3/с; D—диаметр корпуса цик-
лона, м.
148
Пример. На цементном заводе для улавливания пылевидного продукта
применены циклоны типа ЦН-15. Рассчитать общую и фракционную эффектив-
ность циклона ЦН-15 диаметром 700 мм при очистке в нем воздуха в объеме
3 200 м3/ч с температурой 20° С. Плотность пыли равна 3 000 кг/м3
Размеры частиц, мкм
Дисперсный
состав пыли, %
от 0	до 5	. .	5
» 5	» 10	. 13
» 10	» 15	. 22.5
» 15	» 20	,	,	,	15,5
» 20	» 30	. 12
» 30	» 40	14
крупнее 40 .		18
Итого
. I 00
Решение. Представляем дисперсный состав пыли в виде суммарных про
центов распределения частиц по массе:
менее 5 мкм
»	10	»
»	15	»
»	20	»
»	30	»
»	40	»
5
18
40. 5
56
68
82
На логарифмическн-вероятностную координатную сетку (см. рнс. XI.I)
накладываем чистый лист кальки и наносим на него точки, характеризующие
суммарную массу частиц по вышеприведенным данным. Соединив точки пря-
мой, получим график дисперсного состава пыли. По графику находим диспер-
сию пыли Сп:
an = d5o/die= 19/8,5 = 2,24.
Определим условную скорость воздуха в поперечном сечении циклона
//	3,14-0,72 .
Гц = 3200 / 13600 -----—--------- 1 = 2,31 м/с.
Определим фракционный коэффициент очистки для частиц размером ме-
нее 5 мкм. Находим величину х для рассчитываемого циклона
1 ______________________5
\ 3,06-41,4- 103 I/O,7. 18,1 - 10—6/(2,6-3000) I
г —     —- ". - " ———-------- 1	--——-------—---——
По табл. XI.3 определим Ф(х) =0,0876. Тогда фракционный коэффициент
очистки составит:
Т)фр = 50 [ 1 +Ф (х)] = 50 (1+0,0876) = 54 ,4%.
Аналогичным образом находим фракционные коэффициенты очистки для
частиц размером менее 10, 15, 20, 30 и 40 мкм. Результаты расчетов сводим
в табл. XI.5.
XI.5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
d	X	Ф (X)	ПФР, %
ds	0.11	0,0876	54,4
dto	0,65	0,4843	74,2
dl5	1,08	0,7199	86
djo	1,4	0,8385	91.9
d»	1,84	0,9342	96,7
	2,16	0,9684	98,4
149
Находим общий коэффициент очистки воздуха от пыли в ди клоне
/	19	\.
1g
3,06-41,4. Ю
0,7- 18,1- 10-»
2,22-3000
= 1,039.
V0.15&+ 1g2 2,24
По табл. Х1.3 Ф(.г')-0.7017
По0= 50 (1 4-0,7017)= 85,1 %
Таким образом, общий коэффициент очистки циклона ЦН-15 диаметром
700 мм составляет 85.1 %.
Выбираем величину коэффициента сопротивления циклона по табл. XI.2
I" 160.
Тогда сопротивление циклона составит
Рц= 160-2,31-’- 1,2/2 = 513 Па.
Расчет циклопов НИИОГАЗ можно выполнить также с помощью номо-
грамм.
Рукавные фильтры. В рукавных фильтрах очистка воздуха от
пыли производится путем его фильтрации через ткань, сшитую в виде
отдельных рукавов и встроенную в герметичный корпус фильтра.
Очищаемый воздух отсасывается из фильтра н выбрасывается в ат-
мосферу (схема рукавного фильтра приведена па рис. XI.5). Рукава
ра
/ — входной патрубок; 2
рукав; 3 — подвеска рукава;
4 — встряхивающий меха-
низм; 5 — выходной патру-
бок; 6 — бункер
периодически очищаются от осаж-
дающейся на них пыли путем встря-
хивания с помощью специального
механизма и обратной продувки.
Рукавные фильтры бывают
всасывающего и напорного типа.
Для изготовления рукавов упот-
ребляются плотные натуральные
или синтетические ткани (чаще—
с начесом) Накапливающаяся па
них пыль играет роль фильтрую-
щего слоя, повышающего эффек-
тивность очистки фильтра.
Отечественной промышленно-
стью выпускаются рукавные филь-
тры различных типов (табл. XI.6)
При невысоких концентраци-
ях пыли в очищаемых газах ру-
кавные фильтры являются един-
ственной ступенью очистки, а при
высоких концентрациях перед ни-
ми устанавливают циклоны.
Расчет рукавных фильтров
производят в следующем порядке.
150
XI.6. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РУКАВНЫХ ФИЛЬТРОВ
Фильтр	Поверхность фильт- рации, м2		Число элементов			Диаметр рукава, мм	Длина рукава, мм	Масса фильтра, КГ	Мощность двигателя привода, кВт	
	общая	рабочая	секций	рукавов в секции	рукавов в фильтре				механизма встряхи- вания	шнека
ФВК-30	30	15	2	18	36	1 35	2060	1 053	0,6	0.6
ФВК-60	60	45	4	18	72	I 35	2060	I 682	0.6	0.6
ФВК-90	90	75	6	I 8	108	I 35	2060	2 300	0.6	0.6
ФРМ1-6	I 26	I 05	6	10	60	I 35	2060	5 776	1 . 7	1
ФРМ1-8	168	147	8	I 0	80	135	2060	7 147	1 7	1
ФРМ1-9	210	18а	1 0	I 0	I 00	135	2060	8 633	1 . 7	1
ФВВ-45	45	30	3	18	54	135	2090	1 735	0,6	—
ФВВ-60	60	45	4	18	72	1 35	2090	2 135 ,	0.6	—
ФВВ-90	90	75	6	18	108	135	2090	2 935	0,6	—
ФТНС-4	1 2	12	1	4	4	385	2500	49 500	—	—
ФТНС-8	24	24	2	4	8	385	2500	990	—	
ФТНС-1 2	36	36	3	4	12	385	2500	1 485	—	—
Определяют необходимую площадь фильтрации, м2, по формуле:
S = Q/q 4- *^с»
где Q — расход очищаемого воздуха, м3/ч; q — удельная воздушная нагрузка,
мэ/м2 • ч; Sc — площадь ткани регенерируемой секции, м2.
Определяют требуемое число рукавных фильтров по формуле:
n = S /S-t,
где St — суммарная площадь ткани рукавов в одном фильтре, м2.
Пример. Рассчитать очистку запыленного воздуха в рукавных фильтрах,
если объем воздуха составляет 35 000 м3/ч. Подобрать марку рукавного филь-
тра, определить необходимое число фильтров и их воздушную нвгрузку.
Решение. Выбираем удельную воздушную нагрузку на ткань q—
==50 м3/м2 • ч. Определяем необходимую величину фильтрующей поверхности за
вычетом площади фильтрации регенерируемой секции фильтра
5об = 5 —Sc = Q/^=35000/50=700 м2.
Принимаем к установке рукавный фильтр ФВК-90 (см. табл. XI.6), общая
фильтрующая поверхность которого составляет 90, а рабочая 75 м2. Тогда по-
требное число фильтров составит п—700/75=9,33 шт.
Принимаем 10 фильтров с общей фильтрующей поверхностью 5об=90  10«
= 900 м2 н рабочей поверхностью S=75 • 10=750 м2.
Фактическая воздушная нагрузка на ткань составит
^ф =35 000/750	47 м3/(м2-ч).
Скрубберы Вентури являются высокоэффективными аппаратами,
применяемыми для тонкой очистки воздуха от пыли. Основная часть
этого аппарата — труба Вентури, в которой под действием сил инер-
ции и мельчайших капель тонкораспыленной воды происходит укруп-
нение частиц пыли до размеров, позволяющих отделять нх от воз-
духа в простейших пылеуловителях.
Труба Веитури (рис. XI.6) имеет цилиндрическую часть, соеди-
ненную с коротким конфузором, горловину, плавно расширяющийся
диффузор и цилиндрический участок. В центральную часть конфузора
в осевом направлении подается орошающая жидкость (вода). В ка-
честве водоподающего устройства используется форсунка или цилин-
дрический иакоиечник. Вода подается под давлением 0,3 ... 0,4 МПа.
Рис. XI.6. Схема скруббера Вентури
/, 5 — цилиндрические патрубки; 2 — диффузор: 3 — горловина трубы; 4 —
конфузор
152
Расчет скрубберов Вентури осуществляется в следующем по-
рядке.
Зная расход очищаемых газов и задаваясь скоростью их движе-
ния в горловине трубы Вентури, определяют диаметр горловины тру-
бы по формуле:	___________
D=’\/'Q/(900nvK),
где Q — расход газа, м3/ч; ив — скорость движения газа в горловине трубы
Вентури, м/с.
Определяют средний диаметр капель жидкости, образующихся
в трубе Вентури:
О0 = 4870/ов4-28£.' 6 ,
где L — удельный расход жидкости, л/м3.
Определяют критерий Стокса для отдельных фракций пыли по
формуле:
Stk= рп Пи ^/(18vpr Do),
где рп, рг — плотность соответственно пыли и газа, кг/м3; v — кинематическая
вязкость газа в горловине трубы, м2/с; do — диаметр частиц пыли, мкм.
Для отдельных фракций пыли определяют фракционный коэф-
фициент очистки
„	,	_ —1,56* IO3L V&ffe
Чфр = 1—е
Зная фракционный состав пыли, подсчитывают общий коэффи-
циент очистки а скруббере Вентурн
Чоб ~ (Чфр1 ^1/100) + (»]фр2 ^2 / ЮО) -(- . . + (т]фрп. Фп/100),
где Ф,....Фп — содержание данной фракции пыли, %.
Сопротивление трубы Вентури подсчитывают по формуле:
Робщ = (5г + 5>к D) рг v|/2,
где £г — коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Веитури,
принимается £г—0,25 . . . 0,3;	— то же, при подаче жидкости в горловину;
1 — расход жидкости, принимается 0,3 ... 1,5 л/м3 газа; определяют по
табл. XI.7.
XI.7. РАСХОД ЖИДКОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СКОРОСТИ ГАЗА
В ТРУБЕ ВЕНТУРИ
Расход жидкости L, л/м3 газа	L при скорости газа в горловине трубы Вентури, v м/с				
	50	70	90	1 10	150
0,3	0.2	0,2	0,2	0.2	0,2
0,5	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4
0,7	0,4	0.4	0.4	0, 5	0,5
0.9	0,6	0,7	0,9	I	1.1
1.1	0,8	1	1.2 2	1,4	1,7
1,3	1,2	1.6		2,4	2,6
153
ГЛАВА XII. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ
1.	Методика расчета загрязнения атмосферы
Выброс вредных веществ в атмосферу должен производиться та-
ким образом, чтобы загрязнение воздушной среды в приземном слое
не превышало установленных предельно допустимых концентраций.
В этом случае необходимую высоту выбросных труб рассчитывают
из условия рассеяния вредных веществ в атмосфере. Последнее зави-
сит от ряда факторов: метеорологических условий атмосферы, скоро-
сти движения воздушных масс, температуры выбрасываемых газов
и др. [22]
При рассеянии вредных выбросов из дымовой трубы максималь-
ная приземная концентрация примесей образуется при неблагоприят-
ных метеорологических условиях (опасной величине скорости ветра,
интенсивном вертикальном турбулентном воздухообмене) на расстоя-
нии, равном примерно 20 Н от трубы, где Н — высота трубы.
Обычно на практике приходится решать две основные задачи:,
определять высоту трубы и максимальную приземную концентрацию
вредного вещества при известном количестве выбрасываемых в атмо-
сферу веществ
Главной геофизической обсерваторией им. А. И. Воейкова разра-
ботаны указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных выб-
росов предприятий, которыми следует руководствоваться при расчете
выбросов от высоких источников. например дымовых труб
(СН 369-74).
Для холодных вентиляционных и промышленных выбросов мак-
симальную концентрацию вредных веществ в приземном слое атмо-
сферы, мг/м3, подсчитывают по формуле
с№ —AMnKF IН* ,
где А — коэффициент, з в висящий от метеорологических условий рассеяния
вредностей в атмосфере (температурной стратификации); его величину прини-
мают в соответствии с климатическими зонами:
Климатическая зона
Средняя Азия, Казахстан. Нижнее Поволжье,
Кавказ, Молдавия, Сибирь. Дальний Восток . . ,
Север и Северо-Запад Европейской территории
СССР. Среднее Поволжье, Урал, Украина . . .
Центральная часть Европейской территории СССР
Коэффициент А
200
160
120
М — масса выбрасываемых вредных веществ, r/с; Я — высота выброса вредных
веществ над уровнем земли (высота трубы), м; F — безразмерный коэффици-
ент. зависящий от скорости оседания вредных веществ в атмосферном воздухе:
для газообразных вредных веществ и мелкодисперсной пыли F—1;
для крупнодпсперсиой пыли при среднем коэффициенте очистки пылеулавли-
154
вающих устройств 90 % F=2; при 75 %<ч<90% F«2,5 и при ^<75 % F=3:
п — безразмерный коэффициент зависит от параметра гм, м/с, который иахо
дят из выражения
VM= ! ,3й)о D/Я,
при 1*м^0,3 л=3; йрн 0*,3^им’^2 /1—3— V (им—0,3) (4,36—пм); D — диаметр
устья трубы, м; (о0— скорость выхода газов из устья трубы, м/с; К — коэффи-
циент. определяемый по формуле:
' К = О/(8У) = 1/(7,1 У<^у),
где V — объем выбрасываемых газов в единицу времени, м3/с.
Максимальную высоту трубы для вентиляционных (холодных)
выбросов, м, определяют по формуле
Н = [AMFDI(SVCnp.K№'*.
Если найденному значению Н соответствует величина параметра
Vm^2 м/с, то при данной высоте трубы концентрация вредностей в
приземном слое ие будет превышать ПДК. Если оы<2 м/с, то необ-
ходимо сделать пересчет высоты выбросной трубы.
Пересчет выполняют следующим образом. По найденной высоте
Н и величине Пм находят безразмерный коэффициент п. Затем уточ-
ненную высоту трубы Я, + 1 находят по формуле:
где л», л;- , — значения коэффициента л. которые соответствуют высотам труб
Hi и Hl-,.
Если найденные высоты труб Н, и Я,-, будут отличаться друг
от друга незначительно, то принимают найденную высоту трубы. Если
же расхождения значительны, то аналогичным образом проводят
дальнейший пересчет.
Указания СН 369-74 позволяют производить расчет величины
предельно допустимого выброса (ПДВ), т. е. максимального количе-
ства вредных веществ в единицу времени (г/с), которое можно вы-
брасывать в атмосферу, чтобы ее загрязнение в приземном слое не
превышало ПДК.
Величину ПДВ определяют по формуле
з
ПДВ = 8СПдК H~l/HVJ(AFnD).
Соответствующую этому случаю предельно допустимую концен-
трацию вредных веществ в устье выбросной трубы (шахте) опреде-
ляют по формуле
з
Сы. т = 8СПдк Н ~^/ц /(Л рп D)
155
2.	Примеры расчета
Пример t. Через вытяжную шахту (трубу) высотой //=30 м и диамет-
ром устья 1 м выбрасывается в атмосферу вентиляционный воздух после очи-
стки в пылеулавливающих установках, степень пылеулавливания которых
более 90 %. Объем выбрасываемого воздуха составляет V=30 ООО м3/ч=8.33 м3/с.
валовый выброс пыли М=4 г/с. Пыль нетоксичная, с максимально-разовой пре-
дельно допустимой концентрацией СпдК “ мг/м3. Фоновая концентрация
Сф=»0,!5 мг/м3. Предприятие расположено в Европейской части СССР.
Определить величину максимального загрязнения пылью приземного слоя
атмосферы и сравнить ее с ПДК.
Решение. Так как предприятие расположено в Европейской части СССР,
то коэффициент Д = 120. При эффективности пылеулавливающих аппаратов
свыше 90 % коэффициент F—2.
Определяем скорость выхода воздуха из устья шахты:
ш0==4Г/(лП2) = 4-8,33/(3,14-12)==-10,61 м/с.
Находим параметр Ом:
рм= 1,3соо DlH=. 1,3-Ь 10,61 /30=10,46 м/с.
Определяем параметр п при условии Ум>0,3 м/с
n = 3—V(vM—0,3) (4,36—vM) =
= 3- V(0,46 — 0,3) (4,36-0,46) = 2,2
Определим коэффициент К
Х=£)/(8У)=1/(8-8,33)=0,01 с/м2.
Максимальная величина загрязнения приземного слоя атмосферы
См= 120-4-2-2,2-0,01/ЗО4^3=О,22 мг/м3.
С учетом фонового загрязнения воздуха в данной местности Сф=0.15 мг/м3
общее загрязнение составит
СО5=-См-|-Сф-=.0,22-|-0,15 = 0,37 мг/м3,
что не превышает Срдк =0,5 мг/м3.
Пример 2, Для условий предыдущего примера определить минимальную
высоту вентиляционной шахты, обеспечивающей рассеяние пылн в воздухе до
концентраций, не превышающих ПДК.
Решение. Допустимая концентрация пылн в приземном слое атмосферы
от рассеяния выбросов не должна превышать величину Сд
Сд=СПдК—Сф=0,5-0,15=0,35 мг/м3.
Рассчитываем минимальную высоту вентиляционной шахты
H=[(AMFDl(WC-p)]ili^= [120-4-2.1/(8-8,33-0,35)]3/4 = 16,25 м
Определяем параметр Ом
им= 1,3соо £>///=-1,3-10,61-1/16,25=0,85 м/с.
Необходимо сделать пересчет высоты шахты, так как параметр им<2 м/с.
Находим коэффициент п
п = 3 — У(0,85 —0,3) (4,36 —0,85) = 1,61.
Определяем уточненную высоту шахты Ht+i
Hi+1 = //f(ni/n/_1)3/4=16,25(l,6l/2,2)3/4^ 13 м.
Так как расхождение в высотах шахт незначительно, то окончательно
принимаем ранее найденную высоту шахты Я=16 м.
Пример 3. Предприятие, расположенное в Европейской части СССР
(Д=120), отводит запыленные выбросы через вентиляционную шахту высотой
25 м с диаметром устья 0.8 м. Объем выбрасываемого воздуха V—20 000 м3/ч =
= 5,55 м3/с. Предельно допустимая концентрация пыли в атмосферном воздухе
156
составляет СпдК“0»5 мг/м5 (пыль нетоксичная). Очистка воздуха в пылеулав-
ливающих устройствах составляет менее 75 % (Г=3). Фонового загрязнения
вокруг предприятия нет.
Определить величину предельно допустимого выброса и соответствующую
предельно допустимую концентрацию пыли в устье выбросной шахты.
Решение. Определяем скорость выпуска воздуха из шахты в ссченнн ее
coo^=4V/(jiD2)=4-5,55/(3,14-0,82)= 11,1 м/с.
Подсчитываем параметр им
им= 1,3-11,1-0,8/25=0,46 м/с.
Определяем параметр п при им=0,46>0,3, м/с:
п — 3 — 1/(0,46—0,3) (4,36—0,46)== 2,2.
Определяем ПДВ
з _____________________
ПДВ=8-0,5-25 1/25.5,55/(120.3-2,2.0,8) = 2,55 г/с.
Подсчитываем соответствующую величину предельно допустимой концен-
трации пыли в устье выбросной шахты:
3	_	3 __
СМ.Т = 8СПДКН VH/(^FnD) = fe.0,5.251/25/(120-3.2,2-0,8) =
= 0,46 мг/м3.
ГЛАВА XIII. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
1.	Общие положения
Проектирование производственного освещения принято делить
на три части: светотехническую, электрическую и сметио-экоиомиче-
скую. Основными задачами светотехнической части являются выбор
системы и вида освещения, светильников и источников света, опреде-
ление их рационального количества, мощности, светораспределення и
размещения на строительной площадке и в производственных зда-
ниях.
Электрическое освещение строительных площадок и участков
внутри зданий осуществляется установками общего равномерного
или локализованного освещения, а местное освещение — инвентар-
ными стойками или переносными приборами. Общее равномерное
освещение строительных площадок должно быть не менее 2 лк. Если
Ей >2 лк, то к общему равномерному освещению устраивается до-
полнительно локализованное освещение (табл. XIII.1).
Для всех строительных площадок и участков, где работы выпол-
няются в темное время суток, предусматривается устройство рабочего
освещения. Если требуется охрана строительной площадки, то из ра-
бочего освещения выделяется часть светильников, обеспечивающих
горизонтальную на уровне земли или вертикальную иа плоскости ог-
раждения охранную освещенность, равную 0,5 лк. Эвакуационное
освещение предусматривается в местах основных путей эвакуации,
157
g XIII.1. НОРМЫ ОСВЕЩЕННОСТИ УЧАСТКОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК И РАБОТ (ПО СН 81-80. ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК)
	* 	-		 Участки строительных площадок и работ	Наименьшая освещен- ность, лк	Плоскость и уровень поверхности, в которой нормируется освещенность
Погрузка, установка, подъем, разгрузка оборудования, строительных конструкций и материалов грузоподъем- ными кранами Сборка и монтаж строительных и грузоподъемных ме- ханизмов: сборка с пригонкой частей монтаж передаточных подвижных частей Земляные работы, кроме устройства траншей Устройство траншей для фундаментов, коммуникаций, и т. д. Буровые работы, забивка свай Дорожные работы иа строительных площадках: укладка основания устройство дорожного покрытия и железнодорожных путей Монтаж конструкций стальных, ЖБ и деревянных Стационарные сварочные аппараты, механические нож- ницы, гибочные станки для заготовки арматуры Сборка арматуры (стыковка, сварка .вязка каркасов и т. д.) Установка опалубки, лесов и ограждений Бетонирование- конструкций крупных массивов	10 50 30 10 5 10 10 10 30 50 30 30 30 30 10	Г, иа площадках приема В. на крюке краиа Г, по всей высоте сборки Г и В В, по всей высоте забоя Г	> Г, на уровне траншеи; В. иа высоте траншей В. по всей высоте Г, на уровне земли То же Г и В. по всей высоте сборки Г. иа уровне рабочей поверхности Г. иа уровне рабочей поверхности Г и В. иа всех уровнях Г н на поверхности укладки бетона
Продолжение табл. XII 1.1
Участки строительных площадок н работ	Наименьшая освещенн* ность, лк	Плоскость и уровень поверхности, в которой нормируется освещенность
Кладка из крупных бетонных блоков, кирпичная клад-	10	Г, на уровне кладки:
ка. монтаж сборных фундаментов		В, на уровне стены
Подходы к рабочим местам (лестницам, лесам и т. д.)	5	Г
Сборка и пригонка готовых столярных изделий	50	Г. на рабочей поверхности
		В, по всей высоте работ
Работы по устройству полов:		
песчаных, гравийных и т. д.	30	Г, на уровне пола
асфальтобетонных, кирпичных, дощатых, настилов	50	То же
паркета и линолеума и т. д.		
Кровельные работы	30	Г и Н. в плоскости кровли
Штукатурные работы:		
в помещениях	50	Г и В. на рабочей поверхности
под открытым небом	30	
Малярные работы:		
обычная окраска	100	Г и В. на рабочей поверхности
высококачественная окраска	150	
Стекольные работы	75	В
Примечание. Г*— горизонтальное; В — вертикальное- Н
наклонное.
XIII.2. ТИПЫ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА И ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Место работы	Вид освещения	Ширина стройплощадки, м	Тип осветительного прибора
Производство наружных строительно-монтажных работ	Общее равномерное	До 20 До 150 150...300 Свыше 300	Светильник ЛН То же, ДРЛ Прожекторы ЛН, ДРЛ, ДРИ Светильники ДКсТ, ДНаТ
Производство	строительно- монтажных работ внутри зда- ния	Общее равномерное Общее локализоваииое	Ширина помещений здания 15 м и менее от мест произ- водства работ	Светильники ЛН Светильники ДРЛ, прожекторы ДРЛ, ЛН
Производство строительных и монтажных работ снаружи и внутри зданий	Местное	15 м и менее от мест произ- водства работ	Инвентарные стоки со светиль- никами и прожекторами ЛН, переносные светильники ЛИ, У = 42 В
Производство ЖБИ, строитель- ных материалов в заводских зданиях	Общее равномерное и лока- лизованное		Светильники ЛЛ (ЛН, ДРЛ)
Примечание. ЛН — лампа накаливания; ЛЛ — люмииисцеитная лампа; ДРЛ —дуговая ртутная лампа высокого давле-
ния; ДРИ — дуговая ртутная лампа с йодидами; ДКсТ — дуговая ксеноновая трубчатая лампа высокого давления; ДНаТ — ду-
говая натриевая трубчатая лампа высокого давления.
а также в местах прохода, связанных с опасностью травматизма.
Эвакуационное освещение внутри строящегося здания должно со-
ставлять 0,5 лк, вне здания — 0,2 лк.
2.	Основные типы источников света
и осветительных приборов, используемых
в строительстве
Основные типы источников света н осветительных приборов, ре-
комендуемых для использования в строительстве, приведены
в табл. ХШ.2.
Технические данные ламп накаливания н дуговых ртутных ламп
приведены в табл. ХШ.З и ХШ.4.
XIII.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ (ГОСТ 2239-79)
Мощность, Вт	Тип лампы	Световой поток, лм, ламп при напряжении 220 Б	Мощность. Вт	Тип лампы	Световой поток, лм, ламп при напряжении 220 В
15	В	105	150	г	2000
25	В	220	150	Б	2100
40	Б	400	200	Г	2800
40	БК	460	200	Б	2920
60	Б	715	300	Г	?етпг
60	БК	790	500	г	8300
100	Б	1350	750	г	13100
100	БК	1450	1000	г	18600
Примечание. Пример полного оСозначения лампы — В220 — 25
XIII.4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РТУТНЫХ ДУГОВЫХ ЛАМП
ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ СО СРОКОМ СЛУЖБЫ 10 000 ч
(ГОСТ 16534—71)
Тип лампы	Мощность, Вт	Напряжение на лампе. В	Световой поток, лм
ДРЛ125	125	125	5 600
ДРЛ250	250	130	11 000
ДРЛ400	400	135	19 000
ДРЛ700	700	140	35 000
ДРЛ 1000	1000	145	50000
Образцы светильников для ЛН и ДРЛ показаны в табл. ХШ.5.
Прн проектировании осветительных приборов вводят в расчет
коэффициент запаса, полученный из предположения очистки светиль-
ников ие реже двух раз в год (табл. X1II.6).
6
Зак. 600
161
Х111.5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СВЕТИЛЬНИКОВ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИИ
Тип светильника	Номиналь- ная мощность лампы, Вт	Г абариты, мм	Защити ый угол, град	Масса, кг
С лампой накаливания ЛН: «Астра-1» 11СПО1ХЮ0/ДОЗ-01	100	208X315	30	1 .4
ППД-100	1 00	170X332	15	1,7
УПД-500	500	372x540	30	3,9
С дуговой ртутной лампой ДРЛ: «Астра-3» PCП01XI25/ДОЗ-07	125	310X340	30	7
УПДДРЛ-250	250	372x500	72	13
X1II.6. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАПАСА
Осветительные приборы	Коэффициент запаса для	
	ЛН	газоразряд иых ламп
Прожекторы и другие Осветительные прибо- ры с усилением силы света 5 и более	1,5	1.7
Светильники	1.3	1.5
3.	Методы светотехнического расчета
электрического освещения
В зависимости от способа определения светового потока разли-
чают два метода расчета: коэффициента использования и точечный.
Метод коэффициента использования позволяет обеспечить сред-
нюю освещенность поверхности с учетом всех падающих на нее по-
токов, как прямых, так и отраженных. Его применяют для расчета
общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей.
Потребный световой поток лампы равен
Фл = £н Akz](i]l\P),
где Ен — нормируемая освещенность, лк; k—коэффициент запаса; А — осве-
щаемая площадь, м’; z — коэффициент минимальной освещенности, опреде-
ляют из отношения z=Eep/Emin Приближенно при освещении помещения све-
тильниками, расположенными по вершинам квадратных полей z=l,15. при
освещении люминнсцентными светильниками г=1,1; /V—число светильников;
Т) — коэффициент использования светильников, определяют по индексу поме-
щения in и коэффициентам отражения потолка, стеи и пола (рп, рс н рр).
tn=ai/[h(Oj+b»)J, где о, и bi — длина и ширина помещения; h — расчетная вы-
сота.
Пример 1. Запроектировать временное общее равномерное освещение
коридора строящегося здания; иа участке происходит перенос строительных
материалов и движение рабочих к рабочим местам.
Размеры коридора м; bj = 4.2 м; Н—3 м. Стены и потолок не оштука-
турены и ие окрашены. Требуется определить тип, вид, количество н потреб-
ный световой поток источников света, выбрать светильник и размещение све-
тильников.
Решение. В соответствии с СН 81-80 £«<*2 лк, в качестве источника
света выбираем ЛН. Для рассматриваемого случая по светораспределекию я
162
о
Х111.8. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕТИЛЬНИКОВ и, %
		Тнп светильника														
		«Астра-1,11, 1 2»; У. УПМ-15						ММР,	НСР-01	НСП-0		УАД, ДРЛ				
	Индекс															
							Коэффициенты отражения р ,				’с- ₽р-	%				
	помещения i															
		70	70	50	30	0	70	70	50	30	0	70	70	50	30	0
		50	50	30	10	0 .	50	30	30	10	0	50	50	30	10	0
		30	10	10	1 0	0	30	10	10	10	0	30	10	10	10	0
	0,5	24	22	20	17	16	19	18	12	9	6	30	30	23	20	18
	0,6	34	32	26	23	21	24	23	15	11	8	37	36	30	27	26
	0,7	42	39	34	30	29	29	27	19	15	12	42	40	33	31	29
	0,8	46	44	38	34	33	33	31	23	18	14	45	43	37	34	33
	0,9	49	47	4 1	37	36	35	33	25	19	15	47	45	40	37	35
	1	51	49	43	39	37	37	35	26	20	16	4'9	47	4 1	40	38
	1.1	53	40	45	41	39	40	37	28	22	18	54	50	43	42	40
	1.25	56	52	47	43	4 1	43	40	30	24	19	55	53	47	44	42
	1,5	60	55	50	46	44	46	42	32	25	20	59	56	50	48	45
	1 >75	63	58	53	48	46	49	45	35	27	22	62	58	53	50	48
	2	66	60	55	54	49	52	47	37	29	23	67	60	56	53	50
	2,25	68	62	57	53	54	54	19	39	31	24	69	62	57	5’4	52
	2,5 .	70	64	59	55	53	56	50	40	32	25	71	63	59	57	53
	3	73	66	62	58	56	60	53	43	35	27	73	66	60	58	56
	3.5	76	68	64	61	59	62	55	45	36	28	75	67	61	59	57
	4	78	70	66	62	60	64	57	47	38	30	77	69	63	61	58
	5	81	73	69	64	62	67	59	49	4 0	32	79	70	66	63	60
О	Ф.,. %			75					47					70		
00																
удобству эксплуатации подходит светильник типа «Астра», имеющий диаметр
и высоту 208X315 мм, защитный угол V—30°. По табл. XII 1.6 выбираем коэф-
фициент запаса fe=I,3. Коэффициент, характеризующий неравномерность ос-
вещения, приближенно принимаем равным z—1,15.
Для определения коэффициента использования находим индекс помещения
(=36 - 4,2/(2,1(36+4,2)]=!.79. где h = hi=3—0,9=2,1 и по табл. X1II.7 усред-
ненных значений коэффициентов отражения принимаем рп=30 % и рс=рр=
= 10 %-
Х111.7. УСРЕДНЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ
ОТРАЖЕНИЯ СТЕН И ПОТОЛКА, %
Побеленный потолок, побеленные стены с окнами, закрытыми
белыми шторами..............................................70
Побеленные стены при иезавешанных окнах, побеленный пото-
лок в сырых помещениях, чистый бетонный и светлый деревян-
ный потолок ................................................50
Бетонный потолок в грязных помещениях, деревянный потолок,
бетонные стены с окнами, стены, оклениые светлыми обоями 30
Стены и потолкн в помещениях с„ большим количеством тем-
ной пыли, сплошное остекление без штор; красный кирпич,
стены с темными обоями.............................. .	,	10
Тогда по табл. XIII.8 находнм т)=48,5 %.
Световой поток всех ламп равен
Ф-==2-151,2-1,3-1,15/0,485=.932 лм.
По табл. X1I1.3 выбираем лампы B220-I5 н В220-25, имеющие соответствен-
но световой поток 105 и 220 лм. Определяем необходимое число ламп:
В220-15—9 шт. или В220-25—5 шт.
Проверяем условие экономичности сделанного выбора. Отклонение фак-
тического светового потока всех ламп в первом случае составляет 1,4 %, во
втором — 18 %. Оба варианта удовлетворяют условию 10 % ^Ф 20 %. При
этом первый случай предпочтительнее.
Для рассматриваемого случая наивыгоднейшая высота подвески светиль-
ников А=2,1 м. Так как выбранный светильник имеет косинусную характери-
стику распределения силы све.а, то по табл. X11I.9 Лэ =1,6, тогда экономп-
X11I.9. ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ Л ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
КРИВЫХ СИЛ СВЕТА СВЕТИЛЬНИКОВ
Типовая кривая сила света	Энергетиче- ски выгод- ное Лс	Экономиче- ски выгод- ное Ла	Коэффициент т
Концентрированная	0,6	0,6	10
Глубокая	0,9	1	4
Косинусная	1.4	1.6	1
Равномерная	2	2,6	0
чески выгодное расстояние между светильниками будет /=ЛэЛ= 1,6 • 2,1=3,36 м.
Учитывая размеры коридора, принимаем (=4 м и Ь=2 м (рнс. XIII.I)
Рис. XII 1.1. Схема размещения светильников в коридоре (пример)
164
Точечный метод обеспечивает определение освещенности любой
точки поверхности, если известны свстораспредсление, расположение,
и световой поток лампы светильника. Этот метод применяют для рас-
чета общего локализованного и местного освещения при любом поло-
жении освещаемой плоскости или наклонном положении светильника.
В общем виде световой поток лампы равен
Фл — 1000£н k/^iXei чрг),
где Ен — нормируемая освещенность, лк; k — коэффициент запаса; ц— коэф-
фициент дополнительной освещенности, создаваемой удаленными светильника-
ми н отраженным светом, обычно приближенно принимается ц—1. ..1,2 или
|х—т]0 и т]н — коэффициенты использования для отражающих поверхно-
стей с рп, рс, рр и неотражающих поверхностей с рп=рс=рр=0; Sct'Fi — ус-
ловная освещенность контрольной точки от суммарного действия «ближайших»
светильников. В качестве контрольных выбирают точки освещаемой поверхно-
сти. в которых полагают, что Ее имеет наименьшее значение; et — условная
освещенность от i-ro светильника, создаваемая лампой со световым потоком
1000 лм» определяемая по известному светораспределеиию светильника и раз-
мерам h и d по заранее рассчитанным пространственным изолюксам
условной горизонтальной освещенности. Если заданные h и d выходят
за пределы шкал, эти координаты можно увеличить (уменьшить) в п раз
так, чтобы точка оказалась в пределах графика, тогда определенное по графи-
ку е=егп2; — переходный коэффициент, для горизонтальной плоскости
= 1, для наклонной — ij)i=coscw± (disina/hi) и вертикальной — tyi^d/h
(рис. XI 11.2). Примеры пространственных изолюкс приведены иа рис. ХШ.З.
«Ближайшими» считаются светильники, имеющие условную осве-
щенность меньше освещенности, создаваемой ближним светильником,
до 5 %. Светильники, затененные производственным оборудованием,
ие учитывают.
Пример 2. Определить освещенность горизонтальной поверхности на
уровне пола, создаваемую освещением, спроектированным в примере I.
Решение. Выбираем контрольную точку а между двумя светильниками,
расположенными в ряд на удалении от стены иа расстоянии 8/5=4.2/5=0,84 м
(см. рнс. XII 1.1). Графически определяем расстояния:
di=2»45 м, d2=6J5 м и d3=10.1 м.
По графику иа рис. ХШ.З, а пространственных изолюкс условной горизон-
тальной освещенности определяем условные освещенности точки
от светильников при й = 2,1 м — et = IO лк; е2=1 лк и е3=0,1 лк. Так как
е3/в| ♦ 100=1 %, то освещенностью е3 можно принебречь, тогда
2ех + 2е2 —22 лк.
Фактическая освещенность равна
£ф —Фл p,Se£/( 1000А) ==105.1,1 -22/(1000.1,3) = 1,95 лк.
Освещение коридора, принятое в примере I, удовлетворяет допустимым
нормам, так как Еф отличается от Ен иа 2,5 %.
Точечный метод позволяет решать не только прямую и обратную
задачи светотехнического расчета освещения, ио дает возможность
определять требуемое расстояние до осветительного прибора и
строить изолюксы освещенности рабочего места.
Пример 3. Для обеспечения локального освещения рабочих мест при
строительстве здания планируется использовать инвентарную стойку, имеющую
следующие характеристики: два светильника типа «Астра-12» (НСПО1Х
Х200/Д5 3-03) с ЛН БН220-200. установленных иа дугообразных кронштейнах
стойки, высота подвески Л=3 м, расстояние между светильниками Г—1.3 м.
165
d
Рис. XIII.2. Схема для определе-
ния переходного коэффициента
1 и 2 ~ наклонные поверхности;
3 — вертикальная поверхность
Рис. XIII.3. Пространственные изо-
люксы условной горизонтальной ос-
вещенность*
а — светильники У, УЯМ-15, УП-24,
«Астра-1,11,12» ; б — светильники
ППД-100, ППД-200; в — светильник
УПД; г — светильники УПД, ДРЛ
Требуется определить на каком расстоянии должна быть установлена
стойка и ширину освещаемого фронта работ при кирпичной кладке.
Решение. По табл. XIII.1 для выполнения кирпичной кладки /Гн =10 лк,
по табл. Х1И.6 &=1,3 ЛН БК 220-200 имеет Фл = 2920 лм (см. табл. XIII.3).
Sef = 1000£н /г/(кгфж- Фл)~ 1000-10-1,3/(Ь 1-2920)=4,4 лк.
Принимаем ц=1; для горизонтальной плоскости Чг,=1. Задаемся, что све-
тильники стойки располагаются в плоскости, параллельной освещаемой плос-
кости, тогда <?=et—е2=2,2 лк. По графику пространственных изолюкс условной
горизонтальной освещенности (см. рис. XII 1.3. в) для й=3 м и е=2.2 лк, d=
<=4,8 м. Принимаем размещение светильников в одной точке, тогда d=4,8 м
является максимальным удалением стойки от освещаемой точки. Чтобы уве-
личить по ширине освещаемый фронт работ, инвентарную стойку размещают
ближе указанного расстояния. Пусть Х=3,5 м. тогда Ь=6.6 м.
Таким образом, при расположении инвентарной стойки на расстоянии
ЗЛ м от места производства работ будет освещаться фронт работ с £ы=10лк»
шириной Ь=6,6 м (рис. XIII.4).
4.	Расположение и способы
установки светильников
Расположение светильников определяет экономичность и качест-
во освещения и удобство эксплуатации. Основные схемы размещения
осветительных приборов для общего равномерного освещения пока-
Рис. XII 1.4. Схема определения ос-
вещенности рабочих мест, создавае-
мой инвентарной стойкой
о — при X=dmax: б — при Х=3,5 м
люминесцентные лампы, расположе-
ны параллельно стене с окнами
(длинной стене узкого помещения);
г — прямоугольное и шахматное рас-
положение прожекторных мачт; д—
расположенно светильников па за-
круглении дорог
заны на рис. XIII.5 При светотехническом расчете стоит задача так
разместить светильники, чтобы обеспечить требуемую освещенность
рабочей поверхности минимумом светового потока, мощности источ-
ников света и годовых эксплуатационных затрат. Эти характеристики
зависят от показателя Х.=/; h Рекомендуемые значения показателя
Л приведены в Табл. XII 1.9
167
Значение нанвыгоднейшей высоты определяют по формуле
h = d 1)/2,
где d — размер освещаемой поверхности от источника света.
Расстояние от крайних светильников до стены Ь= (0,3 ... 0,5)/,
при этом 0,5 / принимают при наличии у стены проходов.
Над проезжей частью дорог на стройплощадке светильники уста-
навливают иа высоте ие менее 6,5 м, шаг подвески фонарей не более
5:1. На рис. ХШ.5, д показано размещение фонарей на закруглении
дороги.
5.	Прожекторное освещение
строительных площадок
Применение прожекторного освещения для строительных площа-
док имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с освеще-
нием светильниками: экономичность, благоприятное для объемного
видения соотношение вертикальной и горизонтальной освещенности,
меньшая загруженность территории столбами и воздушной провод-
кой, а также удобство обслуживания осветительной установки. В то
же время прожекторное освещение требует принятия мер по сниже-
нию слепящего действия и исключения теней. Целесообразно комби-
нировать прожекторное освещение со светильниками для участков
с малой шириной.
Светотехническим расчетом прожекторного освещения определя-
ется тип прожектора, необходимое их число, высота и место установ-
ки, углы наклона оптической оси прожекторов в вертикальной и
горизонтальной плоскостях." Расчет прожекторного освещения произ-
водят приближенно по мощности прожекторной установки и более
точно путем компоновки изолюксцли по методу веера прожекторов.
Приближенный метод. Расчет числа прожекторов производят ис-
ходя из нормируемой освещенности и мощности лампы. Ориентиро-
вочное число прожекторов N равно
Л/ = тЕк кА/Рл,
где т — коэффициент, учитывающий световую отдачу источника света, КПД
прожекторов и коэффициент использования светового потока, для ЛН равен
0,2 ... 0.25 ДРЛ и ГЛ — 0,12 ... 0,16 [2J; Ел — нормируемая освещенность гори-
зонтальной поверхности, лк; k — коэффициент запаса; А—освещаемая пло-
щадь, м2: Рл — мощность лампы. Вт.
Минимальная высота установки прожекторов над освещаемой
поверхностью
•п— /щах /300,
где /max — максимальная сила света (табл. XIII.10).
168
XI!!.10. ТИПЫ ПРОЖЕКТОРОВ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК
Прожектор	Лампа	Макси- мальная сила света, ккд	Минамально допустимая высота установки прожекторов, м, при нормируемой освещенности, лк								Угол рассеяния	
			0, 5	1	2	3	5	ю,	30	50	2РГ	2Рв
ПСМ-5-1	Г220-1000	120	35	28	22	20	17	13	7	6	21	21
	ДРЛ-700	52	23	19	14	13	1 1	8	5	4	74	90
ПСМ-40-1	Г220-50	70	25	21	17	15	13	10	5	4	19	19
ПСМ-.30-1	Г220-200	33	1 8	15	11	10	9	7, . 5		3	...1.6	16
ПЗР-400	ДРЛ-400	19	14	1 1	8	8	7		3	3	60	60
ПЗ Р-250	ДРЛ-250	1 1	10 .	8	6	6	5	4.	3	3	60	60
ПЗС-45	Г220-1000	130	35	29	22	20	18	13	7	6	26	24
	ДРЛ-700	30	1?	14	1 1	10	8	6	4	3	ПУО	1 ой
ПЗС-35	Г220-500	50	22	18	14	13	1 1	8	5	4	21	19
ПКН-1500-1	КГ220-1500	90	30	25	20	17	1 5	1 1	6	5	20	17
ПКН-1500-2	КГ220-1500	45	20	17	13	12	10	8	5	4	54	12
ПКН-1000-1	КГ220-1000-5	52	23	19	14	13	1 1	8	5	4	—	—
ПКН-1000-2	КГ220-1000-5	30	17	14	1 1	10	8	6	4	3	—	—
ИСУ 01X2000/ /К-63-01	КГ220-2000-4	71	26	22	17	15	13	10	6	5	104	70
ОУКсН-20000	ДКсТ-20000	650	—	65	50	45	40	30	25	25	95	10
СКсН-10000 <£>	ДКсТ-10000	165	40	33	25	23	20	15	15	15	187	24
Расстояние между мачтами рекомендуется принимать (6... 15)Л.
Пример 4. Спроектировать общее равномерное освещение для строитель-
ной площадки, имеющей размеры с=300 м. 6=200 м.
Решение. В соответствии с СН 81*80 £н=2 лк» 6=1,5 (см. табл. XIU.6).
По табл. XIII. 10 подбираем подходящий тип прожектора ПЗС=45 с ЛН
Г220-1000. Тогда
Л/ —0,2-2-1 ,5-60000/1000 = 36,
ЛН Г220=Ю00 имеет 7тах=13ОООО кд. а следовательно.	130 000/300^*
«21 м.
В нашем случае удобно в середине каждой из сторон освещаемой пло-
щадки установить по одной мачте с 9 прожекторами.
Для общего равномерного освещения можно воспользоваться рекомендуе-
мыми схемами расположения осветительных приборов, если £и=2 лк или
0.5 лк (табл. XIII.11). Для рассматриваемой площадки рекомендуется ПЗС-45
с J1H 1000 Вт. 6=30 м. расстояние между мачтами 275 м. Af=9, угол наклона
прожекторов 0-18° и угол между оптическими осями т=20°. При этом коэф-
фициент неравномерности 2,=£'mln/£cp2±=0,75, а удельная мощность 0.7 Вт/м2
L Метод компоновки изолюкс предусматривает первоначально вы-
бор нормативного значения освещенности, типа прожектора, типа
лампы прожектора, коэффициента запаса, а также высоты установки
н угла наклона прожекторов к горизонтальной плоскости. Для чего
можно воспользоваться приближенным методом.
Оптимальный угол наклона прожекторов к горизонтальной плос-
кости
Д • [••>«./ 1<Р h s*n 2?в COS рв tgpr \2/3]0,5
0=arcs in sin2	| nn- -------------—----------j ,
L	\	2ФЛ	/	J
где (Зв и рг — угол рассеяния прожектора, соответственно, в вертикальной и
горизонтальной плоскостях (см. табл. ХП1.10).
Для расчета вертикальной освещенности наивыгоднейший угол
наклона прожектора равен
0' = arctg	— Л2),
где Ев — расчетная освещенность вертикальной плоскости.
Рассмотрим порядок построения изолюкс в масштабе плана ос-
вещаемой поверхности для случая, когда изолюксы на условной
плоскости выбранного типа прожектора известны. Обозначим:
х, и — координаты освещаемой поверхности; tj. 1) — координаты условной
поверхности; г — расстояние от прожектора до освещаемой точки; h — высота
установки прожектора.
Выберем новые переменные rf—xlh\ p=rlh. Очевидно, между
координатами и новыми переменными имеют место следующие соот-
ношения;
£ = (й cos 0 — х sin 0)/г;
Ч—р/рЛ; г— h sin 0-|-х cos 0Л
Так как Е и р, р’ являются функциями двух переменных 0 и х',
то для удобства вычислений составлена табл, XIII. 12.
170
XIUI.11. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Ширина освещае- мой пло- щадки а. м	Расстояние между прожек- торными мачтами Ь, м	Прожектор, устанавливаемый на мачте			Параметры установки прожектора			Коэффициент неравномер- ности ^мик^ср	Удельная мощность, Вт/м»
		тип	число	мощность ламп, Вт	высота h, м	угол наклона прожекторов 9. град	угол между оптическими' осями про- жекторов Т, град		
Прожекторы с лампами типа ЛН
	100 150	70 1.00	ПЗС —35 илн ПСМ-4 0	6 1 0	500 500	15 20	15 15	15 15	0,6 0,85	0,86 0,67
	150	300	ПЗС-45 нли	10,9	1000	30	13, 28	20	0.7	0., 84
	200	275	ПМС-5 0	10,9	1000	 30	12, 18	20	0, 75	0,7
	250	290		13	1000	30	10	15	0.8	0.61
	250	290		9	1000	30	17	20	0,8	0,61
	300	250		13	1000	30	10	15	0.8	0,61
	300	250		9	1000 S	30	17	20	0,8	0,61
					Прожекторы с лампами типа ДРЛ					
	75	160	ПЗС-45 илн	3	700	15	20	60	0,3	1,35
	1 00	160	ПСИ-50	4	700	15	20	40	0, 3	0,35
	1 50	150		7	700	20	15	20	0,25	0,45
	200	180		10	700	30	15	1 5	0,4	0,4
	250	200		16	700	30	15	10	0.4	0,45
	300	140		16	700	30	15	15, 10	0.3	0,55
										
—										
ХП1.12. ЗНАЧЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЖЕКТОРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
ND	В, град	Характеристика	Значения 1, р и р’ при значениях xjh											
			0,25	0.5	0,75	1	1.5	2	2,5	3	3, 5	4	4,5	5
		5	2,24	1,34	0,94	0,7	0,44	0,3	0,21	0,15	0,11	0,07	0,05	0,03
	10	Р	0,42	0,67	0,91	1,16	1.6	2, 1	2,6	3, 1	3,6	4 , 1	4,6	5,1
		Р3	0,07	0,3	0,76	1,54	4,5	9,8	18	30	48	69	98	132
		g	1,88	1.17	0,82	0,6	0,36	0,23	0,14	0,08	0,04	0	0,03	0,05
	10	р	0,48	0,73	0,97	1,21	1.7	2, 2	2,7	3,2	3,6	4,1	4,6	5,1
		Р3	0,11	0,38	0,91	1.77	4,9	10	19	31	48	70	98	132
		5	1,60	1,01	0,7	0,51	0,28	0,15	0,07	0,01	0,04	0,07	0,01	0,12
	18	р	0, 55	0,78	0,02	1,26	1,7	2,2	2,7	3,2	3,6	4,1	4,6	5,1
		Р3	0,16	0,48	1,06	2	2,5	11	19	32	48	69	97	130
		S	1,48	0,87	0,65	0,47	0,25	0,12	0,04	0,03	0, 07	0,11	0,13	0,15
	20	Р	0,58	0,81	1,05	1, 28	1.8	2,2	2,7	3,2	3,6	4 , 1	4,6	5
		р»	0,19	0,53	1 .14	2,1	5,3	1 1	19	32	48	68	95	128
24	е p p’	1, 28 0,63 0,26	0,81 0,86 0,64	0,56 1,09 1,30	0,38 1,33 2,3	0,17 1.8 5,6	0,05 2,2 11	0,04 2,7 19	0, 1 3,1 31	0,15 3,6 37	0,18 4,1 67	0,21 4,5 92	0, 23 5 123
	s	1,2	0,76	0,37	0,14	0,01	0,08	0, 14	0,18	0,21	0, 24	0,26	0,28
26	P	0,66	0,89	1.11	1,34	1,8	2,2	2,7	3, 1	3,6	4	4,5	4,9
	P’	0,29	0,7	1,37	2,39	5,7	ll	19	31	46	65	90	120
	5	1,3	0,66	0,43	0,27	0,07	0,06	0,15	0,2	0,25	0,29	0,32	0,34
30	p	0,72	0,93	1,15	1,37	1,8	2,2	2,7	3, I	3,5	4	4,4	4,8
	P’	0,32	0,81	1.5	2,53	5,8	11	19	30	44	62	85	112
	s	0,87	0,54	0,33	0,18	0,02	0,15	0,23	0,3	0,34	0,38	0,41	0,44
35	P	0,78	0,98	1,19	1,39	1.8	2,21	2,62	3,03	3,44	3,85	4,3	4,7
	P5	0,47	0,95	1,68	2,7	5,8	10,8	18	28	41	57	77	102
	g	0,72	0,43	0,23	0,09	0,11	0,24	0,33	0,39	0,45	0,49	0,52	0,55
40	P	0,83	1,03	1,22	1,4	1.8	2,2	2,6	2,9	3,3	3,7	4 , 1	4,5
	P8	0,58	1,08	1,8	2.8	5,7	10,3	17	25	37	51	68	89
Продолжение табл. XII. 12
9, град	Характеристика	Значения 1, р и р9 при значениях x/h											
		0,25	0,5	0,75	1	1 ,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
	g	0,6	0,33	0,14	0	0,2	0,3	0.4	0,5	0,56	0,6	0,64	0,67
45	р	0,88	1,06	1,24	1.41	1,8	2,1	2,5	2,3	3,2	3,5	3,9	4,2
	О’	0,69	1.19	1,89	1.8	5,5	9,5	15	23	32	44	59	76
	S	0,49	9,24	0,05	0,09	0,29	0,43	0,54	0,6	0,67	0, 72	0,77	0,8
50	р	0,93	1 , 09	1,25	1,4	1,7	2	2,4	2,7	3	3,3	3,6	4
	р’	0,80	1 ,29	1,94	2,79	5,2	8,6	13	19	27	37	49	63
	g	0,38	0, 15	0,03	0,17	0,39	0,54	0,65	0,74	0,81	0,87	0,9	0.95
55	р	0,96	1.1	1,25	1,39	1,68	1,97	2,2	2,5	2,8	3,1	3.4	3,7
	Р’	0,89	1,35	1,94	2.7	4,7	7,6	11.4	16,4	22,5	30	39	50
	g	0,29	0,06	0,12	0, 27	0,49	0,66	0,79	0,79	0,97	1,03	1,09	1,14
60	р	0,99	1.11	1,24	1.4	1.6	1,9	2,1	2,4	2,6	2,9	3,1	3,4
	р*	0,97	1,39	1,91	2,55	4,2	6,5	9,5	13	18	23	30	38
I Расчет изолюкс начинают с выбора ряда значений х' (0,5; 0,75;
1...........5). Потом для известных 0 и х' по табл. XIII.12 нахо-
дят значения £, р, р3. Затем рассчитывают освещенность соответст-
вующих точек на условной плоскости
e = EtJkp3/i2.
По соответствующему графику изолюкс (рнс. XI1I.6) определя-
0,1 0,4 0,6 0,8 1	7,2 7,4
Рис. XI 11.6. Изолюксы на условной плоскости в килолюксах
а — прожектор ПЗС-45 с лампой Г220-1000; б — прожектор ПЗС-35 с лампой
Г220-500; в — прожектор ПЗС-45 с лампой ДРЛ-700; г — прожектор ПСМ-30-t
с лампой Г220-200
175
	ХЯ1.18. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА К ПРИМЕРУ 5								
Q- X'	I	1.5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
X=X’ h, M	21	31,5	42	52,5	63	73,5	84	94,5	105
По табл. XI11.12 1	0.51	0,28	0,15	0,07	0,01	0, 04	0,07	0, I	0,12
P	1,26	1.7	2,2	2,7	3,2	3,6	4,1	4,6	5,1
р»	2	5,2	II	19	32	48	69	97	130
e = £H feh2p’= 1323p3, лк	264 6	6880	14553	25137	42336	65504	91287	128331	171990
для 0,5e, лк	1323	3440	7276	12568	22168	32752	45644	64166	85995
По графику рис. XIII.3	0	0	0,18	0,20	0, 195	0,11	0	0	0
e	0.2	0,22	0,19	0,24	0,22	0,19	0,15	0	0
e	0	0	8,3	11,3	13,1	8,3	0	0	0
y=r\(>h, м l,5e	5,3	7,8	8,8	13,6	14,8	14,4	12,9	0	0
ют т]. Далее определяют значения неизвестной координаты I. Затем
в масштабе плана освещаемой территории строят график изолюксы.
На плане территории строительной площадки намечают расположе-
ние мачт, вырезают из кальки изолюксы, совмещают начало нзолюкс
с мачтами н путем поворота изолюксы выбирают варнаит, обеспечи-
вающий хорошее заполнение площадки при наименьшем числе про-
жекторов.
Пример 5. Для условий примера 4 рассчитать прожекторное освещение
методом компоновки изолюкс.
Решение. Полагаем, что для освещения стройплощадки выбран прожек-
тор ПЗС-45 с ЛН Г220-1000, высота установки прожекторов минимальная
h-21 м.
Определяем оптимальный угол наклона прожекторов.
„ Г „	/ sin2 (2-12°) cos 12° tg 13°
0= arcsin I sin2 12°-4-1--------------------------X
L	\	2-18600
) 2/3-10,5
£= 18°.
Значения Фл=18 600 ли (см. табл. XIII.3), Вл-12°; Вг~13° взяты из
табл. XIII.10.
Результаты расчета сводим в табл. ХШ.13.
По полученным значениям координат х и у строим иа кальке изолюксу,
соответствующую освещенности Enk. На плане освещаемой территории строй-
площадки (рис. XIII.7) намечаем места установки мачт и заполняем ее слоем
изолюкс. Очевидно, что в крайних точках касания изолюкс илн их пересечения
создается освещенность нормативная Ен.
Наилучшее заполнение площади при наименьшем числе прожекторов
в нашем случае будет при размещении четырех мачт посредине сторон площа-
ди. Для длинных сторон принимаем по 9 прожекторов на каждой мачте, а для
коротких — по 8 шт. I
Рассмотренный метод компоновки нзолюкс применяют также для
расчета общего локального и местного освещения. Прн больших зна-
чениях требуемой освещенности
задача светотехнического расчета
прожекторного освещения не мо-
жет быть решена методом компо-
новки изолюкс, в этом случае ре-
комендуется применять расчет ос-
вещения веером прожекторов. По-
скольку этот способ расчета яв-
ляется сложной многовариантной
задачей, применяемой для круп-
ных прожекторных уставовок,
в справочнике он не рассматри-
вается.
3
Рис. ХЩ.7. Компоновка изолюкс
для общего равномерного освеще-
ния стройплощадки
177
Рис. XJJI.8. Схема изолюкс нормативной освещенности 10 и 30 лк на строи-
тельном объекте от прожектора Л3С-35, установленного на инвентарной
стойке
Пример 6. Для освещения рабочих мест при производстве строительно-
монтажных работ на строительстве многоэтажного здания планируется приме-
нить на межэтажных перекрытиях инвентарную прожекторную мачту, имею-
щую высоту ft-8 м. два прожектора ПЗС-35 с ЛН Г220-500 н два прожекто-
ра ПСМ-30-1 с ЛН Г220-200.
Требуется оценить возможности использования осветительной установки,
если здание имеет в плане размеры: а = 60 м и Ь=»12 м.
Решение. Определим освещенность горизонтальной поверхности при рас-
положении мачты посредине межэтажного перекрытия здания.
Полагаем, что прожектор ПЗС-35 установлен и а высоте Л = 8 м, его ось
направлена по осн здания (рнс. XII 1.8), угол 8=14° Наиболее удаленная точ-
ка от мачты имеет координаты №32 м, #=6 м. Тогда x,^x!h=4 и нз
табл. XIII.12 £=0; р—4.1 и р3«=70, тогда Т) = 6/4,1 • 8=0,183. Координатам £*=0
н Т)=0,183 на рис. ХП1.6.6 отвечает условная освещенность точки 8=22 000 лк.
Отсюда £| = е/(Л2р)*=22 000/(64 70)=5 лк, а в точке х=32 м, £/=0,66 м (£=0:
Ч*=0,02)	лк.
Аналогично находят освещенность точек сна' дли прожектора ПСМ-30-1,
которая, соответственно, равна	лк и е2—7 лк.
Таким образом, для производства работ по монтажу конструкций, кир-
пичной кладки и бетонирования, требующих нормативной освещенности 10 и
30 лк, необходимо мачту перемещать по перекрытию.
Освещенность рабочих мест 10 н 30 лк оцениваетсн построением изолюкс
для рационально выбранных углов наклона прожекторов. Такне изолюксы по-
казаны на рнс. XIП.8. Как следует из этого рисунка, для обеспечения на всех
рабочих местах межэтажного перекрытия освещенности 10 в 30 лк с одной
стороны требуется соответственно поворачивать ось прожектора в горизонталь-
ной плоскости на ±10	15 и перемещать стойку от центра на 4 и 6 м.
ГЛАВА XIV. ЗАЩИТА РАБОЧИХ МЕСТ
ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ
1.	Виброизоляция
В инженерной практике часто приходится разрабатывать меро-
приятия по уменьшению вибрации иа путях ее распространения от
источника вибрации. Ослабление вредных вибраций возможно: виб-
роизоляцией, применением виброгасящих оснований; динамических
гасителей вибрации и вибропоглощеиием. Эффективным способом
борьбы с вибрацией является виброизоляция в сочетании с вибро-
гасящими основаниями (ГОСТ 12.4.046—78. Методы и средства
вибрационной защиты. Классификация).'
178
Показателем эффективности пассивной виброизоляцнн является
коэффициент передачи р, который показывает, какая доля динами-
ческой силы, возбуждаемой машиной, передается через амортизаторы
па основание
p=F0/F = /O/F,
где F. — передаваемая динамическая сила; F — возмущающая сила; К —
жесткость вибронзолятора; х — амплитуда виброперемещення.
Для пассивной виброизоляции (рис XIV. 1) коэффициент переда-
чи определяется (ГОСТ 12.4.025—76 «Вибрация. Методы расчета виб-
роизоляции рабочего места операторов самоходных машин») как
отношение значений перемещений (скорости о, ускорения а) защи-
щаемого объекта «о и источника возбуждения х.
р = хо/х = vB/v = ив/а.
Если пренебречь затуханием в виброизоляторах, то коэффициент
передачи можно рассчитать по формуле
р=1/|(///о)г-«|.
где f — частота вынужденных колебаний, Гц; — частота собственных коле-
баний. Гц.
2cS\ i 18Я	J" l	J "S J	цЕ /	л Д	a 4= T	"V 1—L	2M -AAA| -	p—g g0 Az'. XzZ ./о/'/' кис. X1V.1, Пассивная виброизоля- ция а — динамически неуравновешенной машины; б — рабочего места Рис. XIV.2. Зависимость коэффици- ента передачи ц от fff0 для оценки эффективности виброизоляции я — при использовании стальных пружинных виброизоляторов; б — при использовании резиновых виб- роизоляторов; в — область вибро» изоляции (заштрихована)
179
Из рассмотрения графической зависимости ц от отношения f/fo
(рнс. XIV.2) видно, что виброизоляторы уменьшают динамическую
силу, передаваемую на основание при отношении f/7o>V2. Эффек-
тивная работа внброизоляторов будет при /Яо=2...4. Основную ча-
стоту собственных колебаний внбронзолнрованной системы определя-
ют по формулам
где К — жесткость ьибропэоляторл, Н/си; т — мисса ннброизотирОйанноП иа-
ШН1Ц.1. кг; Лет— статическая осадка виСронзолятора, см.
Собственная частота колебаний механической системы опреде-
ляется только величиной статического прогиба вибронзолятора под
действием веса вибрированной машины. Чем больше Хвт, тем ниже
собственная частота колебаний системы и лучше вибро изолирующие
свойства внброизоляторов. Ниже приводятся зависимости для расчета
/о и К.
/0 = //У(1/р) + 1; Х = Р/5/25.
Вынужденную частоту колебаний системы легко рассчитать, если
имеется один источник возбуждения динамических сил. Например,
частота вынужденных колебаний, создаваемых электродвигателями,
равна /=л/60, где п — число оборотов электродвигателя в мину г у,
Впбронзоляторы выполняют из стальных пружин, резины и дру-
гих материалов, применяют комбинированные рези неметаллические,
пружинопластмассовые н пневиорезиновые виброиэодяторы.
2.	Расчет пассивной виброизоляции
рабочих мест бетонщиков
Для защиты от вредной вибрации рабочие места бетонщиков рас-
полагают на массивной железобетонной плите, опирающейся с помо-
щью стальных пружинных внброизоляторов на колеблющееся осно-
вание (рис. XIV.3).
Расчет виброизоляций. Частоту вынужденных колебаний основа-
ния f определяют: по данным экспериментальных исследований и по
основной частоте виброплощадки, определяемой по паспортным дан-
ным.
Допускаемая виброскорость колебаний рабочих мест определяет-
ся по ГОСТ 12.1.012—78 в зависимости от основной частоты вынуж-
денных колебаний.
Пример расчета, Прн /»=50 Гц допустимая среднеквадратичная
виброскорость рабочего места и составляет 0,002 м/с (табл, XIV.1).
180
xiv.l гигиенические нормы технологической вибрации
(КАТЕГОРИЯ 3J ПО ГОСТ.12.1.012—78-
при продолжительности действия «о мин
Средне- геометри- ческие частоты полос	Долустнмые значения нормируемого параметра	_								
	пи внброускорспню					|	па анйроскорости			
	М/С5		1	дБ			]	ufc-10-1		дБ	
	1/3 окт	1/1 акт	1/3 окт	1/1 окт		JH ок г	1/1 окг	1/3 окт	1/1 окт.
	у	г. У	z, л, у	£ , л.	У	г. *. У	2, Xt V	Z, Jt, у	х, у
L6 2 2.5	0,09 0,08 0,071	0.14	49 45 47	53		0,9 0.64 0,45	1,3	105 102 99	10В
5,15 4 5	0,063 0,056 0,056	0,1	48 4Е 45	50		0,32 0,23 0,18	0,46	96 93 91	09
6,3 6 10	0,056 0.056 0.071	0.11	45 4Г> 47	61		0.14 0.12 0.Г2	0.22	89 87 ВТ	93
12,5 16 20	0,09 0.112 0,14	0,2	49 51 53	56		0.12 0,12 0.12	0,2	87 87 87	92
25 31.5 40	0,18 0,22 0.285	ат	55 57 59	52		0,12 0.12 0,12	0.2	87 87 87	92
50 63 80	0.355 0.445 0,56	0.8	хв 3 тЗ	68		0.12 0.12 0,12	0,2	87 87 67	92
Рис. XIV.3. Схема пассивной вибронэоляцим рабочего места у аиброплошалкн
/ — рельс пути бетоноукладчика; 2 — фундамент виброп л стадии; 3 — железо-
бетонная плита; а — ввброкзоляторы; J — пол пека
Прн воздействии вибрации менее 8 ч в рабочей смене сводят поправ-
ки в соответствии с табл. XIV.2.
XIV,?. ВРЕМЕННЫЕ ПОПРАВКИ НА ГИГИЕНИЧЕСКИЕ НОРМЫ
ВИБРАЦИИ
Ппиыцл/»1ис гигиенической нпрмь ио ГОСТ 12.1,012—78		Допустимая суммарная длитель- ность работы за смену, мки	
и дБ	коэффициент упелнченмя	Постоянные рабо- чие Места на пред- приятии	Локальная вибрация
0			480	320
До 1	1,22	3G0	268
2	1.26	240	213
3	1-41	120	160
4	1 -58	100	133
5	1,73	но	107
6	2	60	80
7	2,24	Б0	67
а	2,51	40	53
9	2,8	30	40
10	3.16	25	34
II	3,55	20	27
12	4	IB	20
Примечание. При превышен!')' норны более чем па |2 дБ лрпмеис-
ине машин запрещается.
Среднеквадратичная виброскорость основания внброплощадкн
известна по результатам натурных измерении и составляет, например,
0,09 м/с.
Определяют коэффициент передачи для создания на пибронзолн-
роввннон плите удовлетворительных вибрационных условий
р = ио/п = 0,002/0,09 = 1/45.
[82
Рассчитывают коэффициент передачи
ц= !/[(///„)*-1|.
Зная необходимую величину р и частоту вынужденных колеба-
ний основания, определяют частоту свободных вертикальных колеба-
ний плиты
Л,~//(УГ7и-М)-
Ранее установлено, что fa=5/ V следовательно, можно рассчи-
тать статическую осадку амортизатора.
Зная Хст, определяем суммарную жесткость пружин
Кс=Р/оа/25 = Р/Х„,
где Ко — суммарная жесткость пружин. Н/см; Р-- вес плиты и установленно-
го на ней оборулов ання. Н.
Исходя из соображений продольной устойчивости плиты, выби-
рают число пружин л.
Определяют жесткость одной пружины К при заданном чнсле
пружин К=Кс/п.
Определяют расчетную нагрузку на одну пружину
₽ = [₽+ (JV-|)800-[,5|/n-j- f .SKBOOMjJ + K'to-boM,
где Лх — число пружин, уетаваплквасных в одном анбронэоляторе; Аг—число
людеЛ, одновременно находящихся ео плите; t»c — допускаемая ннброскороеть
плиты, м/с; и — ii[iGpocKO[>ocib основания, м/с: 800 — вес одного человека. Н.
Далее производят расчет параметров пружины в такой последо^
ватсльностн
диаметр прутка,
d = 1,6 УКРС/[т].
где К — коэффициент определясмыЛ
c — [)/d — рекомендуется принимать
4... 10; D — диаметр пружины, см; Р —►
расчетная нагрузка, приходящаяся
одну пружину, Н; (т1 — допускаемое
к<111|)лжсмие на срез для материала
пружины. Пл;
число рабочих витков пружины
i=ad/(8Kc3),
где а — модуль упругости па сдвиг
для материала пру жилье для стали
о 0 МПа,
число «мертвых витков* при-
нимают при г^7 га — L5 витка на
оба торца пружины, при 07.
<2=2.5 витка,
полное число витков пружины
fa =1+fa;
высота ненагружепной пружи-
ны Ha = ih + (|г-(-0,5)</, где й — шаг
пружины, принимают (0.25.0,5)0
При расчете пружин, работающих
рис» XIY.4. Зависимость моэффпцк*
ента К от индекса црумикы С-
-D/d
183
на сжатие, H0/D^I,5?B противном случае пружины будут неустой-
чивыми.	~—
3.	Расчет виброизоляции рабочего
места оператора БСУ
Пример J. По данным измерений установлено, что пийроскорость на ра-
бочем месте оператора бетонис.месителького узда {БСУ) составляет
8	10 мм/с на частотах 16; 3|,5 н 63 Гц, что выше нормы б 4, . .5 раз. Ра»
циоцальной мерой уменьшения вибрации является вкОраизоляция. Необходи-
мую ваброизоляцкю можно получить, применяя резиновые внбронзолцторы
с jl- (1/5) ,. , (1/12).
Решение, Пост управления оператора БСУ с весом Рпул1та=20О Н рас-
положен на стальниА плите габаритом 1200X1200X10 ми. Масса плиты
#Япллти= Vp, где И—объем» См\ р“7,8 г/сма плотность стали, Аплиты-(|20Х
X I20X 1)7,8= 112,3 КГ; лес плиты Риниты = 1123 Н.
Частоты вынужденных колебаний перекрытия БСУ принимаем равным:
16, 31, 63 Гц.
Для изготовления аибронзоляторов используем резину на каучуковой ас*
ново М ЗЗП с твердостью по ГОСТ 263 — 75 равной 3- 10s Па н динамическим
модулем упругости равным 25* 10s Па. или 250 Л/см:.
Основные характеристики распространенных резни приведены в табл.
XIV.3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗИНЫ
Марка резины	Динамический модуль упруго- сти Ед, Па	Статический нодуль упруго- сти £ст. Па	Коэффициент неупругого сопротивления V
3311	250	160	0,038
2959	630	300	0.14
112А	600	440	0,16
1992	1000	370	0,19
2462	1700	520	031
2566	380	240	0 J1
Определим площадь поперечного сечения всех внброизоляторов, $> см3, к
рабочую высоту каждого вибронзолятора см:
S = P/<J; Hp = £nS/K,
где Р — общий все пнброиэолкрованноП установки, Н; о — расчетное Статнче
ское напряжение в резни о, Па; Ед — динамический модуль упругости рези-
ны, Па; К — требуемая суммарная жесткость внброизоляторов, Н/см.
Требуемая суммарная жесткость всех внброизоляторов в вертикальном
валрлвленн [{
«“4*3 плопр/ё,
где й —ускорение свободного падения. 980 см/с’; /адсп — допустимая частот
собственных вертикал иных колебаний, определяемая по графику (рис- X1V.5).
Для вычисления /п доп необходимо предварительно вычислить акустиче-
скую эффективность виброизоляцни
AL=20 lg(l/fi),
где ц — коэффициент передачи.
Внбронзоляцня для механического оборудования должна обеспечить полу
чеяне ДЁ не менее величин, приведенных ниже
Оборудование
Центробежные компрессоры -	»	34
Поршневые компрессоры, вибро пл опц едки	17, ,26
Центробежные насосы ...	.26
Вентиляторы с числом оборотов в минуту более'
800	.	,	,26
500.. .800	.	, 20	26
35CU500	, 17	20
1В4
Прн выполнения этих требова-
ний использование энбронзалнции
обеспечивает 5’доэлетаорнтсльныс
акустические условия 0 смежных
помещениях.
В нашем случае по условиям
виброэзшиты рабочего места до-
статочная илбромзоляция С Ц-1/10.
Тогда Д£=20 1щ/(1/10)1«20 дБ.
Зная Д/. и паи большую частоту
вынужденных колебаний /«=63 Гц,
по графику (см. рис. XIV.5) опре-
деляем допустимую частоту соб-
ственных вертикальных колебаний
/;доп = а ГЦ.
Общий вес ннброизолИроеанной
установки
“ ^плиты+^пу<1ътп +
+ РЧеЛ = 1123-5-200 4-
+800 = 2123 Н.
Тогда К4-3,14М2-2123/
/980^5220 Н/см*
Определяем площадь всех виб-
ронзоляторов и рабочую высоту
резинового внбронзо-тятОра, приняв
0=3 IQ1 Па-30 Н/см2.
S = P/O = 2123/
.30 = 70,6 см*;
Яр = £д$//С = 250Х
X70,6/5220 = 3,38 см.
Рис. XIV.5. Зависимость для Опре-
деления собственных колебаний
внброизо.1 крова и кой установки
□ — дли подвальных этпжий: б —
для железобетонных ^ежд у этажных
nepexptdTttfi (Q 5 кПа); в — для
легких бетонных перекрытий (5>
>Q>2 кПа)
Определяем площадь поперечного сечеция одного вибронзолятора. прини-
кая 4 вибронзолятора 70,64 = 17,65 см2. Пришил а ем сечен и е вибронзолятора
каадрат со стороной 4,5 см. S'=20J5 см2. Резиновые внбропзоляторы сохраня-
ют устойчивость прн выполнении условий Нр < d < 1,5/7^, где d — диаметр нл»
Сторона квадрата сечення. 3.33 < 4,5 < 5,07. Таким образом выбранные внбро-
изоляторы сохраняют устойчивость от опрокидывания в процессе эксплуата-
ции.
Определяем полную высоту
// = //р + (;Л8) = 3,38+ (4,5/8) = 4 см.
Теперь определим фактическую зиброизолярующую способность резиновых
виброизоляторов принятых геометрических размеров на различных частотах
вынужденных колебаний.
Вычислим коэффициент передачи для /"16; 31; 63 Гц.
К = £дЗ//Ур=250.70,6/3,38 = 5222 Н/см,
/п = (I /2л) V(5222  980,2123) - 7,8 Гц.
Определяем коэффициент передачи для различных частот иыиужлеппмх
Колебаний-
прв /—16 Гц
1
U ~	;
(16/7.8)= — 1	3
185
___________________|_.
( 31 V ~ 14 ’
I " • • 1 — I
\7.8/
при f-G3 Гц
1	I ,
И = / 631 У ~ 63 '
\ 7.8 / ~
Спроектированная система анброкэоляцни, выполненная на четырех рези*
новых внбронзоляторах высотой 4 и шириной 4,5 см дает уменьшение вибро*
скорости, передаваемой на рабочее место оператора ВСУ. от 3 до 63 раз
Вибрация ия рабочем месте оператора на частотах 16 и 20 Гц ио (ip сны сит
гигиеническую норму а иа частотах 31 и 63 Гц будет значительно ниже нормы.
4.	Виброгасящие основания
При работе большинства машин возникают динамические на-
грузки, обусловленные неуравновешенными силами инерции. Эти
Силы могут вызвать недопустимые колебания строительных конструк-
ций и оказать вредное действие иа организм человека. Допускаемые
амплитуды анброперемещення по ГОСТ 12.1.! 2—78 приведены
в табл. XIV 4.
XIV.1. ДОПУСКАЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИЯ
ПО ГОСТ 12.1.1?-7S .ВИБРАЦИЯ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ*
Чsстота гармонической сс1ста|1лм|ощсй. Гц	Амплитуда miПроперемeiiiermя, мм	
	по постоянных рабочих местах в производст- венных помещен л и х	в произвола непных помещениях бел плб* ртгрующнх машин
2	1.4	0*5?
А	0.25	0,1
8	(^063	0.025
|S		ОЛ7
31 л	0.DU1	0.00Б6
63	0,0072	0.6023
Для уменьшения колебаний строительных конструкций и распо-
ложенных на них рабочих мест машины, позбуждающне динамиче-
ские нагрузки, устанавливают на массивные фундаменты.
185
Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы колебания
подошвы фундамента не превышали (по виброперемсшсияю) уста-
новленных для заданной частоты величин.
Расчет фундамента под внброплощадкц сводится:
к проверке амплитуд виброперемещепия вынужденных колеба-
ний фундамента;
к определению давлений, передаваемых фундаментов па грунт
(табл. XIV.5, X1V.6);
xiv.s. основные характеристики грунтов
Норма*! никое давление R на основание условного фундамента, 1  10s Па	Коэффициент упругого рлтнюморногп сжатия ct. Н/см’
1	20
2	40
3	50
4	60
5	70
XIV.6. ДОПУСКАЕМЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ДАВЛЕНИЯ НА ГРУНТ а
Грунт	R, 1  КД Ла
Пески независимо от влажности:	
крупные	3,5 .1,5
средней крупности	2,5. 3,5
Пески падкие-	
ыаловлажныс	2...Э
насыщенные водой	2,6...1,5
Пески пыдеойтыс'	
м ал оол а жп u е	2,. .2.6
очень влажные	1,5...2
насыщенные иодоб	10. ..1,5
Супеси при коэффициенте пористости К:	
0,5	3
0,7	2
Суглинки при коэффициенте пористости К.	
ОД	2,5...3
0,7	L8 ...2,5
1	1 . 2
к проверке собственной ча-
стоты колебаний фундамента
(собственная частота колеба-
ний фундамента должна отли-
чаться от частоты вынужден-
ных колебаний не менее чем
в 1,5 раза).
Нормативная динамиче-
ская нагрузка N от нпбропло-
Рис, XIV.5. Схема установим дим-
мнчесаи неуравновешенной маши-
ны на вмброгденецнй фундамент
187
щадки. иозбуждаемая механическими вибраторами с вращающимися
эксцентричными массами (дсбалансамн), определяется как центро-
бежная сила
/V = да>! г,
где m — масса вращающейся части машины (дебадзиса). кг; г — эксцентркси-
тег вращающихся масс» см; ш — круговая частота вала машины, с-1»
При использовании дебэ.таискых вибраторов нормативную дина-
мическую нагрузку определяют по формуле
л
Л/= 2 (Л1к <>*/£).
I
где М*-щг — кинетический момент одного вибратора. Н  см; g — ускорение
г аибод । юг а 11 л д ib н it я, см /с-.
Пример 2. Рассчитать влброгасящсс основание под анброплощадку
Максимальная грузоподъемность плпщадкь 5 т, габарит 6269X 1780х10?0 нм
нес общий 74200 Н, в том числе подвижных частей фпч«62780 И. мощности
привода 28 кВт. частота вращения 3000 мнц-L максимальный кинетический
момент дсбаллисов А1™2000 Н - см, амплитуда онброперсмещения Сто-чв 0.4 мм
частота вибрирования /-50 Гц.
фундамент устанавливают на суглинок средней пористости с допускаемым
чорматлнным давлением  10s Па.
Виброцлощадка даухэзльнач, нормзт^иизя иоэм^щающая сила действует
в вертикальном направлении. Вкброизоляинп аьггю-тненд в виде 8 цилиндриче-
ских стальных пружин.
Решение, Определяем динамическую пагругку А, возбуждаемую дсба
лине..мн itn.TJiMH пнброплощадкн, л л я чего из ходим'
ш= 2л/ = 314 с-1,
Л/ = М lt ш- /я = 2900 • 3 № / 980 = 291 760 Н.
Предполагаем. что еиСроплощалка Опирается на фундамент через сталь-
иые пружинные амортизаторы» дающие под действием подвижных (полрессо-
ренных) частей установки статическую осадку Кгт-0.5 см. Схема установки
енброи»1ощалки на фундамент показана на рис. X|V.6
Суммарная жесткость всех амортизаторов
К -= Рцч/Лст = 62 780/0 <5 = 125 560 Н/см.
Рассчитываем собственную круговую частоту вертикальных колебаний
подрессоренных частей внброплощадки (Од и массу подвижных частей вибро-
площадки f’nn
(,>„ = У к/тач=У 125560/64 = 44 .2 с-1,
л!|]ЧQIJ4ig = 62780'980 = 64 Н с2/см.
Определяем нормальную динамическую нагрузку, передающуюся на фун-
дамент
-V	291760
5 * — -------------------------------= 5906 Н
(и ^)’-1	(314/44 ,2)2-]
Исходя кэ известного опыта проектирования фундаментов под машины
С динамическими нагрузками конструктивно принимаем площадь Гф к высоту
фундамента так. чтобы вес Фундамента примерно в 2 раза был больше общего
веса виброплашадни
(?ф = 140 000 Н. Гф = 640х 180= 115 200 см1
Масса фундамента
тф = (?ф'р- 140 000 980=142 H-cJ/c» = 142 кг.
188
Рассчитыолом коэффициент жесткости естсстпсциого основании прн ранее
выбранном грунте: суглинке средней пористости с допускаемым нормативным
давлением /?-3 10s По. ci-50 Я/см5 (см. табл. XfV 6).
Kz-F$ui- 1 IS 200  50-5760000 Ц/см’-576 ’ 10* Па.
Определяем круговую частоту собственных вертикальных колебаний фун*
дамента
шф = У/Сг/тф = 1/5 760 000 142 = 201 С~1.
Рассчитываем амплитуду перемещения фундамента под действием дина
мнческой силы
/Уф________________5906_________
°*=	/ <.г	/314*	, \ =
К, I —-----1	5 760 000 —- - 1
ЛЦ ш* )	к201«	/
= 0,0007 см=0,007 мм.
0.007<оаоп-0,0ОТ мм 1си. ГОСТ 12.1.012—7в}.
Таким образом, при работа вибро площе дин амплитуда внбропсремещення
фундамента ке лревышагт допускаемой величины.
5.	Звукоизоляция. Расчет звукоизоляции
ограждающих конструкций
Шум, распространяющийся по воздуху, может быть существенно
снижен посредством устройства на его пути звукоизолирующих
преград в виде степ, перегородок, перекрытий, специальных звуко-
изолирующих кожухов и экранов.
Звукоизоляция однослойными ограждениями. Звукоизолирующие
ограждающие конструкции принято называть однослойными, если
они выполнены из однородного строительного материала нли состав-
лены из нескольких слоев различных материалов, жестко (по всей
поверхности) скрепленных между собой, или из материалов с сопо-
ставленными акустическими свойствами (например, слон кирпичной
кладки и штукатурки).
Нормативные требования к звукоизоляции ограждающих конст-
рукций. Нормируемыми параметрами звукоизоляции ограждающих
конструкций зданий и помещений являются: индекс изоляции воз-
душного шума ограждающей конструкцией дБ, и индекс приве-
денного уровня ударного шума под перекрытием /у дБ. Индекс изо-
ляции воздушного шума /» ограждающей конструкцией (рассчитан-
ной по ГОСТ 15116—79 «Шум. Методы измерения звукоизоляции
внутренних ограждающих конструкций зданий»), С частотной харак-
теристикой изоляции воздушного шума определяют из выражения
/.=>=50+ДВ. где АВ— поправка, определяемая путем сравнения ча-
стотной характеристики изоляции воздушного шума ограждающей
конструкции с нормативной характеристикой, приведенной на
рис. XIV.7. Для определения АВ на график с нормативной частотной
характеристикой следует нанести частотную характеристику изоля-
ции воздушного шума ограждающей конструкцией и вычислить сред-
189
й.дб
125 SO J20 ХО S3} №0в 5W0f.ru
нее неблагоприятное отклонение
измеренной или рассчитанной ча-
стотной характеристики от норма-
тивной. Неблагоприятными следу-
ет считать отклонения вниз от
нормативной частотной характе-
ристики. (Среднее неблагоприят-
ное отклонение равно 1/18 суммы
неблагоприятных отклонений Ес-
ли среднее неблагоприятное от-
клонение приближается, но не превышает 2 дБ. а максимальное
неблагоприятное отклонение нс превышает 8 дБ, то поправка ДВ=0.
Если среднее неблагоприятное отклопенве превышает 2 дБ нлн
максимальное неблагоприятное отклонение превышает 8 дБ, то нор-
мативная частотная характеристика смещается вниз (на целое число
децибел) так, чтобы среднее и максимальное неблагоприятные откло-
нения от смещенной нормативной частотной характеристики не пре-
вышали указанных величин. В этом случае поправка AS отрицатель-
на и равна иеличкне смещения нормативной частотной характери-
стики [42|.
Если среднее неблагоприятное отклонение значительно меньше
2 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, нормативная
частотая характеристика смещается вверх (иа целое число де-
цибел) так, чтобы среднее неблагоприятное отклонение от смещен-
ной нормативной частотной характеристики приближалось, но не
превышало 2 дБ. а максимальное неблагоприятное отклонение не
превышало 8 дБ. В этом случае поправка AS положительна н рав-
на величине смещения нормативной частотной характеристики.
Расчет поправки Др проводим
Поэтому смещаем нормативную частотную
характеристики
В дБ. Такт
190

РАСЧЕТА ИЗОЛЯЦИИ ОТ ШУМА ПЕРЕГОРОДКОЙ
Нормативные индексы изоляции воздушного шума ограждающи-
ми конструкциями /в н приведенного уровня ударного шума под пе-
рекрытием 1Т жилых н общественных зданий, а также вспомогатель-
ных зданий и сооружений промышленных предприятий следует при-
нимать по табл. 7 главы СНиП 11-12-77 «Зашита от шума». Норма-
тивными параметрами звукоизоляции ограждающих конструкций
производственных зданий, а также ограждающих конструкций граж-
данских зданий, отделяющих защищаемые от шума помещения от по
мешений с источниками шума, являются величины требуемой изоля-
ция воздушного шума /?тп. дБ, в октавных полосах частот со средне-
геометрическими частотами 63, 125. 250, 500, 1000, 2000, 4000,
8000 Гц.
Требуемую изоляцию воздушного шума Ртр ограждающей кон-
струкцией в октавной полосе частот следует определять:
при проникании шума из одного помещения в другое по фор-
Ятр = Г-1п—i-доп— Ю lg8n+101gS,
при проникании шума из помещения на прилегающую террито-
рию по формуле
/?Тр = -Дпоп+10 lg S—151g г-11.
Частотную характеристику изоляции воздушного шума одно-
слойной ограждающей конструкцией сплошного сечения поверхност-
ной плотностью 100... 1000 кг/мг нз бетона, железобетона, кирпича,
керамических блоков и тому подобных материалов, а также ограж-
дающей конструкцией с круглыми пустотами следует определять гра-
фическим способом, изображая ее а виде ломаной линии, аналогично
ломаной линии АВСД на рис. X1V.8. Координаты точки В (/» и Rt)
частотной характеристики следует определять по рис. X1V.8: /в —
в завосимосгк от толщины Л ограждающей конструкции и Re— or
поверхностной плотности т ограждающей конструкции. Значение It
следует округлять до среднегеометрической частоты третьеоктавной
полосы частот, в пределах которой находится I». Граница третьоктав-
ных полос частот приведена ниже.
Частотную характеристику строят следующим образом: из точ-
ки В влево проводят горизонтальный отрезок ВЛ, а от точки В вора-
192
во проводят отрезок ВС с наклоном 7,5 дБ на октаву до точки С
с ординатой Re=60 дБ. из точки С вправо проводят горизонтальный
отрезок СД.
Среднегеометрическая частота, Ги
Г ранииы, Г ц
50
Ь|
80
10(1
125
16И	.... 141 176	1000
200	  177	222	1230
250 .	......... 223	280	1600
3211	. .	. . 281.353	2000
100	......... 354	445	2500
WI ................44б	561	3200
Ъ П ............... 562	707	1000
801	......... 708.	890	3000
7 Зак. 600
193
Далее из точки В влеоо до 100 Гц цроьолнч горизонтальны! учаеток ВА
я вправо от точки В — отрезок ВС с подъемом 7.5 дБ «а >ктаву до точки С
с ординатой ₽е = 60 дБ. Из точки С зпраио проводим гориюнта-тьныи участив
ГГ» Г-000 Г-т fm-l.vnur. . .................. ... .,

|	160	|	300	|	250	|	3>0	|	too	|	500	|	€30
36	I	36	I	К,	I	36	I	36	|	18, 5	|	4I	|	43,5
800	|	1 000	|	1250	j	1000	|	2000	|	2500	I	3200	|	1000	|	5000
46	|	48,5	|	51	|	л3.5	|	56	|	58,5	|	60	|	60	|	60
При ориентировочных рлечетах индекс изоляции воздушного
шума однослойными ограждающими конструкциями допускается
определять ио рис. XIV 10 или ио формулам.
При /л., > 200 м-=	/п— 23lg/ns—10 дБ,
при m-j < 200 кг м- /Р _ 13 lg т, 1 13 дБ,
т поверх
ребер). К КО->|],Ф1Щ11С11Т. учигыо,1ющий поиерхностпую плотность матерня
ла дли сплошной огр.’ждаюшей юшо рукиин плотностью более 18(10 кг/м1
Для ограждающих конструкций из бетона на пористых заполни-
телях и шмшпном вяжущем коэффициенте К определяют ио
т.тбл. XIV.19 или по формуле
Х = 2,26 У/Гр7.
где Е — модуль упругости материала, Па: р плотность материала, кг/м3.
194
XIV.9. ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНОВ
Бетон	Плотность бето- на р. ьг/мь	Модуль унрето ети Е. 1 - 10» Па	К
^рвмзитобстин	1100 1200 1300..14 000 1500. .1550	7.а 9...10 ЮЛ	из
4150 МЛЮ	(250 1350...1450 1500.. 1>50 1700 1750	10 11 5...14 13...15,5 16,5 .17	
1ер.1игобстои <4100 У глопоритлО ’ ток 4|00 М150 Ил;» копемтобетои 4100 4130 «стон на пулканнчеехкм шла ч. пемзе, туфе 415(1 4200	950 1000 1300 ..1500 1550 .1650 1500 1800 1600...1700 1700..1500 1300 1400 1500...Ю50 1500 1600.. 1600 1700	65...7 8... 11 8,5...12 10...15 12...14.5 14.5.. 18 8 ..9 10 . 11,5 10 II. .14 11.5	1.9 I .3 1 .1 ! .3 U2
Определяем поверхностную плотность конструкции
Оффен । ><»цля поверхностная
при гпз 201) кг/м! /п 23 lgin„
10-23 Ip

Наносим 1гл графи»
точки В
пук» характеристику изоляции |«>>душного шума шл.шиой конструкцией
0 нормируемом диапазоне частот изоляция воздушного шума составит
/. Гн | 100 | 12S | 160 | .>00 | 250 | 3?0 | 100 | 500 | 630 | 800
II. дБ| 20 | 21.б| 23 | 24 | 25. б| 27 | >8 | 29.б1 31 | 32.5
f. ГЦ I 1000 | 1250 I 1600 I 2600 | 2500 | 3200 | 4 000 I 5000
Н. дБ I 33.5 I 35 I 33 I 31 I 24 ( 31.S | 34	| 37
195
6.	Расчет звукопоглощающих облицовок
Облицовка внутренних поверхностей производственных поме-
щений звукопоглощающими материалами обеспечивает значитель-
ное снижение шума. В дополнение к облицовке помещений ис-
пользуют объемные звукопоглощающие тела различной формы,
свободно подвешиваемые в объеме помещения. Звукопоглощение
дает наибольший акустический эффект в зоне отраженного звука.
В точках помещения, где преобладает прямой звук, эффективность
звукопоглощения существенно снижается.
Звукопоглощающие облицовки размешают на потолке и верх
пнх частях стен Максимальное звукопоглощение достигается при
облицозке не менее 60% общей площади ограждающих иоверхно
стен помещения. Для расчета звукопоглощения необходимо знать
акустические характеристики помещения: В — постоянная помеще-
ния, м2; А — эквивалентная площадь звукопоглощения, м2, а —
средник коэффициент звукопоглощения.
Постоянную помещения В акустически необработанного поме-
щения определяют по формуле:
1000 Гц.
XIV 10. ЗНАЧЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ПОМЕЩЕНИЯ Д|м>
Помещение	П1ваа. м1
7 небольшим количестиом людей (цеха з.|йод<>и ЭБИ, металлообработки вентиляционной камеры и т д.)	V/20
С жесткой мебетью и больший числом .тюлей или с не- большим числом людей я мягкой мебелью (лаборато- рии ткацкие деревообрабатывающие цеха, кабинеты и т. л 1	V/I0
С большим числом людей и мягкой мебелью (комнаты управлений ta-ты конструкторских бюро учебные аудн- •прин талы ресторанов, магазинов, вокзалов, играль- ные залы, жилые помещения:	V/6
Помещения со звукопоглощающей облицовкой потолка I части стен	171.5
XfV.11. ЗНАЧЕНИЯ ЧАСТОТНОГО МНОЖИТЕЛЯ р
ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕМОВ
<200
200...1000
>1000
63 | 125	250 | 500 | 1000
0.8	0.75	0.7	0.8	I
0 65	0.62	0,64	0,75	1
0.5	|	0 5	0 55	I	0.7	I
2000 | 400П | 8000
196
По найденной постоянной помещения В для каждой октавной
полосы вычисляют эквквалеитку ю площадь звукопоглощения, м:.
Применение звукопоглощающих облицовок целесообразно,
когда в расчетных точках в зоне отраженного звука требуется сни-
зить уровень звука не более чем иа 10 ... 12 дБ, а в расчетных
точках иа рабочих местах па 4 ... 5 дБ.
Зона отраженного звука определяется величиной предельного
радиуса Г|,г, т. с. расстоянием от источника шума, па котором уро-
вень звукового давления отраженного звука равен уровню звуко-
вого давления прямого звука, излучаемого данным источником. Ве-
личина Г|1Р задастся или определяется по п. 1.7.2. СНиП 11-12-77
«Защита от шума».
Когда в помещении находится л одинаковых источников шума
Гор = 0,2 V'Йвиоо/п ,
В,
Максимальное снижение уровня звукового давления &L, дБ.
в каждой октаппоп полосе при применении звукопоглощающих по-
крытий в расчетной точке, расположенной в зоне отраженного зву-
ка, определяется по формуле
AL= 10 1?(87б),

Постоянная помещения В' и акустически обработанном поме-
щении определяется по зависимости
В' = (Л, ЬД4)/(|—я,).
Д4— &о0л ^об.т 4"	<
7В Зак. 600
197
XIV, 12. УРОВНИ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ
И ТРЕБУЕМОЕ СНИЖЕНИЕ УРОВНЯ ШУМА
Среднегеометрические частоты. Гц	63	125	250	500	юоо	2000	<000	8000
Уровни звукового давления. дБ	74	76	98	88	87	92	78	75
Допустимые уровни звукового дав- ления. дБ ио ГОСТ 12 1 003—83	99	92	86		80	78		
Требуемое снижение уровня шума, дБ			2		7	>4		
Размеры Чеха <1,5X12X72 м. объем цеха V-3880 м*. олошади
.	---------—--------- ....	ограждаю-
щих поверхностей: потолка 864 м2, стен 420 м2. пола 864 м1. общая площадь
В цехе устаноолеко 18 многоточечных сварочных автоматов для сборки
арматуры сеток. Расчетная точка удалена от ближайшего стопка па г=2 м
Определим предельный радиус
'пр = 0.2 VS^,;/n-0.2Vl 164/18-16 м.
где п — число источников шума;
^зояо — fijooa Hbooci =6о/20 = 6*3880/20— 1164 М2.
Расчетная точка находится па расстоянии г^гар от ближайшего станка,
т. е. в зоне отраженного зпука.
По результатам натурных измерений имеем уровни звукового давления
в расчетной точке (сю рабочем месте оператора сварочного автомата) (табл.
XIV.12).
Анализ спектра уровней звукового давления на рабочем месте показал,
что звукопоглощающая конструкция должна иметь высокий коэффициент зву-
копоглощения на частотах (ОНО . . . 8000 гЦ.
Для акустической обработки арматурного цеха выбираем плиты марки
ПА/С мнпераловатные. акустические, размером 500X500 мм с отделкой <вэ-
брызгом» (ТУ 21-21 GO74). Реверберационный коэффициент звукопоглощения
а в октаввых полосах приведен в табл. XIV,|3.
XIV.ГЗ. ЗНАЧЕНИЕ РЕВЕРБЕРАЦИЮННОГО КОЭФФИЦИЕНТА
ПЛИТ ПА/С
Марка звуке- поел ощающей конструкции	63	125	250	500	1 000	2000	4000	8009
“обл	0.02	0,05	0.2 1	0.66	0.91	0,05	0,89	0,7
Находим постоянную В помещения объемом 3880 ма на частотах спектра
по формуле В-ВииЦ.
Значение частотного коэффициента ц на частотах спектра берется нз
табл. X1V.12 в зависимости от объема помещеавв. Величина В1КЙ определяется
по табл. XIV.II в зависимости от характеристики помещения.
Определяем оелнчкну ожидаемого снижения уровней звукового давления
в октавных полосах
Для этого расчет параметров ДА- А(; а,; 6, AZ. ведем по форме, оред-
ставленной в табл. X1V.11.
Как видно из приведенного в табл. XIV.)4 расчета, использование для
акустической обработки арматурного цеха звукопоглощающих плит марки
ПА/С обеспечивает снижение уровней отраженного звука в расчетной точке
от 2 ДО 8 дБ на частотах 250 ... 8000 Гц. а уровни ввукопого давления На
рабочих местах ие превышают допустимых величия.
Пример 9. Рассчитать звукоизолирующий кожух для привода вибропло-
щадки. Применим кожух в виде плоских поверхностей, состонщнй из металли-
ческого каркаса из листовой стали толщиной 6—1.5 мм и ребер хсесткостя из
угловой <^али 25X25 Снаружи кожух покрывают пибродемпфирующей масти-
кой марки Аитивиб(>ит-2 или пластиком № 378. или линолеумом нсгорящим
НЛ толщиной 2,	3 мм. Изнутри кожух облнцоэывают звукопоглощающим
198
XIV.Н. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ЗВУКОВОГО ДА ВЛ ЕН ИЯ ДЕ. дБ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
звукопоглощающей облицовки
Величина	Сре1негеометрнчесьне частоты оитаапыт полос. Гц							
	63	125	250	500	1 000	2 000	4 000	8000
	0.5	0.5	0,55	0. 7	1	1.6	3	0
Blsce	— 20	20	194	194	194	194	194	194	194	194
В—ц Bt„,	97	97	106.7	133.8	1 94	310	582	1164
S	2148	2148	2148	214 8	2148	2148	2148	2148
B/S	0.004 и	0, 04 5	0.049	0.063	0,09	0 1 44	0. 27	0.54 I
B/S+l	1 . 04 5	1 .04 5	1 .049	1 . 065	1 . 09	1.144	1 , 27	1, 54 1
£, 5 - 1	92.3	02,8	101.7	127.7	177,9	270	4 58	765
-В IB |-S)	0.043	0.013	0,01	0 . 059	0 , 0’6	0. 126	0, 213	0.35
с	ГПХ/С)	0. 02	0. 05	5.21	0.66	0.91	0.95	0, 89	
л ,_"ou.-r SI G.1 ,SoCi = BC’ м’>	1 < . 2	43.3	181	570	786	«20	76Я	004
-'-(S-SoC.?	00			75	1 1 0	161	’ТЗ	449
А.+ДА		'18.3	23.'	645	чип	98 1	10 11	1 053
а,- (А,-|-ДЛ)/5	0.033	0, 045	0. 1	0. 3	п , 1	0.4 5	0.43	0, 49
Д А,-ДА	0.967	0, 955	0. 9	о.-	0. 69	0 65	0 52	0.51
(I —а,|	74.4	102.0	2оГ	931	1 .*98	1509	2001	2064
В,/В	0.76	1.05	2.42	6. 82	6 69	4. 86	3.43	1.77
Ы.= 10 Iff — В В		0.2	3.3	8.3	8.2	5.8	5.3	2,4
g	XIV.15. ПОСЛЕДОВЛТЕ		
Сре днегеометрические частоты октавных полое. Ги	63	1’5
L по результатам нзмеоеинл, дБ	98	92
ЕДОП по ГОСТ I2-I-003-B3	99	92
а	0. >	0.1
Ю 1g а	— 10	— 3.0
лтр“*-1-ДоП-10|в“+8- яБ	14	9
Характеристика звукоизоля- ции кожуха Лкож. дБ	15	19
ЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ КОЖУХА
250	500	1 000	2000	4000	8000
94	98	92	96	9$	90
86	83	80	78	76	74
0,86	0,98	।	0,93	0, 97	।
	— 0,08	0	— 0,3	— 0,13	0
н	20	17	23	24	21
23	27	31	35	39	31
материалом толщиной до 30 мы. например мотами иа сверхтонкого стсклово-
другим пористым материалом с аналогичными звукопоглощающими свойства-
мн. Конструкцию кожуха устааавлнЕают на В1|3роиэол1|рую'чне прокладки
Определяем требуемую частотную характеристику изоляции воздушного
шума стенками кожуха в октавных полосах по формуле
-доп— lOlga + бдБ,
где .4 — октавный уровень звукового давления а расчетной точке (получен
по результатам измерений), дБ; Laos — допустимый октавный уровень авуко*
Вето давления па рабочих местах (по ГОСТ 13.!.003—83). а — ревербсрациои-
яый коэффициент звукопоглощения внутренней облицовки кожуха, опредсляе*
Результаты пичвелспнй сводим в табл. XIV.15.
Частотную характеристику изоляция Стенкамп кожуха от воздушного
шума Яхож — определяем графически по методике СНиП II-I2-77.
Частотную характеристику звукоазоляции одлослойпых ограждающих
конструкций из металла, стекла, сухой штукатурки определяют гр я ф u*i ее к им
способом. Частотная характеристика звукоизоляции кожуха прело ап.чеиа
в виде ломаной липни ABCD (рис. XIV.12), ординаты которой определяют
ПО табл. XIV.16 (СНяП II-I2-77).
XtV.|6. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ
ОДНОСЛОЙНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
Материал	1В	?г		"г
Сталь	6000/Л	1 2000/Л	39	31
Алюминиевые сплавы	6000/Л	I 2000/1,	32	23
Стекло	6000/71	12000/Л	35	29
Зтскло органическое	17 ООО/Л	ЗФ 000/Л	з;	30
Асбестоцементные листы	1 1 ООО/Л	2 2000/Л	30	30
Сухая штукатурка	19 000/Л	39000//.	36	30
Рнс. XIV.|2. Расчетная частотная
карактеркстнка звукоизоляции яо-
4? гя Я8 Л Л'Ч
201
ограждении, выполненных из других материалов. Наклон отрезка
CD составляет 8 дБ на каждую октаву
Определяем абсциссы точек В и С:
[а -6000/Л = C0O0/I ,5 — 4000 Гц;
/с= 12СОО,Л — 12000/1,5 =8000 Гц
По табл. X1V.I7 принимаем ординаты точек В и С: /?»=39 дБ;
Но полученным /а. fc. Rn. Re и зная правило построения от-
резкой ВЛ н CD, строим частотную характеристику изоляции воз-
душного шума металлическим кожухом с толщиной стенки в 1,5 мм
Для наглядности можно нанести значения требуемой звукоизо-
ляции /?тР иа график звукоизолирующей способности кожуха.
Как видно из рис. XIV.12, действительная звукоизоляции
кожуха па всех частотах спектра больше, чем требуемая звукоизо-
ляция для снижения шума ниже допускаемого по нормам уровня
В конструкции кожуха предусмотрен вентиляционный канал
шириной 12 ми, облицованный пористым материалом толщиной не
ысисс 50 мм.
Вентиляционный капал служит для отвода тепла от электро-
двигателя и механического синхронизатора. Для уплотнения вала
синхронизатора следует использовать стандартные резинох(еталли-
чссккс уплотнители.
Опирание кожуха на поддерживающую конструкцию должно
осуществляться с помощью резиновых амортизаторов, располагае-
мых непрерывно по ncexty периметру касания. Необходимо исклю-
чить соприкосновение кожуха с машиной.
Применение звукоизолирующего кожуха обеспечивает уменьше-
ние уровня шума на 15 ... 39 дБ на частотах 63 ... 8000 Гц.
ГЛАВА XV. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
1.	Общие положения
Исходя из свойств веществ и условий их применения или об-
работки все производства и склады строительными нормами
(СНнП [1-90-3]) по взрывопожарной опасности подразделяются иа
шесть категорий.
К категории А отнесены производства, связанные с применени-
ем: веществ, способных пзрыпаться и гореть при взаимодействии с
водой, кислородом воздуха илн друг с другом; горючих газов, ниж-
ний предел воспламенения которых 10% и менее к объему возду-
ху ходкостей с температурой вспышки паров до 28° С включи-
202
тсльно, при условии, что указанные газы и жидкости могут образо-
вать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема
помещения.
К категории Б отнесены производства, связанные С применени-
ем; горючих газов, няжпий предел воспламенения которых более
10% к объему воздуха; жидкостей с температурой вспышки паров
свыше 28 до 61 ° С включительно; жидкостей, нагретых в условиях
производства до температуры вспышки и выше; горючих пылей или
волокон, нижвий предел воспламенения которых 65 г/ма Н менее,
при условии, что эта газы, жидкости н пыли могут образовать взры-
воопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения.
К категории В отнесены производства, связанные с применени-
ем; жидкостей с температурой вспышки паров выше 61’С; горю-
чих пылей или волокон, нижний предел воспламенения которых
более 65 г/м*; веществ, способных только гореть при взаимодействии
с водой, кислородом воздуха или друг е другом; твердых горючих
веществ.
К категории Г отнесены производства, связанные с применени-
ем: негорючих веществ в горячем, раскаленном или расплавленном
состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением
лучистого тепла, искр илв пламени: твердых, жидких или газооб-
разных веществ, которые сжигаются в качестве топлива.
К категории Д отнесены производства, связанные с применени-
ем негорючих веществ в холодном состоянии.
К категории Е отнесены производства, связанные с применени-
ем: горючих газов без жидкой фазы и взрывоопасной пыли в объ-
еме, превышающем 5% объема помещения, в котором по условиям
технологического процесса возможен только взрыв (без последую-
щего гореняя); веществ, способных взрываться (без последующего
горения) при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или
друг с другом.
Наибольшую трудность при определении категория взрывопо-
жарной опасности производства составляет определение возможно-
сти образования взрывоопасной газо-, паро- или вылевоздушной
смеси в 5% объема помещения.
Величину локального объема взрывоопасной смеси, способного
образоваться в помещении, определяют в соответствии с «Указани-
ями по определению категории производств по взрывной, взрывопо-
жарной н пожарной безопасности» (СН 463-74). Этими «Указания-
ми» категорирование производств по взрывной н взрывопожарной
опасности осуществляют ио аварийному режиму, связанному с
возможным выходом горючих веществ в объем помещения, или
другими условиями, при которых возможно образование взрыво-
опасных смесей.
203
2.	Методика расчета объема взрывоопасной смеси
Расчетный объем взрывоопасной смеси определяют:
при аварии одного из аппаратов, когда в помещение может по-
ступить наибольшее количество наиболее опасного вещества;
при выходе наружу всего содержимого аппарата, когда часть
продукта удаляется в аварийные емкости системой слива;
при одновременной утечке продуктов из питающих трубопро-
водов п течение времени, необходимого для их отключения: при
автоматическом отключении—2 мин, при ручном — 15 мни;
ври испарении разлившегося продукта с площади, равной пло-
щади зеркала жидкости, а при свободном разливе из условия, что
1 л смесей н растворов, содержащих до 70% растворителей, разли-
вается на 0,5 М", а остальных жидкостей —на 1 м1 пола поме-
щения;
прн испарении жидкости из открытых в нормальных условиях
емкостен, а также со свсжеокрашевных поверхностей;
прн испарении жидкости или сжиженного газа до пх полного
испарения, по не более чем в течение 1 ч;
прн «остпжсииа нижнего концентрационного предела воспла-
менения вещества с учетом коэффициента запаса, равного 1,5;
для свободного объема производственного помещения, т. е.
объема, не занятого аппаратами, оборудованием и строительными
конструкциями
Расчетный объем взрывоопасной смеси Иси
'см=1,5Е/С,
Определение категории производств, опасных по взрыву горю-
чих газов и паров жидкостей, производят в такой последователь-
ности:
определяют объем, в котором вышедший из аппарата и испа-
рившийся продукт может образовать взрывоопасную концентрацию
на нижнем пределе воспламенения с учетом коэффициента запасе;
устанавливают свободный объем производственного помещения
с учетом заполнения объема оборудованием;
по величине расчетного объема взрывоопасной смеси устанав-
ливают процент заполнения свободного объема помещения;
если расчетный объем газовоздушной смеси превышает 5% сво-
бодного объема помещения, то производство относят к взрыво- или
взрывопожароопасной категории;
прн объеме взрывоопасной паровоздушной смеси, способной
204
XV.t. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА И

20
35
заполнить более 5% объема помещения, находят время испарения
продукта Г„ в количестве, достаточном для образования взрыво-
опасной смеси в 5% объема помещения:
Т„ = 0.13ПС/(ИРФ Ум),
Эффективность работы аварийной вентиляции при оценке взры-
вогожароопасности производств следует учитывать, если вентиля-
ция обеспечена автоматическим пуском я электроснабжением по
первой категории надежности. В этом случае величина свободного
объема помещения умножается на коэффициент К, определяемый
по формуле:
К=ЛТ+1,
Если время образования взрывоопасной паровоздушной смеси
должно быть отнесено к категории взрывопожароопасных. Если
взрывоопасная газе- пли паровоздушная смесь не может образо-
ваться и объеме, превышающем 5% объема помещения, пля время
ее образования более I ч, категорию производства определяют ис-
ходя из свойств веществ, обращающихся в производстве. В этом
случае часть объема помещения, где не исключается возможность
203
образования взрывоопасных смесей, должна считаться взрыво-
опасной.
Если в производстве выделяется пыль, нижний концентрацион-
ный предел воспламенения которой равен 65 г/м5 н менее, то про-
изводство, как правило, следует относить к взрывопожароопасным
категории Б.
Указанные производства можно не относить к категория Б,
если расчетом обосновано, что максимально возможное количество
взвешенной в воздухе н осевшей пыли недостаточно для образова-
ния взрывоопасной пылевоздушной смеси в 5% объема помеще-
ния, а также если в помещении производятся лишь эпизодические
ручные операции по пересыпанию твердых сыпучих материалов,
взвешиванию реактивов, приготовлению растворов, расфасовке про-
довольственных товаров.
К взрывоопасным производствам категории Е следует относить
производства, указанные в табл. 1 СНиП П-90-81, при условии,
что в помещении отсутствуют другие горючие вещества, кроме га-
зов, нлн нх количество не превышает величины, способной создать
тепловую нагрузку 100 000 ккал иа любом участке пола помещения
площадью 10 м’.
Vj£ = 1,5£ац/Сац = 1,5-95 000/52 = 2740 м8.
Т*1 = О,]8/7С/(ЯРФ У/И) = 0,18-25000-49,77/(1-29,2х
X 500-106)= 1,5 ч;
206
7*“ ^=0,18-25 000.52/(1-230. 150-58.08) =0,89 ч.
Паза большей взрынооиасности по ацетону и и соотостстини со СНнП
It-OO-bl следует, что рассматриваемое ироиэиолстго необходимо отмести
К вар.-нопож арооиасооЯ категории Л.
Пример 2. В помещении цеха окраски мелких деревянных иаделнО па
пясмою в качестве растворителя. Максимально оОэможиое количество ацетона
о цехе— 43 кг при объеме помещения 5000 м‘ 11л участке приготонлеиич к
емешин.тпня окрасочных составов пол площадью 10 uJ выполнен па 2 см ниже
уровня иода цеха
ряЛкли вентиляция обеспечена автоматическим пуском и электроснабжением
ной '2 обменам и яодпижоостью аоадушиоЯ среды 0.2 м/с (Яя2.9). Требует-
ся о, рсделить. к накоП к nci оряи но варыоо1>ожароО|1асиост|1 следует отнести
ливастся и углубление и иолу кека на участке смсшивання оь*расо-1иых соста-
вов (ф-iu м:)
Определяем раснетниЛ объем взрывоопаскоя паровоздушной смеси, в ко-
трацнеЛ па нижнем пределе носпл.тысисния С с учетом коэффициента эаписл
= 1,5tait/Clul= 1,5-45000/52= 1300 №.
Так как объем смеси |00 V'c«/t'oou = 100 • 1300. Б000 - 26 Ъ
опрсд -леи вр'ыя испарения ацетона о количестве достаток
По результатам расчета н в соответствии со СПчП II-00-BI рассматривае-
мое ироизподстьо следует отнести к пожароопасной категории В.
ГЛАВА XVI. ЗАЩИТА ЗДАНИЙ ВЗРЫВООПАСНЫХ
ПРОИЗВОДСТВ ОТ НАГРУЗОК. ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ВЗРЫВЕ
ГОРЮЧИХ СМЕСЕЙ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ
1. Определение нагрузок при взрывном горении
газовоздушных смесей и мгновенном
вскрытии легкосбрасываемых конструкции
Для обеспечения сохранности зданий при взрыве предусматри-
вается устройство легкосбрасываемых конструкций (ЛСК) пло-
щадью не менее 0,05 мг на 1 ма взрывоопасного помещения с Про-
изводством категорий Л, Е и не менее 0.03 ы1 иа ] м’ — в зданиях
С производствами категории Б. Кроме этого, принимаемую площадь
ЛСК рекомендуется проверить расчетом {СНиП {1-90-81).
Легкосбрасывасмыс конструкции по характеру работы в про-
цессе взрывного горения газовоздушной смеси подразделяются на
две группы
К первой группе относят ЛСК, имеющие сравнительно неболь-
шую пассу и разрушающиеся практически мгновенно. При расисте
207
таких конструкций можно пренебречь силами инерции, возникаю-
щими при движении ЛСК.
Ко второй группе относятся ЛСК, прн вскрытии которых нель-
зя пренебречь силами инерции. Для этих ЛСК характерным являет-
ся относительно медленное (не мгновенное) вскрытие проемов в
инка зажигания; давление одинаково во всех точках помещения.
Рассмотрим модель, когда из объема вытекает горючая смесь Н
продукты сгорания. В этом случае принятое упрощение ведет к не-
которому завышению давления, что идет в запас требованиям безо-
пасности.
Характер изменения давления на ограждающие конструкции
помещения, а также координаты нахождения фронта пламени в
зависимости от арсмещ| прн мгновенном вскрытии легкосбрасывае-
мых конструкций или в случае, когда отверстие заранее открыто.
устанавливаются следующими выражениями:
d/?	р,.
—-‘'"77
Sf
dp
dt
(XVI.2)
Чтобы решить приведенные уравнения, необходимо установить
значение следующих параметров. dms/dt — поток массы через от-
верстие, коэффициент расширения — р„/р,; площадь фронта пламе-
ни — Si(/?) н объем продуктов горения — V„ (R); а — показатель.
Поток массы гаэовоздушиой смеси через отверстие можно пред-
ставить ураиш-ннем:
208
л) для сверхзвукового течения, т. с

(XVJ .3)
б) для дозвуковою течения, т. е.
f 2уРр / Ро у/У[.
d, -	((,-!)(. Р ) Р"
или в более удобном для использования виде.
dmv	il 2 \<v+i:
а) vS"‘ р”с" U~)
для (Р/Ра) <Р„ и
(XVI.4)
(XVI 5)

(XV1.6)
эффлпксит 11 СТ СIСII и я
Для решения уравнений (XVI.I) ... (XVI 3) необходимо уста-
новить отношение плотности свежен горючей смеси к плотности
продуктов сгорания в зависимости от давленая (коэффициент рас-
ширения).
На рнс. XVI.1 ... XVI.6 представлены построенные по уравне-
ниям XVI.I. XVI.2 ti XV1.6 графические зависимости изменения
характера и величины нагрузок, действующих на ограждающие кон-
струкция в случае, когда отверстие открыто до момента зажигания
взрывоопасной смеси пли оно .мгновенно вскрывается при достиже-
нии определенной величины взрывной нагрузки.
При определении возникающих нагрузок ври взрывном горении
газовоздушной смеси внутри помещения можно учитывать и одно-
временное истечение как взрывоопасной смеси, так и продуктов
сгорания.
Это необходимо делать при расчете нагрузок на ограждающие
конструкции в помещениях, имеющих форму, отличную от кубиче-
ской, а также при наличии нескольких отверстий.
С учетом истечения продуктов Сгорания уравнения (XVI.I) и
(XVI.2) принимают следующий вид.
dP
di


(XVI.7)
209
Рис. XVI.I. Характер изменения
давления на ограждение сфернчс-
скоП емкости объемом Н и’ прн
отверстия
1Я0Н Вскрытии
кПА; Ун-ил м
Рис. XVI.2. Характер изменения
давления ив ограждение сфернчс-
MriruiiciiHOM вскрытии огаерстпп
площадью 1 м’ (Уп-0.3 м/с;
I - а/>=2 кПа;
210
кПа
Ю
, ! — при
0.07 м’/м»
0,1 Ц2 0.3
МОИ юо И1
Рис. XVI,в. Характер изменения
давлеиек аа ограждающие
конструкции воиещеная объе-
--- ,лл ПрИ мгновенном

гда dmi Idt — поток мессы продуктов сгораиня;	—лоток массы ис-
ходной емееа.
Выражение для потока массы в дозвуковом режиме истечения
принимает вид:
I dm „12 { Р \2/vr, ( F0\<v'’l,/v 110,5
(XVI.9)
Чтобы установить величину — для продуктов сгорания и
ГВС, необходимо задать значение ц, S0T1, Си. Давление в помеще-
нии во всех точках считают одинаковым, а показатели адиабаты
Ув и ув принимают по справочным данным. Коэффициент нстечс-
Н8я прн взрывах в помещениях равен ц=0,8 ... 0,85, поэтому он
может быть принят одинаковым как для ГВС, так н для продук-
тов сгорания.
Скорость звука для продуктов сгорания
Площадь, через которую истекает иесгоревший газ 5отп.л=
=S01D—S«s.i, где 5от« — площадь отверстия в наружном ограж-
дении помещения.
Для расчета можно принять следующую схему:
после зажигания ГВС до момента вскрытия ЛСК горение про-
исходит как в замкнутом объеме Son.e=Sorn.n=0;
после вскрытия отверстия истекает свежая смесь SOTdd = 0'.
при достижении фронтом пламени отверстия начинается истече-
ние продуктов сгорания, -Son.и и -SOtb.b находят из геометрических
размеров помещения.
211
В качестве примера рассмотрим случай распространения пламе-
ни по помещению, имеющему вытянутую форму прямоугольного се-
чения при распространении плоского фронта пламени. Места распо-
ложения отверстии укапаны па рнс. XVI.7. Как видно нз рисунка,
связь между S/, и R следующая-
ПРИ Ri^R^Rz', Soto n-—•
= 51 (Я—/?|)/(Rs—Ri). So-ra.n —
= 31(«г-Я)/(Лг-Я1)+5г:
при R. ^i R. Suto 9 3|,
Зит» и = 3j.
Для модели, учитывающей од-
2.	Определение требуемой
площади легкосбрасываемых
безынерционных
конструкций
радиус сферической оболочки. Для объема любой друюй формы
3/max можно оцепить как S/m.u=5 УП2Л гле Ип — объем помеще-
ния. Тогда скорость увеличения объема газа во время сгорания
НоЗ/ тол(pi,/pn—I) не должна превышать объемной скорости исте-
чения при заданном Ре, которую можно ианти нз уравнения
(XVI.6).
Д.чя дотвукового потока, принимая внешнее давление равным
атмосферному, можно записать:
uSf max (Ри/Рв — 0 < ),5ОТВ Сп X
0,5
; (XVI. 10)
212
следовательно

- (XVI.11)
Приведенный метод по определению требуемой площади легко-
сбрасываемых конструкций позволяет установить необходимую
площадь отверстия для случаев, когда отверстие открыто ДО мо-
мента зажигания ГВС и.ш ЛСК разрушается мгновенно
На практике встречаются случаи, когда горючая смесь может
заполнить не весь объем помещения, а только часть его Допустим,
что в объеме Vu ГВС занимает объем Vo. Если не учитывать обед-
нения смеси за счет перемешивания с воздухом, то когда
?ор>1/ра>1, площадь отверстия можно рассчитать по формуле
(XVIII) Для Vopn/рв^ 1ц в э।у формулу ну жно подставн гь
Sfni,14 =5 Рп Pb)?/i-	(XVI.12)
Тогда
(XVI.13)
где Зоти—ллпщлдъ Cieionacii'iro птперстич, обеспсчц1<лошсг" снижение лав*
мощения; Уо — объем изрыноопэсиой смеси в объеме помещения м1: Vr-d’C.
G — количество поступивших веществ, определяемое в соответствии с СН 463-74,
Так как в данном случае нс учитывается перемешивание горю-
чего газа с воздухом, выражение (\V[ 13) дает несколько завы-
шенное значите площади требуемого отверстия.
Уравнение (XVIG) для определения SolB при полном ^полпе-
нни объема помещения взрывоопасной смесью имеет вид
SOTK^^“>
(XVI 14)
где k — коэффициент, считывающий долю сгорания ГВС н объеме помещении,
принимают в э»»нсимости от величины Рз
Рд | 1 0001 |	1.003 |	1.01 |	1,02 |	1 1»> | 1,04
h	|	0,99	|	0.9К	|	0,84	|	0,82	|	0.79	|	Р.78
рд	|	1.05	|	1,0b	|	1,07	|	1,08	|	1,08	I	1,1
k	|	0,77	|	0,76	|	0,75	|	0.74	|	0.'3	|	0,72
Показатель интенсивности горения а устанавливают в зависи-
мости от степени заполнения объема помещения различными обык-
XVI.I. ПАРАМЕТРЫ ГОРЮЧИХ СМЕСЕЙ
Hohmphoii.iiiih' l-elriccrra	Ст» \||ометричссм и концентрации в'рыпоок >е- HUli CMl’Cll С, г/м'	Чако ч иьная ете lent, pacunipi пня нролукто» сореккя т1ц/<1((	1 Inp'i.i о,пая скорость горения влрыши>пасно>| емссп, Уи, м/с
Алр1|Л8И|1	но а	8,1 8,2	0,66
Акрилонитрил	1250		0,16
Ам м и .1 к	155.03	7,36	0.1
Ахи 1'н	У 1.1	8	0.12
Ацет.|.1ьд«П1А	151.0	8	0.41
Ацетилен		8 80	1.57
Aucuni	НК лЗ	9,09	0,43
Бен । 11		8.17	0,47
1 Б’ т ли	1.-.Ы	81	0 37g
11 L>vi nil	90,1	8	0,37
Бутилен Внн in ацетилон	*3'1,2 9), 7	8 8.7	0,43 0.81
Во । । о i	2 1.81	и	*’ о,
I екс.| икай		, 5	0 4
Н-I океан	77,57	, 88	0.385
1*1 1*КС ЛИ	H7.I	7,6	0,45
1 Гем'НИ		8.1	0,52
ГеИт < II		7 81	0 421
1-Гсптнн		/,5	0,11
Дивинил	111 UI	7 85	0.31
Див ИПИЮП11.1	Ч| 1	8	0,35
Днмети.топыП эфир	131.1	7 	0,49
Д|1Э111Л0ЯЫ» эфир	] (11 3	6.31	. к
Паопмилсн	81.7	8	0,44
Изобу ган	110,1	8	0,34
Ил1Г,\ тилен		8	0 37
Лэ ктан	78.52		I 34т.
11зош план		7,8	0.1
1'1 ЧО11 pi'l 1	88..I	8.1	0.3
I boupouu ламин	10(1 7	г.4	0.29
ио
Mi-ги.товый спирт
Мгти.'ЩПклигсксан
Окись пропилена
Прг Пан
85,3
ь2,г
128,7
112.05
128.8
207,28
93,5
Хлористый If Пропил
Л>т и л а нет а 1
3»тнлоаый спирт
или данным министерств к ведомеiи.
mi
88,1
152^5
70 37
ПрнвСДСНН!.
AG
a
7 IK
8
8,2
OJA
O.6B
0.5
0 5'J
0,38
0,62
0 28
O.Gt
0.43
0.43
0.45
0.12
0.51
0 45
0.37
0,36
тами технологического оборудования, строительными конструк
НИЯМИ.
При свободном объеме помещения от оборудования и строи
тельных конструкций а=2. При запо-шении объема помещеия»
до 20% н более различными объектами, прн расстоянии межд)
обыктамп 1~3= 10 d, а—3 (ие d — средний лиисниыи размер ноле
р<чного сеЧеття объ кта). прн d а = 4. Промежуточные зна
чения а определяют интерполяцией.
В качестве примера по уравнениям (XVI.I), (XVI.2) и (XVI 6;
установлены требуемые площади отверстий в зависимости от дав
ления Ре при мгновенном вскрытии конструкций (рнс. XVI.8).
Для определения требуемой площади отверстия в наружно»
ограждении помещения нужно задать следующие величины.
давление Ps Если отверстие было открыто до момента зажк
ТЛЛИЯ горючи'1 CMtCH BliyTpH !10М< ПИНИЯ. то Рс задают из сообра
жений прочности ограж гающцх конструкций, которые не должи»
разрушаться. Если отверстие было закрыто легкосбрасывасмым!
конструкциями, которые мгновенно разрушаются при Ре, следуя
принять РР^Ре:	I
отшпиние плопнетп ГВС к ii.toiiiocth продуктов crop,noli
Ои/рп (см. табл. XVJ.l),	i
216
r.iv Co—скорость звука по взрывоопасной смеси при
распространения пламени и„ (см.
площадь фронта пламени Si шах, для оценочных расчетов ыож-
с	г. 1/2/3
1 Принят!» О/ max — О ’ п ,
3.	Определение величины и характера нагрузок
при использовании инерционных легкосбрасываемых
конструкций
Для того чтобы установить величину и характер изменения
1ВЛ.ПНЯ, возникающие при взрывах в помещениях, закрытых ипср-
юпкыми ЛСК, необходимо решить уравнения (XVI.1), (XVI2) я
CVI 6) совместно с уравнениями движения ЛСК.
Для ЛСК, которые представляют собой свободно опертые
щты, располагаемые в горизонтальном наружном ограждении
|Мсшения (рис. XVI.9,а), уравнение движения плиты имеет вид:
«	- (Р (‘)—Ро) ab—ing, (XVI. 15)
« -^7------ № (')-Ро) ab.
(XVI 16)
Для поворотных легкосбрасываемых конструкций с горнзон-
.11,ним верхним шарниром (рнс XVI.[О,а) )рлвненне движении
тст вид-
'	(XVI 17)
Дтн поворотных легкосбрасываемых конструкций с горизон-
нижним шарниром (рис. XV.10, б) уравнение движения за-
иют<я в виде:
,d‘ ip	I	l‘ ь
‘	~ s'n<₽ +	(O-Z’o)	. (XVI.18)
Лтя поворотных ЛСК с боковым вертикальным шарниром
|с XVI 10, в) уравнение движения имеет вид'
217
Рке. XVI.Ю. Распеткис счены дла
ловороткыт ЛСК
а — поворотный элемент с ropiuoii*
ло же, с гориэонталы<'>1-.1 кпжинк
шарниром, в то же. с о ртикаль-
вых шарннррм

(Р{1)-Ра)
(XVI. 19)
>18
Чтобы решить уравнения (XVI 15) (XVI.19), щобхп ш-.н> и чь
давление на вскрываемые элементы Р(!}. создаваемое и п ьзющи-
ми I азами па ЛСК. Эта величина в момент вскрытия раина давле-
нию на ограждающие конструкции помещения и иадас) при даль-
нейшем вскрытии ЛСК-
Характер и величина среднего давления на плиту при х(1)-~
я»(л(>)/2(о4-6) составляет 80% давления на ограждающие кон-
струкции. Дальнейшее движение ЛСК ие оказывает пличиия на
истечение газов из отвергши.
В уравнения»: (XVI) ... (XV6) единственным параметром, ко-
торый зависит от положения ЛСК, является S«o Прн выполнении
числовых расчетов могут быть сделаны следующие допущения Ко-
эффициент истечения принимается постоянным; площадь отверстия
может быть задана следующим образом:
для смещаемых ЛСК
при 2 (а |-6) < ab, S0TU = 2 л,
при 2 (<т-( 6) л > ab, SaxB = ab,
Для поворотных ЛСК
при 1‘ sin <р-[ 2Ы sin гр,'2 < Ы, 501ц = I1 sin <р l-2bl sin ~,
прн I1 sin q>-| 2bl siп <р '2 > b1, S0TB ~= lb.

Системы уравнений для определения возникающих tiaipyaoi: на
ограждающие конструкции при использовании различных видов
легкосбрасываемых конструкций можно записать в следующем
виде.
Для смещаемых ЛСК, располагаемых я покрытии,
(рис XVI.11 ... XVI.13)
(XVI.20)
8*
219
Характер изменений даеиепии к.т oiражлягашие конструкции
гбт.смом юо м1 при DCxputrihi смещаемых ЛСК а покрытии
Ч.,<1 смощасмых ЛСК, расиоложг niu.tx в веот1';;а.'1ьном ограж-
;ia v.i нация (рис. XV! 14	. XX’! 1G)
при М; Р-Ра; .t-0; /? = 0.
220
Рис. VI.14. Характер изменении давления на ограждающие конструкции
помещения объемом 100 м' пр» смещаемых ЛСК в вертикальном ограждении
Рнс. XVI.16. Характер изменение давления на ограждающие конструкции по-
мещения объемом оООО м’ при вскрытии смещаемых ЛСК в вертикальном
ограждении (Уп = О,45 м/с; ри/рв=7.5; а = 2)
/ — При 0,07 м-/м’; 2 — при 0.05 м:/м3, 3 — при 0,03 м’/И3
Для поворотных ЛСК с горизонтальным верхним шарниром в
вертикальном ограждении (рнс XVI.17 ...XVI.15)
у I I ри \	1 dmv
dt V [ 'Чрв ) РП dt
dR _ р„ _ Иа 1 dP
df ~ а я ps Si у Р dt '
dl mg I	. P b dx
7T=-— Ts",’,+(p-p")	7Г~1,
при tr=Q; P = Pa', tp=0; R=0.
(XVI 22)
221
ры рв - 7.5 СТ )
1 — при 0.03 м- ч’: 2 — При
0 05 »i м . 3 — при О 0"	“
Рис. XVI 18 Характер изменения давления на огражлагашце конструкции по-
мещения объемом [ООО м’ прн вскрытии поворотных ЛСК с горизонтальным
шарниром (ДР 0,5 кПа; У«-0 45 м с, ря/(ъ. 7.5; а 3)
! — при 0.03 м’ «; 2 — прн 0.05 мум*: 3 — прн 0 07 м^ч’
?0кг//1! №к!пг	! 2 J
О 25	‘	.5 J & t5  С
45
Рис. XVI.[У. Характер изменения давления на ограждающие конструкции
помешеннп объемом 5ППП м' прн вскрытии поворотных ЛСК с горизонталь-
ны*! шарниром (Л^ 11.5 кПа, ^п —0,15 м'С; рн/ра 7,->; л *5 >
— при 0 05 м /м . 3
Рис XVI 20. Характер изменения
давлении взрыва на ограждающие
конструкции помещения объемом
I0U м прн вскрыткн поворотных
ЛСК с вертикальным шарниром
при 0 03 и- м’: 2 — при
0 05 м:/м!, 3—при 0.07 м!м’
Д.-л поворотных ЛСК с горизонтальным ни:
dt
dR_____ш _Рн
dP
(XVI 23)
ing
21
Для поворотных ЛСК с боковым вертикальным
(рнс XVI 20).
шарниром
dt

dR	ри
'7Г = а"|‘ Т"
dt	рв
dl
dP
(XVI .24)
2/	' dt
При определении возникающих нагрузок с учетом одновремен-
ною истечения как взрывоопасной смеси, так и продуктов сгора-
ния надо решать уравнения (XVI.7) . . (XVI 9) совместно с урав-
нениями (XVI 15) .. (XVI 19)
4.	Определение давления на ограждающие конструкции
прн использовании смещаемых и поворотных ЛСК
На изменение величины взрывной нагрузки, действующей на
01раждающне конструкции при вскрытии ЛСК, располагаемых в
покрытии, значительное влияние оказывает площадь и масса легко-
сбрасываемого элемента, а также разрывные усилия связей, креп-
ления ЛСК. Для определения давления иа ограждающие конструк-
ции пользуются эмпирическими зависимостями.
Расчетную нагрузку Р? на ограждающие конструкции при
вскрытии свободно лежащих, горизонтально расположенных, лег-
косбрасываемых элементов определяют по формуле.
^лск
(XV1.25)
определяе-
мое по номограммам рис. xvi ai,	—площадь легкосбрасыэаемого элемен-
та ограждающей конструкции, м’.
Расчетную нагрузку иа свободно опертые вертикальные ЛСК
Рр при взрывном горении ГВС определяют по формуле
223

225
226
p;-o.sf(n«.i)/(xvi.26)
где Pr — устанавливают по номограмме рне. XVI 21; (Ч.с(,—п.юшадь элемента
ЛСК в вертикальном ограждении. м;.	*
Если масса и площадь поворотной конструкции с вертикальным
боковым шарниром (см. рис. XVI.10, в) равна или больше 1 ы3, ве-
личину расчетной нагрузки определяют по формуле.
(1+0.В»1),
(XVI.27)
где Рв-в — находится по номограммам (рис. XVI.22);	— площадь пово-
ротного вскрываемого элемента с вертикальным боковым шарниром, м!. k —
поправочный коэффициент (табл XVI.2).
XVI.2. ЗНАЧЕНИЯ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА
Соотношение сторон поворотного
элемента ЛСК (основание
к высоте)
ЛКС с вертикальным боковым шарниром
ЛСК е
горизонтальным верхним шарниром
ЛСК е
горизонтальным нижним шарниром
При применении поворотных конструкций с верхним горизон-
тальным шарниром расчетную величину взрывной нагрузки Рр г’в
определяют по формуле;
227
228
229
230

(XVI.28)
гл*'лСК- ллои1°ль поворотного
пиром.

^ЛСК определяют по формуле
pjru.O.Sffl + O.Sj/jjy- 1 ) .
(XVI.29)
5.	Определение нагрузок, разрушающих остекление
Величину расчетной нагрузки, разрушающей листовое оконное
стекло (РрТ), рекомендуется определять по формуле:
(XVI.30)
XVI.3. НАГРУЗКИ, РАЗРУШАЮЩИЕ СТЕКЛО, кПа
XV!.4. КОЭФФИЦИЕНТ УСЛОВИЯ РАБОТЫ
Соогнспк ijae	Соотношение у	11 сторон листа |	е^ла	У
! •' 1.33 1 : I.S	1	,!	1 : 1,"3 !.«	1:2 1,08	II	1:3	1.16 1.25 1 38
Величину разрушающей стекло нагрузки при промежуточных
значениях площади одного листа следует определять ннтерполяцпей
приведенных в табл. XVI 3 н XV1.4 значений.
Если в качестве легкоразрушаемон конструкции применяют
двойное остекление ^рТ— 1.15
231
6.	Определение нагрузок, разрушающих узлы
крепления легкосбрасываемых конструкций
Условие гарантированного разрушения узлов крепления легко-
сбрасываемых конструкций при действии особого сочетания натру
зок может быть записано в следующем виде:
(XVI. 31)
где левая части неравенства представляет собой усилие от особого сочетания
леыия; Лг — усилие от нормативных иагрузок. входящих в особое сочетание;
nt — коэффициенты г.ерегрулок для этих нагрузок; пс — коэффициент сочетв-
нагрузок
четаем уровне (по СНиП 11 G-74 Лс—0,8
ле = 1 — для всех остальных в том числе .. ...... __-	...._,___
нагрузка, возникающая при взрыве внутри помещения, должка умноже-
на па лс—0.7), А — геометрический фактор поперечно,о сечения крепления
(площадь, момент сопротивления!, Я°е—расчетное сопротивление стали при
марки материала и характера напряженного состояния рассматриваемой ле-
тали крепления; рог — коэффициент условий работы крепления при особом со-
четапии нагрузок, учитывающий факторы, нс поддающиеся расисту. ?“с =1.2.
Расчетное сопротивление материала креплений при особом соче-
тании нагрхзок, вызванных взрывом, может быть найдено из выра-
жения
(XVI.32)
где R^ = Яп-г 120 МПа для стали СтЗ; Яя — нормативное сопротивление при-
ведено в СНиП 11 23 81.
Наиболее неблагоприятным сочетанием нагрузок при проверке
креплении на разрушение от взрыва будет случай, когда одновре-
менно со взрывной нагрузкой, отрывающей сбрасываемые элементы
от каркаса здания, будут действовать нагрузки, прижимающие эти
элементы к каркасу (положительное давление ветра, снеговая на-
грузка и т. д.)
Ниже приводится методика расчета детален крепления стено-
вой панели, работающих на растяжение.
Принятые обозначения'
5 — площадь поверхности панели; тп— число точек, в которых панель крепят
к каркасу здания; А — площадь поперечного сечения детали крепления; gD0 —
нормативное положительное ветровое давление: gD0—нормативное отрицатель-
ное ветровое давление; пъ—1.2 — коэффициент перегрузки Для ветрового дав-
ления g^3— нормативное взрывное статическое давление, л = 0 7 — коэффици-
ент недогрузки для взрывного давления; пд= 1,2 — коэффициент динамичности
взрывного давления; /?«-355 МПа — нормативное сопротивление по временному
сопротивлению стали марки ВСтЗкп I ио ТУ 12-1-3023-80- R^f —то же. при
расчете на особое сочетанно нагрузок при взрыве; ym= 1.025 — коэффициент
надежности по материалу для стали по ТУ И-1-3023 80; уе = 1 — коэффициент
условий работы при основном сочетания нагрузок; рос = |2—то же. при осо-
бом сочетании нагрузок, уо = 1.2 — коэффициент увеличения прочности стали
при высокой скорости приложения нагрузки. ло=0,8—коэффициент сочетаний
для кратковременных нагрузок
Расчет на основное сочетание нагрузок. Отрыв легкосбрасываемого эле-
мента вызывается отрицательным давлением ветра. Расчетная величина этого
232

/Во _gBo
Tc
(XVI.33)
=o.sg;
120
g"
(XVl.34)
Основные положения методики расчета узлов крепления заклю-
чаются в следующем-
выбирают самый слабый элемент крепления (в необходимых
случаях проверяют несколько элементов);
определяют несущую способность самого слабого элемента
крепления в зависимости от расчетного сопротивления его материа-
ла прн действии особого сочетания нагрузок;
делением несущей способности па площадь поверхности ограж-
дения, с которой нагрузка от взрыва собирается на рассматривае-
мое крепление, определяют расчетную нагрузку при особом соче-
тании, которая разрушает узел крепления.
определяют расчетные нагрузки, прижимающие панель к несу-
щим элементам каркаса здания (собственную массу панели, снего-
вую нагрузку, положительное давление ветра);
определяют необходимую расчетную нагрузку прн взрыве внут-
ри помещения как сумму разрушающей нагрузки и нагрузок, при-
жимающих панель к каркасу. При этом кратковременные нагрузки
следует умножать на коэффициент сочетаний 0.8;
определяют необходимое для сброса панели нормативное избы-
точное давление прн взрыве делением необходимого расчетного из-
233
быточого давления при взрыве
на коэффициент недогрузки 0,7
и пл коэффициент динамично-
сти 1,2.
1,025; V°C-=J,2;
Яос -
4651,025-1,2 = 572 МПа.
234
50
Рнс. XVI 25. Крепление стеновой панели из автоклавного ячеистого бетоне
к волокнам каркаса здания
/— колонна; 2— метвллйясский уголок 100ХН мм. 3 — закладная деталь в ко*
лоипе; •/— то же и панели, 5 — цсмситио-иссчяиый раствор марки 50: о —
стенопая панель
Пример 3. Определение величины взрывноЛ нагрузки. разрушающей
крепления стенопы* панелей из ячеистого бетона марки М50 Размер панели
6X1.2 м. Крепление в 4 углах с помощью Стержня диаметром И мм нэ стали
класса AI (рнс. XVI.25I. Лл-|,$1сн': ₽ос-5?.2 кН/см-’.
Несущая способность детали |:V; = 57.2 • 1.2 - 1.54- 1057 кН.
Нагрузка на деталь приходятся с площади I 6 м’. разрушающее давле-
ние иа нацель 10.57/1,8 = 5872 кН/м’, расчетное давление от ветра 0.43 к1|/м’.
235
XVI.4 КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕ.ЧО1
(IPOMblUMEHHl.lA ЗДАНИЯ И НАТРУ:
Стеноп. in ел	Размер я
Из керлмзитоИсгоиа чтркн МЛ, плотш* стью 900 кг/м'	1,2X6
Ик ЗвТОКЛЗНГГО! О ЯЧ1'1иТ!‘ГО 6сГ‘>И.'! М.ТрХИ М50. плотностью 701 кг/ч1	1,2X6
Из аотоклаького ячепчого Остапа Марин М25. плотностью 550 х</ч>	1.2X6
Из мсталлпччкпх upoijuraitp'ina mii.tx ли СТОП С утеплителем из elvK-TO 11 ИНЦСр.1 лояатиых мщсриалоо	6(2, f 12)
Из металлических ирофилиропаиных ли стой с несгораемым ут. itun iMieit из жест KIIX ЧИНер.'ЛОВЗ Г11ЫТ ил 1 г	3(2.4 12)
Из асбсстоцемслтиы" >):ьтр) июпиых на »₽лсЛ с ут1'»лн-гел1Ы из мширалоомтиых	6X0.6
ОЛ1 (опытная)	3X1.2
1ЫХ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПАНЕЛЕЙ
!КИ. РАЗРУШАЮЩИЕ ИХ КРЕПЛЕНИЯ
Толщина, м	Поверхностная НЛОТКОСТ1.. кг/и1	Нагрузка, разру. шаюшая уаел крепления. кН/м;
0.16	105	56.47
0.2	222	
0 04	264	
0,3	320	
П 1 и	125	81 5
0 ,J	167	
021	195	
0,3	250	
0.10	100	50.3
0 2	1 10	
0 31	17 и 50	11
0,18	35	12.92
0.12	71	10 л
0. м	91	
0.16	97	
0.18	108	
П.07	31.7	521
8 7
Необходимая разрушающая нагрузка при взрыве.
g” (58,72 4-0.43)/0.7 = 84,5 кН'м»
ГЛАВА XVII. ЭВАКУАЦИЯ ЛЮДЕЙ ИЗ ЗДАНИЙ И
ПОМЕЩЕНИЙ
1.	Определение расчетного времени эвакуации
В соответствии с требованиями главы СНнП 11-2-80 эвакуаци-
онные пути должны обеспечивать эвакуацию всех люлей, находя-
щихся п помещениях зданий и сооружений, в течение необходимого
времени эвакуации. Время, в течение которого все люди могут
выйти из помещения нлн из здания, определяют расчетом н пазы-
нем эвакуации и определяют по таблицам, приведенным в прилож. I
СНиП П-2-80.
Для обеспечения безопасной эвакуации людей из помещений и
зданий расчетное время эвакуации Гр должно быть меньше необ-
ходимого времени эвакуации людей tnc- ip^fns-
Расчетное время эвакуации людей из помещений и зданий оп-
ределяют исходя из протяженности эвакуационных путей и скоро-
сти движения людских потоков на всех участках пути от наиболее
удаленных мест до эвакуационных выходов.
При расчете весь путь движения людского потока делят на
237
участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш) дли-
ной Л н шириной б<.
Начальными участками являются проходы между рабочими
местами, оборудованием, рядами кресел, столами и т. п. Длина н
ширина каждого участка пути эвакуации принимается по проекту.
Путь по лестничной клетке определяется длиной маршей. Длина
пути в проеме принимается равной нулю при толщине стены менее
Расчетное время эвакуации людей tP определяют как сумму
времени движения людского потока по отдельным участкам пути
Ц по формуле:	• • • +h
Время движения людского потока по первому участку пути:
Плотность потока на этом участке пути £>i определяют по
формуле-
Значение скорости движения потока людей в зависимости от
плотности D приведено в табл, XVII.1. Там же даны зависимости
иитенепппого движения людского потока q от его плотности и ско-
рости движения.
Интенсивность движения людского потока q = Dv, м/мнп иля
чел/мии.
Интенсивность движения не зависит от ширины потока и явля-
ется функцией плотности.
Пропускная способность потока, Q = Do6, м,/мин.
Величину скорости движения людского потока v, на участках
пути, следующих после первого, принимают по табл. XVII.1 в за-
висимости от интенсивности движения потока. Интенсивность дви-
жения потока по каждому из участков
Если q, меньше или равно gm3I, то время движения на участ-
ке пути следует определять по формуле. /, = /(/р,.
При этом значение qatz следует принимать равным, м^мшг.
для горизонтальных i утсА...............................16.5
Если значение q< больше qmaz, то ширину б( данного участка
пути следует увеличить так, чтобы соблюдалось условие qi^iqmiz-
238
Плотность потока D, м’/м’	Горизонтальный путь		ДэерноП проем	Лестница вниз		Лестница вверх	
	скорость V, м/мин	интенсив- ность Q, м/мин	Интенсив- м/мин	скорость, м/мкн	ннтенси в м/мин	скорость, м/мпн	ИПТС1<С)|В>|ОСТЬ. м/мии
0,01	100	1	1	100	1	60	0.6
0,05	100	6	5	100	5	60	3
0.1	во	8	8,7	95	9.5	53	5.3
0.2	60	12	13.4	68	13.6	40	8
0,3	47	14 1	166	52	15,6	32	9,6
0.4	40	16	18.4	40	16	26	10.4
0.5	33	10.5	19,6	31	15,5	22	11
0.6	27	16.2	19	24	14.4	18	108
0,7	23	16.1	18 &	1В	12,6	15	10,5
0,8	19	15.2	17,3	13	10.4	13	10,4
|	0,9 и более	16	13,5	8,5	8	7,2	11	9.9
При невозможности выполнения этого условия интенсивность и
скорость движения потока ио участку пути I определяют по
табл. XVII.I при значении Д) = 0,9.
При слиянии в начале участка < двух и более людских потоков
интенсивность движения определяют по формуле
Если значение больше то ширину б, данного участка
пути следует увеличить
2.	Определение необходимого времени эвакуации
Необходимое время эвакуации людей /ас из зальных помеще-
ния общественных зданий I и
степени огнестойкости принимают
по табл. XVII 2.
Необходимое вречч эвакуации люде;, с балк^н.в, а так: три-
бун, размоченных выше отметки, равной половине высоты коме-
И1®чнч, ум •ньшавтся вдво'* по сравнению с даинь-м;;, призе., иными
и табл XVII.2.
Н сбх< димос время знаку чип люд л из помсч:ечнй в 'аниях
Ш и IV степени oi нестопкост н, приведенное в табл. 2, уменьшает-
ся ня 30 о, а из помещений в зданиях V степени огнесп пкости
на 50%.
Время эвакуации людей из залов, фоне и коридоров, обслужи-
куацил людей из залов, привеченному в 1абл. XVII.2, увеличенному
240
на I мин. Прн этом следует учитывать, что эвакуация из всех по-
мещений начинается одновременно.
Необходимое время эвакуации людей из зданий театров, клу-
бов, дворцов культуры и других зданий с колосниковой сценой,
а также из зданий кинотеатров, киноконцертных зданий, крытых
спортивных сооружений, цирков, универмагов и столовых прини-
мается: для зданий I и II степени огнестойкости — 6 мин, III и
IV степени огнестойкости — 4 мни, V степени огнестойкости —
3 мин
Для зрительных залов без колосниковой сцены, объем кото-
рых превышает 60 тыс. м3, необходимое время эвакуации людей
1пб следует определять по формуле Гпв=0,115 И'/3,
при размещении эвакуационных выходов по середине высоты и
на 65% — на отметке, равной 0,8 высоты зала. Максимальная высо-
иметь автоматически закрывающиеся дымонспроннцзсмыс ^вери.
В помещениях фойе каждые 2200 мг площади должны отде-
ляться противопожарными перегородками с противопожарны’.:;! две-
Помещения для зри.елей должны иметь оконные проемы или
дымовые шахты с ручным и автоматическим открыванием, общая
площадь сечения которых, определяемая но расчету, должна быть
не менее 0,2% площади пола помещения.
Для зданий с такими залами должны предусматриваться цент-
ры управления для регулирования процесса движения людей при
пожаре с организационной техникой (магнитофонами, радиотранс-
ляцией, аварийно спасательной сигнализацией); эвакуационные пути
н выходы должны быть оборудованы световыми указателями и эва-
куационным освещением.
В общественных а вспомогательных зданиях промышленных
предприятий I, II, III степеней огнестойкости с коридорами, слу-
241
жащими для эвакуации людей, необходимое время для эвакуации
люден /„с от дверей наиболее удаленных помещений до выхода
наружу пли в ближайшую лестничную клетку принимают: от поме-
щений, расположенных между двумя лестничными клетками или
наружными выходами — 1 мин; от помещений с выходом в тупике-
пый коридор — 0,5 мин,
Для зданий IV степени огнестойкости необходимое время эва-
куация уменьшается па 30%, а для зданий V степени огнестойко-
сти — на 50%.
В общественных и вспомогательных зданиях промышленных
предприятий I, II и III степеней огнестойкости необходимое время
эвакуации людей по лестницам следует принимать: для зданий вы-
сотой до 5 этажей включительно—5 мин; для зданий высотой свы-
ше 5 до 9 этажей — 10 мни.
Для зданий IV степени огнестойкости необходимое время эва-
куации людей уменьшается иа 30%, а для зданий V степени огне-
стойкости— на 50%.
Необходимое время эвакуации людей по яезадымляемым лест-
ничным клеткам (с входом через воздушную зону, с подпором воз-
духа ити входом через тамбур-шлюз с подпором воздуха) не нор-
мируется.
Необходимое время эвакуации людей из помещений производ-
ственных зданий I, I! и П1 степеней огнестойкости принимают по
табл. XVII 3 в зависимости от категории производства ио взрыво-
и пожароопасности к объема помещений.
XVI).3 НЕОБХОДИМОЕ ВРЕМЯ ЭВАКУАЦИИ, МИН,
ИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЯ I, [I II III СТЕПЕНЕЙ
огнестойкости
Для производственных зданий промышленных предприятий
I, II я III степеней огнестойкости с коридорами, служащими для
эвакуации людей, необходимое время эвакуации людей от дверей
наиболее удаленных помещений до выхода наружу пли в ближай-
шую лестничную клетку принимают:
от помещений, расположенных между двумя лестничными клет-
ками или наружными выходами для зданий с категориями произ-
водства А, Б и Е — I; с категорией В—2; с категориями Г и Д —
3 мин;
242
oi помещений с выходом в тупиковый коридор — 0,5 мин. Для
зданий IV степени огнестойкости необходимое время эвакуации
люден уменьшается на 30%, а для зданий V степени огнестойко-
ст — па 50%.
Необходимое время эвакуации людей по лестницам из произ-
водственных зданий примышленных предприятий I, II и III степе-
ней огнестойкости следует принимать: для зданий высотой до
5 этажей включительно — 5 мин; для зданий с производствами ка-
тегорий В, Г и Д высотой свыше 5 н до 9 этажей — 10 млн.
Для зданий IV степени огнестойкости необходимое время эва-
куации людей уменьшается на 30%, а для зданий V степени огне-
стойкости—на 50%.
Необходимое время эвакуации людей по незадымляемым лест-
ничным клеткам (с входом через воздушную зону с подпором воз-
духа пли входом через тамбур-шлюз с подпором воздуха) нс нор-
мируется.
3.	Примеры расчета эвакуации людей
из помещений зданий различного назначения
.V, = 18 20+16-1 + 14-1 + 12 1—402 чсл.
243
вес зрители — взрослые люди в зимней одежде, площадь горизонтальной пьо
екцни человека составит 7=0.125 м'. Параметры движения людских потоков
в рядах мест зрительного зала
плотность Ор-0.42;
скорость движения орк»23.76 м/мял;
интенсивность движения ср-9,93 м/мин;
пропускная способность Qb—С м7чин.
Время выхода людей а проход
Г0 = ('0/б0 = 4.5/23,76 = 0,19 И.
Интенсивность движения прн слиянии потоков из всех рядов nn«nnu>n
3 неполных ряда за 2	• и i ан
Движение в проходе стабилизируется, т. е. его интенсивность становится
постоянной в момент выхода всех людей из рядов или при достижении нота
ком максимальной плотности
D.p = Qp /»/(6() = 6-0,19/(2,3-0.9) = 0,55.
По табл. XVl I I определяем, что при Этой плотности интенсивность дви-
жения близка к максимальной На первом участке проходе
91 = Qp/6 = 6 2,3 = 2,61 м МИН.
Этому значению интенсивности соответствует
XVII.II и скорость движения потока ь>-ч00 м/мин.
На втором участке прохода
9а = 9[ + Др = Pi + Ру =2,61+2,61 =5,22 м/мнн; Ds = 0,05;vt =
— 100 м/мин.
плотность О,-0,04 (табл.
На третьем участке
9л = 9з + Др = 5,22+2,61 =7,83 м/мии; D3 = 0, J, р.? = 80 м/мин.
На четвертом участке
9s — 9з + 4? = 7,83+2,61 = 10,44 м/мии; £>, = 0,16; о4 = 70м/мнн.
На пятом участке
?б = ‘7е-г Д?= 1О,44-(-2,61 = 13,05 м/мин;
О6 —0,25; v6 = 54 м/мин.
На шестом участке
Qi = Qt + Др = (3,05-1- 2,61 = 15,66 м/мин;
На седьмом участке
9т = 9в-гД<?= 15,66+2,61 = 18,37 м/мнн > ртах = 16,5 м/мин.
Таким образом, дальнейшее движение потокв людей а проходе будет
проходить е интенсивностью 4,- |5,М м/мик при плотности Di~De-0,38, со
скоростью VI-41 5 м/мнн.
Время движения потока людей от наиболее удаленного места до выхода
v0 и, Vj vt v4 ve fj
Учитывая, что общая длина эвакуационного путв fri-22 • 0,9“|9,8 м. а для
на пяти первых расчетных участков 4,6 м
244
0.62 мин.
Необходимое время эаахулини зрительных аалов кинотеатров объемом до
лерел много магазина, расположенного иа втором этаже Зал состоит из
двух одинаковых секций, в KOjopi.ix торговое оборудование рпсиоложепо
рядами (рве. XVII.2) Объем каждой секции 3300 мэ, площадь секции 732 м:.
площадь, занимаемая оборудованием. 200 м*. UJrpitiia маршей лестничных кле-
ток и дверей входа в лестничную клетку па отметке 3,60 и выхода нз вее и»
отметке 06Q ранив 2.-1 ч. 1даинс И степени огнестойкости
Так как универмаг имеет симметричную планировку. достаточно выг -л-
ннть расчет времени xtiai<yaiin>c для одной секции, например секции 11.
жу с-'стонт из восьми участков, а пределах которых ширина пути и интенсив-
ность движения может быть принята нспамеиной. Людские потоки иа прохо
дол сливаются с потоком, двигающимся по сборному проходу, и направляются
через лестничную клетку наружу. Ширина каждого из шести прохолоп 2 м.
имею* длину но 3 хе ширин, 4 м, участок 7 1 мест длину 2 шири.л 4 и
Для Расчета необходимо знать возможное число людей н секции Согласно
СНиП 11-77-80. и. 3.16 ив одного человека приходится 1,3ft м:. следовательно,
расчетное число людей составляет
/V Лгекц 1.35 — 782/1 ,-V> 579 чел.
дияя плотность людского потока
£><.₽ Л/ (Л-е.сп — Л-г) =579-0,125 (782 —200)--0,12
Oi —75 м/мнк; /,<—<12/76*0.56 ы.ш
9 2/4-4 5 м/мин. сц=(0О м/мин;
Нрипвмае-ся одинаковой
Л)	б)
245
• "5 м/мнк; t 3'5 = 0.04 мни
Учасгоя 4 {с.-пяцне потоков!
Яа (я3 63-|-r/i Л;)/За — (9 4 ( 9 2)Z4 - 13,5 м/мин; о1 = 48 м/м«ш;
lt 3/48 —0,06 мин.
<?•,-(?< &t4t 6,)/6в - (13,5-4 + 9 2)/4= 18 м/мин > <7,11ах =
—-16,5 м/ыин.
<?4 б< + 3<71 б.
= 0,53 + 3,53 = 4,06 чип.
Расчетное
люд с 0 нз тала
лыполпястск следовательно, проект нуждается
в переработке.
Пример варианта, переработанного с целью обеспечения беаопасиой эва-
куации людей, показан на рис. XVU-3, б. В этом варианте на каждой секции
предусмотрено два эвакуационных выхода шириной по 2.4 м на наружный
балкой. Ширина балкона принята 4 ы для размещения всех эвакуирующихся.
При этом на каждого человека приходится около 0,4 м*. что а доз раза пре*
вышаст установленную корму площади для разгрузочных площадок. С бол-
копа на уровень земля псдут эвакуационные лестницы шириной по 24 м
с обеих сторон здания
Определим расчетное рремн эвакуации через эвакуационный выход Л.
Границы золы размещения эвакуирующихся через Этот выход показаны штрих*
пунктирными линиями, ширина зоны составляет 8,5 м
Участок I такой же. как в предыдущем варианте планировки, следова-
тельно. 0|=9 м/мнн: /,=0.56 мин.
Участок 2 характеризуется слиянием трех людских потоков из проходов
в сборном проходе при лпкженпк к выходу Интенсчеггость движения на Этом
участке
/>. = £ Чу 6l/6! = 3-9.2/8,5 = 6,3 М/мин;
<7дц-дз 6г/бди = 6,3-8,5/2,4 = 22,3 м/мин > <?mnx = 19,6 м/мин.
Перед дверями скапливаются люди, движение задерживается Время
лерхк''	/I	I \	579	(	1
Д/-Л8В Л-------7------ ---7~------^ °-125 о ц о 4 -
” I п-.. л__ л. й. J >	\ а.Ь-дл
246
ГЛАВА XVIII. ОГНЕСТОЙКОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
1. Общие принципы расчета конструкций зданий
н сооружений на огнестойкость
Ущерб, наносимый пожарами, в значительной степени опреде-
пытании конструкции до возникновения одного из предельных со-
стояний конструкции по огнестойкости.
Предельные состояния строительных конструкций по огнестой-
кости характеризуемся:
висимостн от типа конструкции);
пли пламя).
Пределы огнестойкости строительных конструкции определяют
по стандарту СЭВ, где указывается, что помимо щневого испыта-
ния в ряде случаев пределы огнестойкости конструкций могут быть
определены н расчетным путем
Основные принципы расчета конструкций зданий и сооружений
на огнестойкость изложены в работах Яковлева Л И. [55, 56).
Согласно этим принципам, расчет огнестойкости конструкций
производится по потере несущей способности я по прогреву нсобо-
греваемых поверхностей конструкций до недопустимой температу-
ры. Момент времени воздействия пожара, по истечении которого
температура на необогреваемой поверхности конструкции достигает
недопустимого уровня илн несущая способность снизится до вели-
чины действующих па конструкцию рабочих нагрузок или прогиб
конструкции достигнет недопустимого уровня, характеризует рас-
четную огнестойкость конструкции.
Расчет огнестойкости конструкций ио прогреву их нсобогрепае-
мых поверхностей до недопустимой температсры заключается в
решении чисто теплофпзичсской задачи — определении изменения
температуры нсобогреваемой поверхности конструкции Г(х = б, т)
во времени воздействия пожара т. Предел огнестойкости конструк-
ции в этом случае определяется из условия:
{XVIII. I)
При расчете конструкции на огнестойкость решают две зада-
чи: теплофчзнческую и прочностную.
Решение теплофизической задачи состоит в определении изме-
нения температуры сечений, объемов, элементов конструкции, опре-
деляющих се несущую способность в условиях воздействия по-
жара.
Результаты решении теплофизической задачи служат исходны-
ми данными для последующего решения прочностной задачи огне-
стойкости: определения изменения несущей способности конструк-
ции Ф в различные моменты времени т воздействия пожара.
Для случая воздействия иа конструкцию «стандартного» темпе-
ратурного режима, характеризуемого непрерывным нарастанием
температуры, предел огнестойкости конструкция по потере несущей
способности определяется как время воздействия пожара, по исте-
чении которого будет достигнута температура, приводящая к сни-
жению несущей способности конструкции до величины действующих
на нее рабочих нагрузок АГи(Ми). Предел огнестойкости конструк-
ции в этом случае определяют из услопия,
если Ф [Г (т)] — N,| (Мц), то т = /7ф.
продольная
или ин п Па пиний
(XVIII-2)
Если в качестве параметра огнестойкости используют прогиб
конструкции, то предел огнестойкости определяют из услопия,
если f (т)^*11, то т = /7ф.
{XVIII.3)
2. Решение теплофизических задач огнестойкости
Расчет температур в сечениях конструкций. Температуру Гу ер-
матурпого стержня (рис. XVIII.1, о), расположенного у обогревае
» В В : В 5 В В - В S я ? я я я I я я й я я я я я я я я s- s
!!Н!Ш1!!И!!!!!!!НШВ!
= яЕ5яВя5я”ВяВШя?ЗзяяВя5ВяяВ
i ШШШшвШШИШШИ
- 38»23ss55£ssssss’5s’555s=S55
S Ш!Ш!!!Ш!!!!!ш1Ш1ш
« ! J 51! Я Я 5 Я 5 3 S S S 5 S 3 Я S S S 5 ’• ’ 5 3 Ш
3»k. 600
249
мой поверхности плоской конструкции (у плиты, стены), определя-
ют по формуле:
Ту= 1250—(1250—TR) erf х= 1250-(1250—Т„) сг[ X
2/7
(XVIII,«>
Расчет температуры T„.v арматурного стержня (рис, XVIII.1, о)
в балках, ребрах н колоннах, обогреваемых с трех сторон, произ-
водят по формуле:
Тх.у = Тв-[Тв-Ту) (7-в-Тя)/(Ги-Г„), (XVIII.5)
-температура, вычисляемая по формуле
Тх= 1250—(1250 —7*„) [erf * +	+
, 6-1_£,я_(х + >1 d)//onp
-г erf----------------—--------------
(XVIII.6)
Расчет температуры Tx,v а точках сечения балок и колонн, обо-
греваемых с трех сторон (рнс. XVIII.1,г), производят по тем же
формулам. При этом в выражениях XVIII.4 в XVI1I.6 принимают
<1=0, ахну расстояния от соответствующих обогреваемых граней
по осям «ОХ» и «ОУ» до расчетной точки.
250
XVIII-?. КОЭФФИЦИЕНТЫ k И kt
Плотность
сухого бетона
Расчет температуры арматурных стержней у в колоннах.
рамстры х и у — соответствующие расстояния от ближайших обо-
греяаемых граней сечення до расчетной точки.
Определение толщин слоев бетона, нагретых до заданных кри-
тических температур. Толщина слоев бт ж И бт у соответственно по
осим «ОХ» и «ОК» прямоугольных сечений (см. рис. XVIII.1, г),
обогреваемых со всех четырех сторон, вычисляют по формулам:
бт^ = (0.56Л + k Ко,,,, )
5Т,- 6),5би-|	£„>-	(XVIII.7)
Значения и £у находят по кривым рнс. XV1H.2 в зависимо-
сти от значений критерия Фурье Го . Го и параметров 0». Эу.
определяемых из выражений:
*	; г Оу =	• (Will.о)
(o,56x4-fe /ввр )2	(o.5&j,4- k
_ |250—Тп	(rs—T'o.hpI (гв—Л.)
c	1250—T Ц	(TB—Тц.^)(1250—Гн)	&
]250-Tr (Tb—T6 kp) (Tn—Tu)
1250—Th + (TB-Tn.x) (1250-7,,) • <XV11L9)
251
XVI11.S. КРИТИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА БЕТОНА Тв. «р
В СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
Бетой	Наименьший размер ссчснпя, мм	Темпераг 4 и менее	Гб, ир А'Р.*'™’ <.s	«С. При 5 и более
На гранитном iiicOhc н песчаный	120 и менее |(.Г> 200 и более	650 575 500	650 575 575	650 575 650
На известинковом цебие	>20 и менее >60 200 в более	750 675 600	750 675 675	7 00 075 7 50
Примечание Величина критической температуры Тс.ис ограничи-
вает размеры пЬиведеиного поперечного сечения, эквивалентного по несущей
способности расчетному сечению сжатого элсмепга при огиеоом воздействии.
XVIII.4. ТЕМПЕРАТУРА В ЦЕНТРЕ НЕОГРАНИЧЕННОЙ ПЛАСТМАССЫ
0.25F,	°ц	0. 25А,	%	0.25F,	%
0 001	1,0000	0, 044	0, 8162	0,088	0.5340
0,002	1.оооо	0.04 5	0.8088	0,089	0,5288
0.003	1, 0000	0,046	0,80)5	0.090	0,5236
0, 004	1.0000	0,0)7	0.744 1	0.091	0,5185
0. 006	1.0000	0. 048	0.7868	0,092	0.'134
0, 007	1,0000	0. 049	0.7796	0. U03	0,5084
0.008	0,9906	0.050	0,7723	0. 094	0.5034
0. 009	0,9994	0,051	0.765 1	0.096	0,-1936
0,0)0	0.9992	0. 053	0.7608	0.097	0.4887
0.011	0,9985	0, 054	0.7437	0.098	0.1839
0 012	0.99Т5	0.055	0.7367	0.099	0.4792
0.013	0.9961	0.056	0,7297	0, > 00	0, 1745
0, 014	0,9944	0.057	0.7227	0. >04	0,4561
0.0)6	0,9896	0, 059	0,7090	0, 1 06	0, 14 *2
0.017	0,9866	0,060	0.7022	0, 108	0,4385
0.018	0,9832	0.06)	0. 6955	0.110	0.4'99
0, 019	0,9< 94	0.062	0,6888	0.112	0,4215
0, 020	0,9752	0,063	0,682)	0. 114	0.4133
0,021	0.9706	0, 064	0,6756	0. 1 |6	0,4052
0,022	0.9605	0.066	0,6026	0, 118	0.3973
0,023	0,9605	0,067	0.6561	0,120	0.3895
0.024	0,9550	0.068	0.6498	0. >22	0,3819
0,025	0,9493	0.069	0.6435	0. >24	0,3745
0.026	0,9433	0. 070	0.6372	0. 126	0,3671
0,027	0,9372	0.071	0,6310	0. 128	0,3600
0,028	0.9308	0 072	0,6249	0, 130	0 3529
0. 029	0,9242	0.073	0,6)88	0. 132	0.34 60
0.030	0,9)75	0.074	0,6)28	0. 134	0,3393
0,031	0,9107	0. 075	0,6088	0. 136	0.3328
0,032	0.9038	0.076	0.6009	0, >38	0.3261
0.033	0,8967	0,077	0.5950	0, 140	0.3198
0,034	0,8896	0,078	0.5892	0. 142	0,3135
0.035	0,8824	0,079	0,5835	0. 144	0,3074
0,036	0.8752	0,081	0,572)	0. 148	0.2955
0,038	0,8605	0.085	0.5500	0, 156	0.273J
0,042	0,8310	0,087	0,5393		
262
Толщину слоя 6Т на уровне необогреваемоб грани прямо-
угольного сечения (см рис. XVIII.1, в) обогреваемого с трех сто-
рон, определяют но формуле:
6Tj = (б, 5bx + k V ,inp ) £ х— йOqp » (XVIII.11)
Толщину слоя 6т, v конструкций, обогреваемых с одной или
трех сторон, определяют по формуле:
Ст =(2xV~z —k)VОаР ,
v
(XVIII.13)
erf * = (1250-ГЛкр)/(1250-Тн).
(XVIII.14)
для конструкций прямоугольного сечения, обогреваемых с
трех сторон (см. рис. XVIII.1, в) по формуле
erf х=-
1250—7* в
1250— Тк
(Тв-7-6Кр) (Ти —Гц)
(Г о—Гц,*) (1250—Гц)
(XVIII.15)
Расчет предела огнестойкости плоских конструкций по призыв*
ку прогрева необогреваемоб поверхности.
(б-|- k У"аир )
----------------------'«
. (XVIII.16)
1250—Л
где в —толщина конструкции, и: ц, и А, — коэффициенты, принимаемые по
Bi =
(XVIII. 17)
Расчет предела огнестойкости плит, панелей и настилов с растя-
нутой арматурой одного класса.
(XVIII. 18)
\ V апР / |
где х — аргумент, принимаемый по табл. XV1U I. при этом erf* вычисляют по
формуле
erf х = (1250—Гв кр)/(1250—Тн), (XVIII.I»)
где Та,вр — критическая температура нагрева растянутой арматуры табл.
I + Bi
253
XV1I1.5. КОРНИ |u ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ cig |Х»-~В1цп
И ПОСТОЯННЫЕ
_____________________________2_____________
/1Я “(2 + В.) COS нп •|-(В.-/Нп -Ип) sin Дл
В1	Ml	Hi	A	Л,
0,00	1,5705	4.7124	-).2735	0,4205
0, >0	1 ,6320	4.7335	— 1,1865	0,4220
0.20	1,6887	4,7544	— 1.1037	0,4)79
0,30	1,7414	4,7751	— 1 ,0329	0.4151
0,35	1,7660	4,7854	— >. 0044	0,4128
0,40	1 ,7906	4,7956	— 0,9758	0.4105
0.45	1,8136	4,8057	— 0.9502	0,4085
0,50	1.6366	4.8158	— 0,9240	0,4065
0.55	).8582	4.8258	— 0.9029	0,4 044
0.60	1,8798	4,8358	— 0,8812	0,4030
0.65	1.9001	4. 8457	— 0,8609	0.4005
0,70	1,9203	4.8556	— 0, 8406	0.3980
0,75	1,9385	4,8654	— 0,8222	0.3958
0.80	1.9586	4.8751	— 0.8038	0,3936
0,85	1,9767	4.8847	— 0,7874	0.3914
0,90	1,9947	4.8943	-0,7710	0,3892
0.95	2.0118	4,9038	— 0,7563	0,3877
1,00	2.0288	4,9)32	-0,74)5	0,3861
1.05	2,0434	4.9223	— 0.7299	0,3840
1 1 п	2,0580	4.93)3	— 0,7)83	0,3818
	2.087 t	4.94 94	— 0.6950	0,3776
1.30	2.1163	4.9675	— 0.67)8	0,3733
1,50	2,1746	5.0037	— 0,6253	0,3648
> ,60	2,1975	5,0204	— 0.6089	0,3608
1.80	2.2432	5,0637	— 0.5762	0.3527
2.00	2,2889	5,0870	— 0,5435	0.3446
2.50	2,3723	5,1600	— 0,4889	0.3266
3.00	2,4557	5.2329	— 0.434 2	0,3085
3,50	2.5131	5,2935	-0.3965	0,2922
4.00	2.5704	5.3540	— 0,3.187	0,2759
4.50	2.6121	5,4042	— 0.3326	0.2625
5.00	2,6537	5.4544	—0.30G5	0,2491
5.50	2,6851	5,496!	— 0.2879	0.2370
6,00	2,7165	5.5378	- 0,269'2	0.2200
7,00	2,7654	5.607В	— 0.2380	0,2049
Предел огнестойкости многопустотных, пустотелых или ребра-
ми вверх однопролетных свободно опертых плит, панелей настилов
принимают как для сплошных конструкций с коэффициентом 0,9.
Расчет температур в сечениях металлических защищенных 
незащищенных конструкций. Температуру незащищенных металли-
ческих конструкций в процессе нагрева принимают одинаковой по
всему поперечному сечению, вследствие большой величины тепло-
проводности металла.
Для остальных незащищенных конструкций время их прогрева
в условиях пожара до критических температур можно определить
с помощью графика (рис. XV1H.3), предварительно вычислив значе-
ния приведенной толщины стенки металлического стержня бвр по
формуле
6np = MlOW7).	(XVJIJ.20)
гае F— площадь поперечного сечення стержня, си’; /7 — обогреваемая часть
периметра сечення, см.
254
Горячекатаная круглая класса А 1, марки
Периодического профиля. класса
марки СтБ
Горячекатаная инаколегнроаачная круглая
марки СтЮХНДП
Горячекатаная иизколсгнроааиная пери*
одического профиля класса А-Ill марки
Ст25Г2С
То же. класса А-Ill. ыаркя Ст35ГС
Горячекатаная периодического профиля
То же. класса А-Шв марки Ст25Г2С
То же, клосса A-Illi Ст35ГС
Горячекатаная, и наколет нроаан пая. пери-
одического профиля класса A IV марки
СтвОС
Арматурная проволока класса В-1 дна
метром 3—5 мм
Высокопрочная арматурная проволока
класса В-Il диаметром 3—В мм
240
300
300
390
400
400
450
530
550
600
550
ISD0
5)0
520
510
500
550
550
500
520
520
510
430
410
0.69
0,53
0,Go
0,76
0.66
0,625
0,79
0.64
0,625
0.7
0,73
0,64
0.34
О, 31
0.37
0,36
0.34
0.25
0,46
0.47
0. 24
0,33
0,35
0,35
0. 07
0.14
0.15
0,16
0.13
0,07
0. IS
0. 17
0,07
0,13
О, 15
o,l
о
О, 05
0,05
0,06
0,04
О, 01
0. 05
0.04
0,01
0,03
0,05
0.02
0,01
в W № ПК № Qt
flputyeum таянию кетам 5пр,к
Рис XVIII.3. Зависимость значений
стевии конструкции
На рис. XVIII4 приведены графини для определения пределов
огнестойкости облицованных стержней прямоугольного, круглого
(сплошных, пустотелых), а также двутаврового сечения Для их
использования необходимо предварительно определить приведен-
ную толщину стальной пластины бх(¥), эквивалентной по своим теп-
ловым свойствам соответствующему сложному сечению металли-
ческой конструкции.
Для прямоугольного сечения приведенную толщину пластины
определяют по формуле:
6Х {у} ~~ (^вр.-с b-\- 5ир.ро)/(а+ Ь).
(XVIII 21)
Для круглого сечения
63
(XVIII.24)
256
Для двутаврового сечення приведенная толщина полкн равна:
<£,j = 1/2,	(XVIH 25)
Приведенная толщина стенки
= О
ср
(XVHI.26)
используются данные о характеристиках переноса тепла материалов
строительны* конструкций: коэффициентах теплопроводности X, теп-
лоемкости с, температуропроводности а.
Для инженерных расчетов огнестойкости обычно используют
значения приведенного среднего коэффициента температуропровод-
ности а,,,,, м’/ч. который определяют по формуле
257
Коэффициент теплоотдачи необогреваеиой гтоверх-ности конст-
рукции а', Вт/(мг ’С) вычисляют по формуле.
а' =(аоН-а,)/2,
(XVIII.291
а0-= 1.51 4-5,775'.
прогрева нсобогрев«емо₽
(XVIII.301
ат = 8.14 н от л,	(XVIII 31;
0.01(413 + 7-„)«-0,01 (273 1-ГнГ
л	140
Коэффициент теплоотдачи между греющей средой и поверх-
ностью конструкции определяют по уравнению
а = 11,63 ехр (0,00237'с)•
XVIII.7. ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
И УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ ст СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА
Матерна.1!	г/' 1	ХГ = >.(1 1 АТ	cr = cB4- GT
Тяжелый бетон на гранитном	2330	1,2 -0.00035Т	0,71 +0.00084T
То же на известняковом щеб-	2250	1.14—0.00055Т	0,71+0 0008IT
Песчаный бетон	1900	I.0S—0.00058Т	0,77 4-0,00063T
Порнзовлппый бетон	1690	0.47	0,774-0,00063T
I о же	14 30	0.51	0 88-t-O 00067T
Аглогюрнтобетоц	1670	0,70	0 88 + 0 00067T
Керам.। итобеток	1600	0,42+0,<ЮОЮТ	0.84 + 0,0094 ST
То же	1360	0,38+0,0000 ST	0.84+0.00048T
	1030	0.254-0.00007Т	0.84 + 0.00040T
Перлнтобетон	1090	0.29+0.000I6T	0,64 + 0,00059T
Г аэобсто|1	1 too	0.31	0.92 + 0.00063T
То же	760	0.19+0.СО008Т	0.92 + 0.00063T
	480	0,0934-0,000197	0,92 + 0,00063T
XVIII.8. СТЕПЕНЬ ЧЕРНОТЫ ПОЛНОГО НОРМАЛЬНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ
Материал	Т." С	S
Сталь с шероховатой плоской поверх-	50	0,95.. 0,9В
Сталь окисленная	200 .600	0,8
Кирпич красный	20	0.88.,, 0,93
Штукатурка	20 „90	0,91
К iipmi'iiiа я кладка оштукатуренная	20	0,94
Асбестовый картон	20	0,96
258
Коэффициент теплоотдачи между охлаждающей средой и не-
обогреваемой поверхностью конструкции определяют по следующим
формулам:
"Р«	« 60"С, а = 4,07|/'г>_0_7'я
при Тх=в —Т„ > 60°С, а- И,63 ехр (0,0023ТХ=8).
Пример 1. Определить предел огнестойкости сплошной железобетонной
плнты по прогреву образцов огню лоаерхностн на 140 °C.
Материал плиты: бетон на гранитном заполнителе, ри-2430 хг/м3, влажность
-1,2-0,00036Т Вт/(м • °C); Ст=0,71+0.00081Т Дж/(кг-°С).
Начальная температура плиты Тк— 20 °C. Температура обогреваемой при по-
жаре поверхности плиты изменяется по закону
Т0_г= 1250-(2250-Т„) erf (а/2‘И7).
в сухом состоянии по формуле
XVI11 28
Рп = Ю0ри/( 100+ ип) = 100-2430/(100+3,5) = 2350 кг/м3.
Определяем расчетные средние значения тсплофпзнчесних характери-
X. = 1.2 —0,00035.350= 1,08 Вт/(м-°С);
ст,ср = 0,71 +0,00084.3,50 = 1,004 Дж/(кг.°С);
Ппр = 3,6.1,08/[(1,004+0,05-3,5) 2350] = 0,0014 м3/4.
Определяем значения коэффициентов теплообмена у поверхностей плиты
а0 = 1,51 + 577$' = 1,51-5,77-0,625 = 5,11 Вт/(м2.°С);
ат, л = 11,44$' = 11,44-0,625 = 7,15 Вт/(м2-°С);
ат=8,14 + ат> л = 8,14+7,15= 15,29 Вт/(м2-°С);
а'= (5,11 + 15,29)/2= 10,2 Вт/(м2-°С).
Определяем значения критерия Bi по формуле XVIII.17
’(fi+ft Иавр /Хт ср=10,2 <0.08 +
+ 0,62 У0,0014)/! ,08 = 0,98.
Определяем предел огнестойкости плиты по признаку прогрева ее исобог-
реааемой поверхности на 140 °C по формуле XVIII.16
1g
140
(0,08+0,62 ~Ио,ОО14)2	—0,7474
0,0014-2,0222	18	140	1
1230 “ 1—0,98
259
Пример 2. Определить иремя нагрева до критических температур арма-
туры растянутой тоны олиоиролетцого свободно опертого перекрытия в уело
еиях иозлействия пожара
Материал плиты бетон из известняковом заполнителе. рв = 225О кг/м’.
Влажность ив = 1,4 %. Толщина защитного слоя бетона до низа рабочей арма-
туры в-0.015 м
Теплофизическнс характеристики бетона-
1-1—0,00055 Т, Су 0 71+0 00081 Т.
Начальная температура плиты 7и = 20 ”С. Режим теплового воздействия
При пожаре стандартный.
Арматура в растянут ой зоне стс-ржаи диаметром И мм из силе марки
СтЗ. класса At. Критическая температура прогрева арматуры Тир=600’С
(табл XVIII 7).
Решение. Определяем плотность сухого бетона
ро = 100pu/(l0Q-Н'н) = Ю0-2250/(Ю0-| 1,5) —2220 кг,’м’.
Определяем расчетные средние значения тчилофнзнческих характерп.
Ч. ср- 1,14-0.00055-450 = 0,89 Вт/(м-°С);
Ст.ср = ®-7' +0.00084-450 = 1,09 Дж/(кг-°С)
аир = 3.6ХТ. ср Д(ет ср 4-0,05ил) ра] = 3,6х
х0,89/((1.09 I 0,05-1,5) 2220] =0,00124 мг/ч.
500 х 1250 —(1250—20) erf X
"о,62 -г (0,015 + 0,5-0,014)/К0.00124
у	2 К t
откуда erf (0.619//т=0,61 по донным табл. XVttt.I:
Пример 3. Определить необходимую толщину защитного слоя бетона
у рабочей арматуры пустотного настила, чтобы его можно было применить
В зданиях Г степени огкестийкостя (/7о-1 ч.).
Исходные данные аналогичны приведенным в примере 2
Решение. При заданном пределе огнестойкости конструкции (Z7»—l ч.)
определяем толщину защитного слоя 6
Искомую толщину защитного слоя определяем из формулы (XVIII.I), под-
ставляя /7ф=т я решая уравнение относительно б
Из примера 2 ямссм-
0,62-|-(6 1-0.50,14)/Ко.0012
0,634,
2 У 1/09
где коэффициент 0.9 учитывает пустотцость конструкции. 6=0.02! и.
3. Решение прочностных задач огнестойкости
Механические свойства материалов строительных конструкций
в условиях воздействия <стандартного> пожара. Большинство стро«
260
У (Г) = /? (7 )/Z?,
(XV111 33)
наступления предельной
температуре T. ft — со
Металлнческие конструкции. Центрально нагруженные стерж-
ни. Критическую температуру нагрева центрально сжатых стерж-
ней определяют как наименьшую величину из двух найденных сто
графику рис. XVI115 значении коэффициентов потери несущей спо-
собности нагретого стержня, коэффициента потерн прочности ут;
коэффициента потерн устойчивости уе
Коэффициенты ут и уе вычисляют по формулам:
УТ —.V„	(XVI11.34)
уЕ (^£„/min),	(XV1I1.35)
Изгибаемые н внецеитренпо нагруженные элементы, Критиче-
скую температуру изгибаемых элементов определяют по графику
рис. XVJ115 в зависимости от значений коэффициента ут вычис-
ленного по формуле:
yr-	(XVH1.36)
Критическую температуру онецеитренно сжатых стержней оп-
ределяют как наименьшую величину из двух найденных по
рнс. XVIII5 значений ут н уе. Коэффициент ут для виеиентренно
сжатых н растянутых стержней вычисляют по формуле:
(XV111.37)
Коэффициент ув находят по формуле (XVIII.35).
облнцоп JltiiOfl

Деревянные конструкции в условиях пожара. Механизм утра-
ты несущей способности деревянных конструкций а условиях пожа-
ра состоит в том, что в процессе огневого воздействия на поверх-
ности дерева возникает обуглившийся слой, уменьшающий рабочее
сечение конструкции. Уменьшение рабочего сечения приводит к уве-
личению напряжений в материале от рабочих нагрузок. Потеря не-
сущей способности деревянной конструкции произойдет в тот
момент времени, когда напряжения в материале деревянной конст-
рукции достигнут предела прочности древесины.
Площадь сечения деревянной конструкции, при которой проис-
ходит потеря несущей способности, называют критической, соответ-
ствующие размеры сечения также будут являться критическими для
данной конструкции.
Для расчета времени потери несушей способности необходимо
знать скорость обугливания древесины. Сущность расчета заключа-
ется в определении времени тПве, по истечении которого прн данной
скорости обугливания древесины площадь сечения элемента умень-
шится до критического значения.
262
прогрева
Телпература нагреб Т, •<
Признаком потери несущей способности деревянной конструкции в
условиях пожара является достижение в сечении конструкции на-
пряжений, равных нормативным сопротивлениям древесины
Скорость обугливания древесины для элементов сечением
120X120 мм и более о=0.7 мм/мин; сечением менее 120X120 мм
о=] мм/мин.
Сопротивления и модуль упругости древесины принимают по
СНиП 11-25-80 без учета коэффициентов условий работы конст-
рукций различных групп. Расчет следует проводить с учетом воз-
действия нормативных пагрузок.
Расчет центрально растянутых и центрально сжатых элемен-
тов. Расчет времени до потерн несущей способности (ПНС) данных
типов конструкций в условиях пожара производят на основании
следующих условий предельного состояния.
Для центрально растянутых элементов при
о	> Я... т = т„с. (XVIII 38)
Для центрально сжатых элементов:
из условия прочности при
о (т) = ~~ > /?ц. т = тпцс; (XVIII.39)
г нр
из условия потерн устойчивости при
а (т) =—> Rn. T = tnBc. (XVUI.40)
фгхр
Расчет производят методом последовательного приближения.
Задаются временем воздействия .пожара ва деревянную конструк-
цию т. Для этого т определяют изменение площади поперечного
сечения элемента с учетом скорости обугливания древесины. Вы-
числяют с учетом изменившейся площади рабочего сечения элемен-
263
та новое значение напряжения в нем от рабочей нормативной на-
грузки. Проверяют условие предельного состояния элемента по
формулам (XVIII.38) ... (XVIII.40). Если условие предельного со-
стояния не выполняется, то задаются новым, большим временем
горения элемента и вновь повторяют расчет.
Расчет изгибаемых элементов. При горении изгибаемых дере-
вянных конструкций размеры сечения будут уменьшаться, а следо-
вательно, будет уменьшаться и их момент сопротивления. При не-
изменной нормативной нагрузке Л4Н с уменьшением сечения напря-
жения в изгибаемом элементе будут расти и при достижении вели-
чины нормативных сопротивлений древесины произойдет потеря не-
сущей способности конструкции.
Время потери несущей способности рассчитывают исходя из
условия
=	т = тпнс.	(XVIII.41)
™ кр
где Мн — изгибающий момент от нормативной нагрузки; №кр — критический
момент сопротивления сечения изгибаемого элемента; Яи — нормативное со-
противление древесины изгибу.
Расчет висцситреино сжатых элементов. Условие
щей способности при
F (т) + £№(т) с’ пис’
где £ — коэффициент, учитывающий дополнительный момент
силы вследствие изгиба элемента, определяется по формуле:
5= 1- М<₽ЯСИ Гбр).
потери несу-
(XVIII.42)
от продольной
(XVIII. 43)
Пример 6. Определить время до потери несущей способности брусчатой
стойки в условиях пожара по прочности. Нормативная продольная сила Nh =
= 140000 Н; размеры сечения стойки до пожара &ХЛ=15Х18 см; /7=270 см2,
нормативное сопротивление древесины сжатию /?”=25 МПа; скорость обугли-
вания древесины о=0,7 мм/мии.
Решение. Задаемся различными моментами времени горения деревянной
стойки при пожаре: Т=15, 30, 45, 60 мни. Определяем для этих моментов вре-
мени новые, с учетом обугливания древесины, размеры и площадь сечения
стойки из выражений (XVIII.38).
Определяем напряжения от нормативной нагрузки в сечении деревянной
стойки в заданные моменты времени воздействия пожара. Результаты вычис-
лений заносим в табл. XVIII.9.
XVIII.9. ТАБЛИЧНАЯ ФОРМА ДЛЯ РАСЧЕТА К ПРИМЕРУ 6
Т, МИН	ЯТ = Я —2от, см	Ь^ = Ь — 2пт. см	F (т) = &т/йТ| см*	O(T)=NH/FT, МПа
0	18	15	279	51,8
15	15,9	12,9	205	6,84
30	13,8	10,8	149	9,43
45	11.7	8,7	113	12,4
60	9,6	6,6	63,5	22
80	6.8	3,8	25,9	54,2
264
Строим график изменения напряжения а(т) сжатия в материа-
ле зданной деревянной стойки по мере уменьшения ее рабочего се-
чения при пожаре (рис. XVIII.6). Откладываем по оси ординат зна-
чение нормативного сопротивления древесины. Пересечение гори-
зонтали с кривой а(т) дает на оси абсцисс искомое значение вре-
мени утраты стойкой своей несущей способности при пожаре
(Тпнс=65 мин).
Пример 7. Определить время до потери несущей способности деревянной
балки при пожаре. Пролет балки /=5 м; нормативная линейная нагрузка
4Н = 2000 Н/м; скорость обугливания древесины t' = 0,7 мм/мин; поперечное сече-
ние балки 5xh=15X22 см, нормативное сопротивление древесины изгибу /?н =
«30 МПа.	н
Решение. Определяем значение максимального изгибающего момента
в пролете балки от нормативной нагрузки Л4н = ^н/2/8=2000Х 52/8 = 6250 Н • м.
Задаемся различными моментами времени горения балки при воздействии
пожара т=0, 15, 30 ... и определяем для этих моментов времени значения мо-
мента сопротивления сечения балки по формуле: W'(t) = 6т т /&•
Вычисляем значения напряжений изгиба в сечеини балки для выбранных
моментов времени воздействия пожара ан(т) = Л4н/[Щ,(т)1.
Результаты вычислений заносим в табл. XVIII.10.
XV11I.10. ТАБЛИЧНАЯ ФОРМА ДЛЯ РАСЧЕТА К ПРИМЕРУ 7
т, мин	= 5 —2пт, см	= h — 2ит, см	U7 (т), см3	= Л1Н/И7 (т), МПа
0	15	22	1210	5, 17
15	12,9	19,9	990	6,313
30	10,8	17,8	570	9,65
45	8,7	15,7	357	17,5
60	6,6	13,6	204	30,6
Строим график изменения значений напряжения изгиба Оп(т) в мате-
риале деревянной балки по мере уменьшения ее рабочего сечения при пожаре
(см. рис. XVII 1.6). Откладываем на осн ординат значение нормативного со-
противления древесины. Пересечение горизонтали 7? с кривой ои(т) дает на оси
абсцисс искомое значение времени утраты несущей способности балки при
пожаре (тпнс = 59 мин).
Железобетонные конструкции. Огнестойкость железобетонных
конструкций утрачивается, как правило, в результате потери несу-
щей способности за счет снижения прочности и температурной
ползучести арматуры и бетона при комплексном воздействии тем-
пературного, силового, влажностного факторов пожара, а также
из-за прогрева необогреваемых поверхностей конструкции при по-
жаре до недопустимого уровня.
В общем случае расчет железобетонных конструкций на огне-
стойкость состоит из двух частей: теплофизической и прочностной.
Теплофизическая задача огнестойкости и некоторые возможно-
сти ее решения рассмотрены в § 2 гл. XVIII.
В прочностной задаче огнестойкости применительно к железо-
бетонным конструкциям вычисляют несущую способностью конст-
рукции в различные моменты времени воздействия пожара с учетом
снижения сопротивления армирующих материалов и бетона воздей-
ствию пожара.
2RS
Рис. XVI11.6. Нарастание напряже-
ний в в деревянных конструкциях
при воздействии пожара за счет
уменьшения ее рабочего сечеиия
прн обугливании древесины
/ — для стоек; 2 — для балок
Предел огнестойкости железобетонной конструкции определяет-
ся как время воздействия пожара, по истечении которого несущая
способность конструкции снизится до величины рабочих нагрузок.
Статически определимые изгибаемые элементы. Снижение несу-
щей способности этого типа конструкций (однопролетные свободно
лежащие плиты, панели н настилы перекрытий, балки, прогоны) при
пожаре происходит в основном за счет снижения сопротивления
воздействию пожара растянутой арматуры.
Опыты показали, что рассматриваемые элементы в условиях
пожара разрушаются в результате образования пластического шар-
нира в середине пролета за счет снижения прочности арматуры до
величины рабочих напряжений или развития ее деформаций до
предельного уровня. Для условий воздействия «стандартного» по-
жара наступление предельного состояния рабочей арматуры растя-
нутой зоны конструкции можно характеризовать величиной крити-
ческой температуры прогрева.
Величину критической температуры арматуры или бетона опре-
деляют в зависимости от типа материала и напряжений от рабочей
нагрузки по табл. XVIII.7. Относительный уровень напряжений от
рабочей нагрузки характеризуется коэффициентами уа и уо-
Для инженерных расчетов сжатую арматуру в конструкции
можно ие учитывать, тогда коэффициент уа вычисляют по формуле:
Ми_________t
R" (Ло-О,5хт)
(XVIII.44)
где Мп — изгибающий момент в середине пролета от действия нормативной
рабочей нагрузки, Н см; хт —• высота сжатой эоны бетона, см,
хт=Л0-/ йц—2Л4н/(6/?"р) ;	(XVIII.45)
Га — сечение растянутой арматуры, см2; /?" — нормативное сопротивление рас-
тянутой арматуры, МПа; йо — полезная высота сечення, см. йо—й—й — вы-
266
XVIII.11. КОЭФФИЦИЕНТ ПРОДОЛЬНОГО ИЗГИБА
ДЛЯ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Го/*	Ф для элементов из тяжелого/лег- кого бетона		Ф для элементов из тяжелого/лег- кого бетона
8	1/1	26	0,68/0,51
10	0,98/0.96	28	0,64/0,46
12	0,96/0.9	30	0,59/0,41
14	0,93/0,84	32	0,54/0,36
16	0.89/0,78	34	0,49/0,32
18	0,85/0,73	36	0,44/0,28
20	0,81/0,67	38	0.4/0,24
22	0,77/0,61	40	0,35/0,21
24	0,73/0.55		
сота сечения, см; бо — расстояние от нижней грани до центра тяжести арма-
туры, см; b — ширина сжатой зоны сечения, см; 7?”^—нормативное сопротив-
ление бетона, МПа.
Центрально сжатые элементы. Несущую способность Ф цент-
рально сжатых железобетонных элементов в условиях четырехсто-
роннего высокотемпературного воздействия пожара определяют по
формуле:
ф [Т (т)] = Ф Р«р 2 Тб (Ti) + Та (Л ЛсЬ (XVIII.46)
где ф — коэффициент продольного изгиба (табл. XVIII.11); Fat — площадь эле*
ментарпого i-ro слоя бетона; уб(Г0—коэффициент изменения сопротивления
К-го слоя бетона воздействию пожара; Fac — площадь сжатой рабочей армату-
ры колонны; уа(Г) — коэффициент изменения сопротивления сжатой рабочей
арматуры воздействию пожара; —нормативная призменная прочность бе-
тона; Я” — нормативное сопротивление арматуры сжатию.
Наступление предела огнестойкости железобетонных сжатых
элементов определяется из условия
при
Ф [Г (r)] = /V„, т = /7ф.	(XVIII.47)
Для инженерных расчетов можно использовать более простую
форму выражения для определения несущей способности сжатых
элементов при пожаре, используя представление о приведенной пло-
щади сечения сжатого элемента, ограниченного изотермой критиче-
ской температуры бетона. Тогда формула (XVIII.45) будет иметь
вид:
ф Г (т)] = ф [Я"р гбт+ R“ Ya (Г) Гас]. (XVIII.48)
где Fqt~ площадь приведенного сечения сжатого элемента, ограниченного
изотермой критической температуры.
==
йт = 0,95 (&—26т>х);
/гт = 0,95 (Л-2бт у),	(XVIII.49)
где бт.х и бту — параметры, вычисляемые соответственно по формуле
(XVIII.7).
267
Для центрально сжатых стержневых элементов квадратного се-
чения, армированных сталью одного класса, расчетный предел огне-
стойкости можно определять с помощью кинетических зависимо-
стей вида
Пф = [} ехр (—a/VH).	(XVIII.50)
Для колоин сечением 30X30 см эта зависимость может быть
представлена в виде:
[N„ 1
— (0,0105—-0,0005р.)(XVIII.51)
где Л — коэффициент, зависящий от типа заполнителя (для бетона на гранит-
ном заполнителе А—I, на известняковом заполнителе А=1,-15); 7?^ — марка бе-
тона М200 . . . М400 (20 . .. 40 МПа); ц. — процент армирования; Мн — норма-
тивная нагрузка, ф — коэффициент продольного изгиба.
Для колонн сечением 40X40 см и 20X^0 см аналогичные за-
висимости имеют вид:
77ф = 4,5 А ехр [ — (0,00151 —0,00005р.) 7Ун/ф]; (XVIII.52)
77Ф = 2Л ехр [—(0,00151 —0,00005р.) А^/ф]. (XVIII.53)
Пример 8. Определить предел огнестойкости однопролстпого свободно
опертого настила перекрытия. Рабочая арматура растянутой зоны — 4 стержня
(7=14 мм из стали класса A-1V, 7? “=600 МПа. Полезная нормативная на-
грузка р = 5000 Па. Собственный вес настила g = 2600 Па. Бетон марки 300, за-
полнитель—известняковый щебень. Рабочий пролет настила / = 6.2 м; ширина
Ь=1,2 м; высота сечення Л = 22 см, остальные данные приведены в приме-
рах 2, 3.
Решение. Определяем величину момента Мн в середине пролета насти-
ла от действия нормативной нагрузки и собственного веса:
Мн= 1,2 (2600+5000) 6,22/8 = 43 900 Н-м.
Определяем значение коэффициента уа, предвгоительно вычислив зна-
й0 = й —(fi-|-(d/2)) = 22 —(1,5+ (1,4/2))= 19,8 см,
тогда
лт= 19,8 — К19,82 — [2-43900/(120.17)]= 1,15 см;
43 900
Ya =--------------------------= 0,65.
6- 16-600.(19,8—0,5-1,15)
По таблице XV1I1.7 находим значение критической температуры арматуры:
прн Va = 0,65, Га,кр=500 °C.
Зная значения Та.кр и решая далее теплофизнческую задачу, находим
искомое значение предела огнестойкости настила перекрытия 77ф=1 ч.
Пример 9. Определить предел огнестойкости железобетонной центрально
сжатой колонны. Сечение колонны 40X40 см; высота 1—3 м; опирание колонны
шарнирное; бетон на известняковом щебне, 7?” =30 МПа; армирование стерж-
нями из стали одного класса, процент армирования ц,=2,5; нормативная на-
грузка Afn = 2000 кН.
Решение. Находим значение коэффициента продольного изгиба ф при
Zo=7»3 м /о/Ьт=3/О,4=7,5 и ф=1.
Определяем значение параметра
Л’пкН.
Определяем искомое значение предела огнестойкости колонны по формуле
(XVIII.55):
Пф= 1,45-4,5 ехр [—(0,00151—0,00005 X 2,5) 200] = 4,15 ч.
Повышение пределов огнестойкости
строительных конструкций
При проектировании строительных конструкций и проведении
оценки нх огнестойкости может возникнуть необходимость в повы-
шении значения их предела огнестойкости, если фактическая огне-
стойкость конструкции оказывается ниже требуемой главой
СНнП П-2-80.
Повышение огнестойкости строительных конструкций можно
осуществить несколькими путями, основными нз которых являются:
повышение сопротивления материалов строительных конструк-
ций воздействию пожара (применение в конструкциях материалов
с меньшей скоростью снижения эксплуатационных качеств при воз-
действии пожара);
замедление прогрева в условиях пожара материалов конструк-
ции, которые Определяют ее -несущую способность (устройство за-
щитных облицовок, подвесных потолков, увеличение толщины за-
щитного слоя бетона и т. п.);
обоснованное снижение уровня расчетной рабочей нагрузки на
конструкцию при оценке ее огнестойкости за счет учета наиболее
вероятного сочетания различных нагрузок при воздействии пожара;
использование при оценке огнестойкости конструкции более
«мягкого» режима воздействия пожара по сравнению с режимом
«стандартного» пожара за счет учета реального развития возмож-
ного пожара в зависимости от геометрии, числа проемов помещения,
конкретного количества горючих материалов н других факторов.
Пример 10. Повысить предел огнестойкости незащищенной стальной ко-
лонны, имеющей предел огнестойкости Пф=0,24 ч до величины /7ф=1 ч.
Исходные данные см. пример 4.
Решение. Осуществляем повышение предела огнестойкости заданной
конструкции путем облицовки ее защитным материалом.
Так как приведенная толщина стенки сечения заданной колонны уже оп-
ределена в примере 4 (дпр=Ю, 6мм), то для определения необходимой толщи-
ны защитной облицовки используем рис. XVIII.4. С этой целью на графике
рис. XVIII.4 проводим горизонталь из точки иа осн ординат при Пф— 1 ч. Пе-
ресечение этой горизонтали с кривыми I—V и даст искомую величину толщи-
ны облицовок из различных материалов, см:
из	бетона иа известняковом	щебне..........................3
из цементно-песчаной штукатурки ...	.	.	.	.2,7
из	силикатного кирпича.......................................6,6
нз	минераловатных плит.......................................2,7
из асбестового картона.............................  .	.	.1,5
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобиль-
ных дорог. Часть 1. — М.: Транспорт, 1979. — 367 с.
2.	Беляев Н. М. Сопротивление материалов. — 15-е нзд. пере-
работ. — М.: Наука, 1976. — 607 с.
3.	Бойцов А. Н., Миронова В. Г., Степанова И. В. Саннтарио-
бытовое обслуживание работающих на строительных площадках. —
М.: Стройиздат, 1981.— 189 с.
4.	Бушев В. П., Пчелинцев В. А., Федоренко В. С., Яков-
лев А. И. Огнестойкость зданий. — М.: Стройиздат, 1970. — 262 с.
5.	Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под ред.
И. Г. Староверова. — М.: Стройиздат, 1978. — 512 с.
6.	Виноградов Д. В. Охрана труда в промышленности строи-
тельных материалов. МИСИ. — М., 1981. — 99 с.
7.	Виноградов Д. В. Инженерные решения по защите от вибра-
ций в строительстве. МИСИ. — М., 1981. — 52 с.
8.	ВПТИмонтажспецстрой. Рекомендации по организации быто-
вых городков для размещения подразделений монтажных и специа-
лизированных строительных организаций на строительных площад-
ках. ЦБНТИ Миимоитажспецстроя СССР. — М., 1979. —100 с.
9.	ВСН 61-75 ММСС СССР Инструкция по технике безопасно-
сти при монтаже стальных и сборных железобетонных конструкций.
ЦБНТИ Миимоитажспецстроя СССР. — М., 1975.
10.	Долин П. А. Основы техники безопасности в электроуста-
новках.— М.: Энергия, 1979. — 408 с.
11.	Долин П. А. Справочник по технике безопасности. — М.:
Энергия, 1982. — 799 с.
12.	Дадиоиов М. С. Прожекторное освещение. — Л.: Энергия,
1978, — 186 с.
13.	Инструкция по проектированию наружного освещения го-
родов, поселков городского типа и сельских населенных пунктов:
ВСН 22-75. — М.: Стройиздат, '1976. — 48 с.
14.	Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивле-
ниям.— М.: Госэнергонздат, 1975. — 559 с.
15.	Инструкция по разработке проектов организации строитель-
ства и проектов производства работ: СН 47-74, Госстрой СССР.—
М., Стройиздат, '1980. — 24 с.
270
16.	Инструкция по проектированию и устройству молннезащи-
ты зданий и сооружений: СН 305-77, Госстрой СССР.—М., Стройнз-
дат, 1978. — 47 с.
17.	Израильсон 3. Н., Тарасенко Н. Ю. Руководство к практи-
ческим занятиям по гигиене труда. 4-е изд.—М., Медицина, 1973.—
480 с.
18.	Инструкция по проектированию электрического освещения
строительных площадок. — М., Стройиздат, 0980.—37 с.
19.	Колесниченко В. Г. Расчет металлических конструкций и
приспособлений при производстве монтажных работ. — Киев: Буд1-
вельник, 1978. — 161 с.
20.	Калинин В. И., Кооп Л. М., Монжес Б. Я., Соколова А. Д.
Монтаж металлических н железобетонных конструкций. — М.,
Стройиздат, 198'2. — 360 с.
21.	Коптев Д. В. Инженерные решения по обеспыливанию воз-
душной среды на предприятиях. — М., МИСИ им. В. В. Куйбыше-
ва, 1982. — 75 с.
22.	Коптев Д. В., Листровой А. П. Защита атмосферного воз-
духа больших городов от выбросов предприятий. — М., ГОСИНТИ,
1979.— 119 с.
23.	Кнорринг Г. М. Осветительные установки. — Л., Энергоиз-
дат, 1981. — 284 с.
24.	Купчин А. П. Средства индивидуальной защиты работаю-
щих на производстве. — М., Стройиздат, 1977. — 2Г4 с.
25:	Лесенко Г. В., Борисполец Ю. В., Гапоненко А. Д. Про-
филактика травматизма в строительстве. — Киев, Буд1вельник,
1976. — 208 с.
26.	Методические указания. Надежность в технике. Оценка па-
раметров безопасности колесных н гусеничных машин по опроки-
дыванию. Характеристики динамической и статической устойчиво-
сти. РД 50-233-81. — М., Стандарт, >1981.— 63 с.
27.	Матвеев В. В. Примеры расчета такелажной оснастки. —
Л., Стройиздат, 1979. — 239 с.
28.	Мулин В. И. Механика грунтов для инженеров-строите-
лей— М., Стройиздат, 1978.—1'18 с.
29.	Маслов Н. Н. Основы инженерной геологии и механики
грунтов. Учебник для вузов. — М., Высшая школа, 19812.—511 с.
30.	Монтаж стальных и железобетонных конструкций'. Под ред.
И. П. Олисова. — М., Стройиздат, 1980. — 863 с.
31.	Навроцкий В. И. Гигиена труда. — М., Медицина, 1973.'—
440 с.
32.	Орлов Г. Г. Охрана труда в строительстве. Учебник для ву-
зов.— М., Высшая школа, 1984. — 343 с.
271
33.	Олейник П. П., Степанов И. В. Применение инвентарных
зданий в строительстве. — М., Стройиздат, 1977.— 159 с.
3^	Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъ-
емных кранов. — М., Металлургия, 1979.— 176 с.
35.	Пончек М. И., Вержбицкий В. Л. Обеспыливание и сушка
спецодежды. — М., Химия, 1981.— 156 с.
36.	Пейсахов И. Л., Лютин Ф. Б. Атлас диаграмм и номограмм
по газопылевой технике. — М., Металлургия, 1974. — 416 с.
37.	Перегуд Е. А. Санитарно-химический контроль воздушной
среды. Справочник. — М., 1978. — 316 с.
38.	Пособие по акустической вибронзоляции центробежных ма-
шин. — М., Стройиздат, 1973. — 33 с.
39.	Рекомендации по организации производственно-бытовых го-
родков на строительных объектах. — М., Стройиздат, 1983. — 91 с.
40.	Руководство по проектированию вибронзоляции машин и
оборудования. — М., Стройиздат, 1972. — 459 с.
41.	Рекомендации по уменьшению вредных вибраций рабочих
мест на предприятиях железобетонных изделий. — М., Стройиздат,
1972.— 97 с.
.	42. Руководство по расчету и проектированию звукоизоляции
ограждающих конструкций зданий. — 1М., Стройиздат, 4983. — 65 с.
43.	Розловский А. И. Основы техники взрывобезопасностн при
работе с горючими газами и парами. — М., Химия, 1980. — 376 с.
44.	Справочная книга для проектирования электрического осве-
щения. (Под ред. Г. М. Кнорринга. — Л., Энергия, 1975. — 383 с.
45.	Справочная книга по светотехнике. Под ред. Ю. Б. Айзен-
берга.— М., Энергоиздат, 1983. — 471 с.
46.	Справочник проектировщика. Динамический расчет сооруже-
ний иа специальные воздействия. — М., Стройиздат, 1981. — 215 с.
47.	Техника безопасности в сельском строительстве. Справоч-
ник. Бойко В. Н., Бутенко Л. Л., Кипнис Е. И. и др. — Киев, Буд1-
вельник, 1984. — 272 с.
48.	Успенский Ю. И., Сугробов Н. Т. Техника безопасности на-
чинается с проекта. — М., Стройиздат, 1982. — 47 с.
49.	Указания по проектированию вентиляции и обеспыливанию
процессов обработки графита на металлорежущих станках. — М.,
ВЦНИИОТ ВЦСПС, 1971, — 120 с.
50.	Ужов В. Н. Борьба с пылью в промышленности. М., Вальд-
берг А. Н. Очистка газов мокрыми фильтрами. — М., Химия, 1972. —
247 с.
51.	Указания по определению категории производств по взрыв-
ной, взрывопожарной и пожарной опасности. СН 436-74. Госстрой
СССР. — М., Стройиздат, 1975. — 8 с.
272
52.	Филиппов Б. И. Охрана труда при эксплуатации строитель-
ных машин. Учебник для вузов. — М., Высшая школа, 1977. — 320 с.
53.	Федосьев В. И. Сопротивление материалов. — М., Наука,
1970, —544 с.
54.	Черкасов В. Н. Молниезащита сооружений в сельской ме-
стности. — М., Россельхозиздат, 1980. — 62 с.
55.	Яковлев А. И. и др. Инструкция по расчету фактических
пределов огнестойкости железобетонных строительных конструкций
на основе ЭВМ. — М„ ОНТИ ВНИИПО МВД СССР, 1975. — 220 с.
56.	Яковлев А. И., Ройтман В. М. Огнестойкость строительных
конструкций. — М., МИСИ нм. В. В. Куйбышева, 1979.— 144 с.
Перечень строительных норм и правил
СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве. — М.:
Стройиздат, 1980. — 255 с.
СНнП П-6-74. Нагрузки и воздействия.—М.: Стройиздат,
1976. —29 с.
СНнП П-25-80. Деревянные конструкции. — М.: Стройиздат,
1982.—31 с.
СНиП П-23-81. Стальные конструкции. — М.: Стройиздат,
1982. — 86 с.
СНиП 11-33-75. Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха.—М.: Стройиздат, 1982. — 96 с.
СНнП 11-92-76. Вспомогательные здания и помещения промыш-
ленных предприятий. — М.: Стройиздат, 1977. — 28 с.
СНиП П-2-80. Противопожарные нормы проектирования зданий
и сооружений. — М.: Стройиздат, 1981.— 13 с.
СНиП 11-90-81. Производственные здания промышленных пред-
приятий.— М.: Стройиздат, 19812. — '14 с.
СНиП П-21-75. Бетонные и железобетонные конструкции. — М.:
Стройиздат, 1976.—89 с.
СНиП 11-12-77. Защита от шума. — М.: Стройиздат, 1978.—
96 с.
Санитарные нормы проектирования промышленных предприя-
тий. СН 245-71, Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1971. — 96 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Бытовые помещения 107
Вентиляция аварийная 203
— естественная 127
— местная 130
Взрыв 205
Взрывоопасность горючих ве-
ществ 202
— производств 202
— смесей 204
Виброгашение 186
Вибронзоляции 178
Воздухообмен 127
Вредные вещества 123
Грузоподъемность 19
Грунт:
виды 53
плотность 55
связность 55
Давление ветра 72
— при взрыве 210
Децнбелл 189
Динамическая нагрузка 72
Дороги внутриплощадочные 6
Заземлители 87
Зануление нейтрали 82
—	повторное 83
Защита зданий от взрыва 207
—	от вибраций 178
—	окружающей среды 154
—	от шума 189
Защитное заземление 87
Звукоизоляция 192
Звукопоглощение 195
Инвентарные здания 109
Индуктивное сопротивление 84
Интенсивность движения людей
239
Источники света 161
Категория производства по
взрывопожароопасиостн 202
Концентрационные пределы пы-
ли 136
Короткое замыкание 83 _
Крепление грунта 58
Легкосбрасываемые конструк-
ции 207
----остекленные 231
----поворотные 217
----смещаемые 217
Метеорологические условия 120
Молниезащита: 89
зоны защиты 92
категория 90
 Устройство 92
Молниеотвод двойной 93
—	многократный 96
—	одиночный 93
Молниепрнемник 99
Монтажные нагрузки 72
Монтаж ферм 75
Необходимое время эвакуации
242
Нулевой проводник 83
Номинальный ток плавкой
вставки 83
Обеспыливание одежды 116
Огнестойкость 247
Ограждение территории 5
Опасная зона 7
Освещение:
нормирование 158
прожекторное 168
электрическое 157
Очистка воздуха от пыли 135
Параметры крана 20
Плотность потока людей 238
Площадь легкосбрасываемых
конструкций 215
Помещения временные ПО
— производственно-бытовые 109
Предел огнестойкости 247
Производственный бытовой го-
родок 115
Пропускная способность пути
240
Пылеуловители 142
Пыли 135
Расчет огнестойкости конструк-
ций 263
— прожекторного освещения
170
275
Санитарно-бытовые помещения
107
Санитарная классификация
производств 162
Светильники 161
Складирование 10
Сопротивление активное 84
— индуктивное 84
— проводника 83
Строительные машины:
параметры 20
устойчивость 12
Такелажная оснастка:
канаты 29
оси 49
пальцы 49
скобы 47
стропы 29
траверсы 35
Теплофнзнческие свойства ма-
териалов 248
Ток короткого замыкания 83
Траншеи 53
Устойчивость конструкций 75
— кранов башенных 15
----козловых 17
----самоходных 12
----стреловых 17
Устройство дорог 6
Фильтры 142
Фронт пламени 208
Шахты вытяжные 34
Шум 189
Циклоны 144
Эвакуация людей 237
Эвакуационные пути 237
Электробезопасность 82
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ....................... ..............................
Глава I. Организация безопасных условий работы на строительной
площадке .........................................................
1.	Общие положения................................................
2.	Ограждение территории строительства............................
3.	Устройство дорог ..............................................
4.	Определение опасных аон л ...	.	........
5.	Складирование материалов и конструкций.........................
Глава II. Выбор рабочих параметров монтажных кранов ....
1.	Устойчивость самоходных кранов.................................
2.	Устойчивость башенных кранов...................................
3.	Устойчивость жестких стреловых кранов..........................
4.	Устойчивость козловых кранов...................................
5.	Определение необходимой высоты подъема крюка крана
6.	Определение требуемой грузоподъемности крана...................
7.	Выбор параметров крана.........................................
Глава III. Безопасность такелажных работ..........................
1.	Определение расчетных параметров стропов и чалочных канатов
2.	Определение расчетных параметров траверс ......................
3.	Определение расчетных параметров такелажных скоб, пальцев, осей
шарниров и проушии................................................
Глава IV. Безопасность труда при разработке котлованов и траншей
I.	Общие требования...............................................
2.	Устройство котлованов и траншей без креплений..................
3.	Установка автомобильных, пневмоколесных н гусеничных кранов
вблизи бровки котлованов н траншей ...............................
4.	Устройство котлованов и траншей с креплением...................
б. Расчет креплений ..............................................
Глава V. Обеспечение прочности и устойчивости конструкций в про-
цессе монтажа................................... ....
I.	Основные положеиня расчета строительных конструкций иа мон-
тажные условия ...................................................
2.	Монтажные нагрузки и воздействия ..............................
3.	Выбор расчетной схемы..........................................
4.	Проверка металлических форм покрытий иа монтажные условия
Глава VI. Электробезопасность в условиях строительной площадки
1. Зануление......................................................
2. Защитное заземление ...........................................
Глава VII. Молииезащита зданий и сооружений.......................
I.	Параметры грозовой деятельности и воздействие молнии иа объек-
ты ..............................•................................
2.	Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты
3.	Устройство молниезащиты и зоны защиты молниеотводов
4.	Определение расстояний от молниеотвода до сооружения. Устройст-
во молниеотвода ..................................................
5.	Расчет заземляющего устройства.................................
Глава VIII. Санитарно-бытовое обеспечение строительной площадки
I.	Расчет потребности в производственно-бытовых помещениях .
2.	Размещение производствеино-бытовых помещений на строительной
площадке ......................................................
3.	Обеспыливание и сушка спецодежды...............................
Глава IX. Обеспечение требуемых параметров воздуха рабочей зоны
1.	Метеорологические условия производственной среды...............
2.	Вредные вещества н воздухе рабочей эоны........................
3.	Средства нормализации воздуха рабочей зоны.....................
Глава X. Вентиляция......................................
1.	Определение воздухообмена .....................................
2.	Определение количества производственных вредностей, поступающих
в помещение.......................................................
3.	Расчет местной вытяжной вентиляции.............................
Глава XI. Очистка воздуха от пыли.................................
I.	Характеристика пыли, образующейся на стройках н предприятиях
стройиндустрии	.............................................
3
4
4
5
6
7
10
12
12
15
17
17
19
19
20
29
29
35
47
53
53
53
57
58
61
71
71
72
73
75
82
82
87
89
89
90
92
96
103
107
107
115
1 16
1 20
I 20
123
126
127
127
130
130
135
135
277
2.	Характеристика пылеулавливающего оборудования.............138
3.	Способы очистки воздуха от пыли...........................142
Глава XII. Защита окружающей среды от вредных выбросов в ат*
мосферу ........................................................
1. Методика расчета загрязнения атмосферы....................154
2. Примеры расчета..............................................
Глава XIII. Производственное	освещение.......................157
I.	Общие положения ..........................................157
2.	Основные типы источников света и осветительных приборов, ис-
пользуемых в строительстве.................................  161
3.	Методы светотехнического расчета электрического освещения .	. 162
4.	Расположение >и способы установки светильников . . . . . .166
5.	Прожекторное освещение строительных площадок..............168
Глава- XIV. Защита рабочих мест от шума н вибрации...........178
I.	Вибронзоляция ................
2.	Расчет пассивной виброи-золяции рабочих мест бетонщиков . . .180
3.	Расчет виброизоляции рабочего места оператора БСУ . . . .184
4.	Виброгасящне основания	......................186
5.	Звукоизоляция. Расчет звукоизоляции ограждающих конструкций 189
6.	Расчет звукопоглощающих	облицовок ......... 195
Глава XV. Определение категории взрывопожарной опасности про*
изводства	   202
I. Общие положения ........................................  202
2. Методика расчета объема	взрывоопасной смеси............203
Глава XVI. Защита зданий взрывоопасных производств от нагрузок,
возникающих при взрыве горючих смесей внутри помещений .	. ’ 207
I.	Определение нагрузок при взрывном горении газовоздушных смесей
и мгновенном вскрытии легкосбрасываемых конструкций.............207
2.	Определение требуемой площади легкосбрасываемых безынерцион-
ных конструкций.................................................212
3.	Определение величины н характера нагрузок при использовании
инерционных легкосбрасываемых конструкций.......................217
4.	Определение давления иа ограждающие конструкции при использо-
вании смещаемых и поворотных ЛСК................................223
5.	Определение нагрузок, разрушающих остекление................23 1
6.	Определение нагрузок, разрушающих узлы крепления легкосбрасы-
ваемых конструкций ............................................232
Глава XVII. Эвакуация людей из зданий и помещений..............237
1.	Определение	расчетного времени эвакуации....................237
2.	Определение	необходимого времени эвакуации...................240
3.	Примеры расчета эвакуации людей из помещений зданий различно-
го назначения ................................................  243
Глава XVIII. Огнестойкость строительных конструкций зданий . 247
I.	Общие принципы расчета конструкций зданий и сооружений иа ог-
нестойкость	 247
2.	Решение теплофизических задач огнестойкости..................248
3.	Решение прочностных задач огнестойкости.....................261
4.	Повышение пределов огнестойкости строительных конструкций . .2 69
Список литературы............................................  270
Предметный указатель .	.	.......................275
СТРОЙИЗДАТ выпускает книги, памятки и плакаты, в кото-
рых освещаются такие важные вопросы, как:
техника безопасности при эксплуатации машин, механизмов и
приспособлений;
техника безопасности при выполнении строительно-монтажных
н специальных работ;
техника безопасности при работе с взрывоопасными и ядовиты-
ми веществами;
пожарная безопасность;
анализ и предупреждение несчастных случаев;
бытовое обслуживание работающих иа строительных площад-
ках и иа предприятиях стройиндустрии;
оздоровление условий труда.
Издательство просит своевременно оформлять заказы, поль-
зуясь планом выпуска литературы, который имеется в книжных ма-
газинах. Индивидуальные покупатели могут приобрести книги во
всех магазинах, распространяющих техническую литературу.
Список магазинов — опорных пунктов Стройиздата
665700, Братск, ул. Кирова, 11, магазин «Техническая книга»
600000, Владимир, ул. Ill Интернационала, 44, магазин № 1 «Науч-
но-техническая литература»
340055, Донецк, ул. Артема, 125, магазин № 50
375003, Ереван, ул. Кирова, 8, магазин № 16
420000, Казань, ул. Куйбышева, 3/36, магазин № 13
170000, Калинин, пр. Чайковского, 16/1, магазин № 8 «Знание»
252005, Киев, ул. Красноармейская, 51, магазин № 16 «Строитель-
ная книга»
197027, Ленинград, Большеохтииский пр., 3 «Дом строительной
книги»
220115, Минск, ул. Кижеватова, 66, магазин № 51
117334, Москва, Ленинский пр,, 40, магазин № 115 «Дом научно-
технической книги»
314000, Полтава, ул. Гоголя, 19, магазин № 16
720000, Фрунзе, бульвар Дзержинского, 43, магазин № 11 «Научно-
техническая книга»
Геннадий Григорьевич Орлов,
Виктор Иванович Булытнн,
Дмитрий Васильевич Виноградов,
Петр Филиппович Иващенко,
Дмитрий Васильевич Коптев,
Владимир Алексеевич Пчелинцев,
Владимир Миронович Ройтмаи,
Владимир Николаевич Шапошников
ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Редакция литературы ио технологии строительных работ
Зав. редакцией Е Л. Ларина
Редактор Л. П. Рагозина
Технические редакторы Г. Н. Орлова, Н. Г. Алеева
Корректор К- П. Корепанова
ИБ № 3484
СтроЛнздот, J01442, Москва. Каляевская, 23а