Способ модернизации двухмаршевой лестницы здания

Способ модернизации двухмаршевой лестницы здания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам качественного усовершенствования двухмаршевой лестницы здания или сооружения (далее - здания).

Известен способ модернизации двухмаршевой лестницы здания с устройством промежутков (зазоров) между лестничными маршами и между поручнями их ограждений (перил) /Архитектурные конструкции. / Под ред. проф. А.В. Кузнецова. Академия архитектуры. Кабинет строительной техники. - М., 1940. - 743 с. («Лестницы»), с.504-556/ [1].

В известном способе величину промежутков (зазоров) между лестничными маршами в плане в свету принимают равной 100÷140 мм (рис.219 «Сборные двухмаршевые лестницы из крупных железобетонных элементов»; фиг.1 - схема лестницы); с.539.

Решетчатое ограждение марша составляют из вертикальных металлических стоек и прикрепляют к ним наклонный поручень; в известном способе поручень принимают как простую балку на двух опорах, которые устанавливают на поворотах ограждения лестничного марша (фиг.1 и 2: «Поворот перил двухмаршевой лестницы»); с.556 [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что при этом способе невозможна беспрепятственная прокладка рукавной линии в двухмаршевых лестницах при зазорах между маршами менее 100 мм; снижается удобство протаскивания рукавных линий между лестничными маршами; возможно загромождение рукавными линиями проходов и лестничных маршей здания; повышается трудоемкость подачи рукавной линии на верхние этажи здания; при длинных пролетах ограждений лестничных маршей возможна потеря деформационных свойств из-за больших прогибов поручня от расчетной нагрузки, вследствие этого возможно появление неустойчивого, легко переходящего в колебание ограждения (зыбкости); снижение несущей и ограждающей способности перил лестничных маршей; снижение необходимой площади лестничных клеток за счет увеличения величины промежутков (зазоров) между лестничными маршами; снижение безопасности людей при эвакуации по лестнице за счет проявления зыбкости ограждения лестничных маршей; увеличение времени эвакуации людей из здания в целом.

Известен способ модернизации двухмаршевой лестницы здания с устройством зазоров между лестничными маршами и между поручнями их ограждений /Шерешевский, И.А. Конструирование гражданских зданий. Учебное пособие. / И.А. Шерешевский. - М: «Архитектура-С», 2005, - 176 с.(с.54; 57; 58; 148)/ [2].

В известном способе величину зазоров между лестничными маршами принимают в плане в свету равной: 90÷140 мм, Лист 4.01 «Лестницы из маршей и площадок», план; с.54 [2].

Решетчатое ограждение марша составляют из верхней и нижней наклонной стальной обвязки в виде ленты из полосового железа b×n=30×4 мм и вертикальных стоек ⌀10 мм с шагом 150 мм; на верхнюю обвязку укрепляют фигурный поручень b×h=54×34 мм из древесины твердой породы (Лист 4.04 «Лестничные марши и площадки для этажей высотой 2,8 м ребристой конструкции; марши u-образные без фризовых ступеней»; разрез 1-1), с.57 [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что при этом способе невозможна беспрепятственная прокладка рукавной линии в двухмаршевых лестницах при зазорах между маршами менее 100 мм; снижается удобство протаскивания рукавных линий между лестничными маршами; возможно загромождение рукавными линиями проходов и лестничных маршей здания; повышается трудоемкость подачи рукавной линии на верхние этажи здания; при длинных пролетах ограждений лестничных маршей возможна потеря деформационных свойств из-за больших прогибов поручня от расчетной нагрузки, вследствие этого возможно появление неустойчивого, легко переходящего в колебание ограждения (зыбкости); снижение несущей и ограждающей способности перил лестничных маршей; снижение необходимой площади лестничных клеток за счет увеличения величины промежутков (зазоров) между лестничными маршами; снижение безопасности людей при эвакуации по лестнице за счет проявления зыбкости ограждения лестничных маршей; увеличение времени эвакуации людей из здания в целом.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по совокупности признаков является способ модернизации двухмаршевой лестницы здания с устройством зазоров между маршами лестниц шириной в плане в свету шириной 100÷160 мм /Малахова, А.Н. Проектирование железобетонных и металлических лестниц. / А.Н. Малахова, Д.В. Морозова, учебное пособие. - М.: АСВ, 2008. - 168 с. (с.8-13; 91-98; 105-107)/ [3] - принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа модернизации двухмаршевой лестницы здания, принятого за прототип, относится то, что невозможна беспрепятственная прокладка рукавной линии в зазорах шириной 100 мм и менее между лестничными маршами: при зазорах 50 мм и менее на концевых участках маршей напорные рукава диаметром 51 и 66 мм трудно протащить, а напорные рукава диаметром 77,89 и 150 мм в указанных местах застревают; следовательно, повышается трудоемкость подачи рукавной линии на верхние этажи здания; невозможна прокладка пожарных линий из рукавов больших диаметров; невозможно боевое развертывание пожарного подразделения в минимально короткий срок; при закреплении поручня ограждения марша только по их концам снижает эксплуатационные качества лестницы: ее прочности, устойчивости и пространственной жесткости, увеличивается зыбкость ограждения, снижается безопасность вынужденной эвакуации людей; снижается скорость движения людского потока и пропускная способность эвакуационного пути; увеличивается время эвакуации людей по лестницам здания.

Сущность изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик ограждений лестничных маршей, создании оптимальных условий для пожаротушения и повышения безопасности людей при вынужденной эвакуации.

Технический результат изобретения - повышение несущей способности и жесткости ограждений лестничных маршей, уменьшение металлоемкости при их изготовлении, обеспечение возможности беспрепятственной прокладки пожарной рукавной линии между маршами и надежное их закрепление, а также увеличение пропускной способности эвакуационного пути.

Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном способе модернизации двухмаршевой лестницы здания путем создания зазоров между лестничными маршами и между поручнями их ограждений, особенностью является то, что предварительно проводят технический осмотр двухмаршевой лестницы и поверочные расчеты на прочность и деформативность элементов ограждения лестничных маршей и площадок, затем измеряют величины зазоров в плане в свету между лестничными маршами и поручнями их ограждений в условных точках пересечения восходящих поручней ограждения и нисходящих лестничных маршей, затем, с учетом ширины зазоров между лестничными маршами и между поручнями их ограждений, изготовляют ограничительные элементы, закрепляя их наглухо с одного конца к полосовой стальной ленте поручня ограждения и/или к стойке решетки ограждения восходящего лестничного марша и с другого конца - к нижней грани нисходящего лестничного марша; на лицевую поверхность ступеней лестничного марша выкладывают стальные накладки на упругой подкладке, перекрывающие ширину зазора между лестничными маршами в плане в свету; ограничительными элементами, устанавливаемыми горизонтально к осям, проходящим через условные точки пересечения восходящих поручней и нисходящих лестничных маршей, создают место для беспрепятственной прокладки рукавной линии по высоте лестницы здания.

В случае отсутствия проектных материалов, а также при наличии дефектов и повреждений, снижающих несущую способность и деформативность ограждения лестничного марша, производят поверочные расчеты по прочности и зыбкости ограждения с учетом данных технического осмотра лестницы.

Ограждение лестничного марша, не отвечающего требованиям поверочного расчета, приводят в нормальное состояния путем усиления с учетом установки ограничительного элемента ограждения в условной точке пересечения восходящего поручня и нисходящего лестничного марша.

Расчет и конструирование ограничительного элемента ограждения, устанавливаемого в условной точке пересечения восходящего поручня и нисходящего лестничного марша, выполняют с учетом данных технического осмотра, которым устанавливают геометрические размеры элементов ограждения, класс или марку стали, расчетные сопротивления стали при растяжении, сжатии и изгибе, дефекты и повреждения элементов ограждения, расчетную нагрузку и схемы работы несущих элементов ограждения лестничных маршей.

Ограничительный элемент ограждения включают в совместную работу с усиливаемым поручнем ограждения лестничного марша.

При проектировании и изготовлении опорного и/или ограничительного элемента ограждения в виде гнутого арматурного стержня минимальный диаметр загиба в свету, мм, и максимальный угол загиба, град., принимают в зависимости от класса арматуры и диаметра арматурного стержня.

Сварные соединения элементов ограждения лестничного марша и ограничительного элемента ограждения, выполняемых из горячекатаной арматурной стали, производят точечной или стыковой контактной сваркой, а также дуговой и ручной сваркой.

Ограничительный элемент выполняют в виде стального отрезка арматуры класса A 240 (A-I) диаметром 10÷40 мм или арматуры класса A 400 (A-III) диаметром 10÷25 мм.

Ограничительный элемент выполняют в виде отрезка стальной трубы по ГОСТ 10704 диаметром 60÷76 мм или трубы по ГОСТ 8732 диаметром 45÷60 мм.

Ограничительный элемент устанавливают вертикально на расстоянии D=100-150 мм от условной точки пересечения восходящего поручня и нисходящего лестничного марша.

Прямые или отогнутые ветви ограничительного элемента заделывают в гнезда глубиною не менее 60 мм, специально высверливая в торцах или на нижней поверхности нисходящего железобетонного марша, выполненного в виде плоской плиты.

Размер диаметра ограничительного элемента определяют по расчету на сжатие на горизонтальную нагрузку на ограждение во время вынужденной эвакуации людей совместно с расчетом стержня на изгиб на вертикальную нагрузку от рукавной задержки и пожарных рукавов, наполненных водой, с учетом коэффициентов безопасности и динамичности нагрузки. За дополнительные опорные точки принимают условные точки пересечения на поперечном разрезе лестничной клетки наклонных линий, которые проходят соответственно по верху поручня ограждения восходящего марша и по низу нисходящего марша лестницы в пределах каждого этажа.

Ограничительный элемент в окрестности опорной промежуточной точки лестничного марша устанавливают на каждой лестничной площадке.

Пара установленных ограничительных элементов ограждения на поэтажные марши представляет собой ограничители горизонтального перемещения рукавной линии в лестничной клетке.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и техническим результатом изобретения заключена в следующем.

Использование предлагаемого способа модернизации двухмаршевой лестницы здания обеспечивает, во-первых, оптимальное проектирование (реконструкцию, усиление, ремонт) ограждений лестничных маршей с качественным улучшением эксплуатационных характеристик по несущей способности, жесткости и снижению зыбкости; во-вторых, выявление удобного места для беспрепятственной и быстрой прокладки и закрепления рукавной линии в двухмаршевых лестницах здания; в-третьих, повышение безопасности людей при их вынужденной эвакуации из здания.

Оптимальную модернизацию двухмаршевой лестницы с качественным улучшением эксплуатационных характеристик производят за счет:

а) увеличения полезной ширины лестничных маршей на 50-300 мм вследствие уменьшения величины зазора между маршами в плане в свету;

б) повышения долговечности конструктивных элементов лестницы в 4-8 раз (с 10-20 до 80 лет);

в) устранения дефектов конструктивных элементов лестницы в виде обломов кромок ступеней, истертости верхних лицевых поверхностей ступеней вдоль ходовых линий путем укладки стальных накладок;

г) снижения физического износа конструктивных элементов лестницы по причине укладки на поверхность ступеней марша стальных накладок;

д) увеличения силы трения, приложенной к точке контакта обуви человека со ступенью лестницы, в 1,5 раза (f₁/f₂=0,62/0,42≈1,5, здесь f₁ и f₂ - статические коэффициенты трения обуви по металлу и камню);

е) снижения деформативности ограждений лестничных маршей вследствие перевода простой балки пролетом l в двухпролетную неразрезную балку с пролетами l₁ и l₂ (при l₁=(1/3)·l; l₂=(2/3)/l происходит уменьшение прогиба ограждения от горизонтальной нагрузки в 5 раз);

ж) повышения несущей способности поручня ограждения лестничных маршей при переводе простой балки в неразрезную двухпролетную - по изгибаемому моменту в 3-4 раза, по величине опорной реакции на распорку - в 3 раза;

з) повышения несущей способности стойки ограждения в 1,5 раза по изгибаемому моменту вследствие замены схемы работы стойки с защемленным нижним и шарнирно закрепленным верхним концом на схему работы стойки с защемленными обоими концами;

и) замены варианта проектирования (изготовления) стояка-сухотруба при малых зазорах между лестничными маршами в плане в свету на вариант установки ограничителей горизонтального перемещения рукавной линии;

к) экономии металла на изготовление элементов ограждения лестничных маршей и ограничителей горизонтального перемещения рукавной линии.

Выявление удобного места в двухмаршевой лестнице для беспрепятственной прокладки рукавной линии позволяет:

а) прокладку и закрепление рукавной линии диаметром 51; 66; 77; 89; 150 мм в двухмаршевой лестнице при величине зазора до 50 мм;

б) определить кратчайший путь по лестнице к позиции ствольщика (длина рукавов, проложенных по верху лестничных маршей, в 2,5÷3 раза больше, чем в просветах между лестничными маршами);

в) надежное крепление рукавной линии рукавными задержками к устанавливаемой распорке или ограничительного элемента (за соединительные головки напорных рукавов через 10÷20 м);

г) снизить трудоемкость подачи рукавной линии на верхние этажи здания и выполнить развертывание пожарного подразделения в минимально короткий срок; произвести оперативное тушение пожара и проведение спасательных работ.

Повышение безопасности людей при их вынужденной эвакуации из здания вследствие:

а) беспрепятственной и своевременной эвакуации людей;

б) увеличения скорости движению людского потока и пропускной способности эвакуационного пути;

в) снижения времени эвакуации людей по лестницам здания;

г) снижение зыбкости поручня ограждения лестничных маршей за счет снижения прогибов поручня от горизонтальной нагрузки в 5 раз;

д) увеличения ширины лестничных маршей за счет уменьшения зазора между ними;

е) применения негорючих материалов на изготовление дополнительно устанавливаемых распорок на ограждениях лестничных маршей и ограничителей горизонтального перемещения рукавной линии.

На чертежах представлено.

На фиг.1, 2 и 3 изображена лестничная клетка здания с двухмаршевой лестницей из крупных железобетонных элементов: продольный разрез А-А (фиг.1), поперечные разрезы Б-Б (фиг.2) и В-В (фиг.3):

1 - восходящий лестничный марш; 2 - ограждение восходящего марша;

3 - нисходящий лестничный марш; 4 - ограждение нисходящего марша;

5 - поручень ограждения; 6 - стойка ограждения; 7 - промежуточная опорная точка;

8 - границы места прикладки рукавной линии;

9 - ограничительные элементы (ограничители горизонтального перемещения рукавной линии);

10 - зазор между маршами; 11 - стальные накладки на ступени марша.

На фиг.4 и 5 изображена распорка, установленная в дополнительной опорной точке, и схема ее крепления к поручню ограждения восходящего марша (фиг.4, вид снизу) и к низу нисходящего марша плитной железобетонной конструкции (фиг.5, узел A на фиг.4, вид сбоку) позиции 1-11, см. описание к фигуре 1 и 2;

12 - стержень распорки; 13 - прямая ветвь распорки;

14 - отогнутая ветвь распорки; 15 - сварка двухсторонним швом;

16 - стальная прокладка к ленте поручня (4×40×80 мм);

17 - строительный раствор.

На фиг.6÷11 изображены повороты ограждений двухмаршевых лестниц:

тип 1 - вид сбоку (фиг 6); вид спереди (фиг.7);

тип 2 - вид сбоку (фиг.8); вид спереди (фиг.9);

тип 3 - вид сбоку (фиг.10); вид спереди (фиг.11).

Сведения, подтверждающие возможность применения изобретения с получением указанного выше технического результата.

Пожарно-техническим обследованием административного 6-этажного здания (высота этажа H=4,0 м) установлено, что в 2-х из 4-х лестничных клетках двухмаршевые лестницы уложены с зазорами шириною от 20 до 100 мм между маршами в плане в свету. Лестничные площадки размещены в уровне этажей и между ними. Марши лестниц железобетонные. Высота ограждений 850-900 мм. Ограждения устроены из стальных звеньев, приваренных в горизонтальной плоскости маршей. Ограждения верхней площадки крепятся в специальных гнездах по краю железобетонной фризовой ступени или приварены к фризовой ступени. Звенья ограждений заполнены стальными решетками. Вертикальные (несущие) стойки ограждений 6 выполнены стальными прямоугольного - 25×32 мм или круглого сечения диаметром 25-32 мм. Поручни ограждений 5 выполнены из древесины твердых пород и соединены шурупами к полосовой стальной ленте 4×40 мм по верху стоек ограждения 6. Ограничители горизонтального перемещения рукавной линии установлены на границах места прокладки рукавной линии в вертикальном положении в виде отрезков круглой стали диаметром 12-40 мм или отрезков трубы диаметром 45-60 мм. Длина ограничительного элемента 200-400 мм, количество 24 шт. на одну лестницу.

В зонах дополнительных опорных точек пересечения элементов маршей горизонтально установлены стержни-распорки 12 (стальные стержни ⌀14-18 мм) длиной l_p=z+l₁+l₂=50+40+100=190 мм с прямой ветвью l₁=40 мм с одного конца (закрепление к стальной ленте 4×40 мм) поручня ограждений и отогнутой ветвью распорки 14 длиной l₂=100 мм с другого конца (закрепление к низу восходящего лестничного марша плитной конструкции).

Длина нахлестки (l, мм) одностороннего шва для стержня арматуры класса A 240 (A-I) принята равной l=6·d (при d=10÷40 мм); для стержней арматуры класса A 400 (А-III) принята равной l=8·d (при d=10÷25 мм); для двухстороннего шва длина нахлестки принята равной l=4·d; здесь d - диаметр стержня, мм.

Осмотром существующих лестничных маршей здания обнаружены тяжелые повреждения железобетонных ступеней в виде сколов. В проекте модернизации лестничных маршей использованы рифленые стальные накладки толщиной 2 мм. Ширина стальных накладок на ступени марша 11 принята равной полезной ширине лестничного марша. Для закрепления стальных накладок использованы анкерные болты диаметром 10 мм, длиной 80 мм, марки SL M-N фирмы «Fischer» с потайной головкой. Под стальные накладки уложены резиновые прослойки толщиной 3-4 мм. На каждую стальную накладку на ступени марша 11 установлено по 6 шт. анкерных болтов фирмы «Fischer».

Источники информации

1. Архитектурные конструкции. / Под ред. проф. А.В. Кузнецова. Академия архитектуры. Кабинет строительной техники. - М., 1940. - 743 с. («Лестницы», с.504; 536; 539; 556).

2. Шерешевский, И.А. Конструирование гражданских зданий. Учебное пособие. / И.А. Шерешевский. - М.: «Архитектура-С», 2005, - 176 с. (с.54; 57; 58; 148).

3. Малахова, А.Н. Проектирование железобетонных и металлических лестниц. / А.Н. Малахова, Д.В. Морозова, учебное пособие. - М.: АСВ, 2008. - 168 с. (с.8-13; 91-98; 105-107).

1. Способ модернизации двухмаршевой лестницы здания путем создания зазоров между лестничными маршами и между поручнями их ограждений, отличающийся тем, что предварительно проводят технический осмотр лестницы и поверочные расчеты на прочность и деформативность элементов ограждения лестничных маршей и площадок, затем измеряют величины зазоров в плане в свету между лестничными маршами и поручнями их ограждений в условных точках пересечения восходящих поручней ограждения и нисходящих лестничных маршей, затем, с учетом ширины зазоров между лестничными маршами и между поручнями их ограждений, изготовляют ограничительные элементы, закрепляя их наглухо с одного конца к полосовой стальной ленте поручня ограждения и/или к стойке решетки ограждения восходящего лестничного марша и с другого конца - к нижней грани нисходящего лестничного марша; на лицевую поверхность ступеней лестничного марша выкладывают стальные накладки на упругой подкладке, перекрывающие ширину зазора между лестничными маршами в плане в свету; ограничительными элементами, устанавливаемыми горизонтально к осям, проходящим через условные точки пересечения восходящих поручней и нисходящих лестничных маршей, создают условия для беспрепятственной прокладки рукавной линии по высоте лестницы здания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае отсутствия проектных материалов, а также при наличии дефектов и повреждений, снижающих несущую способность и деформативность ограждения лестничного марша, производят поверочные расчеты по прочности и зыбкости ограждения с учетом данных технического осмотра лестницы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ограждение лестничного марша, не отвечающего требованиям поверочного расчета, приводят в нормальное состояние путем усиления с учетом установки опорного элемента ограждения в условной точке пересечения восходящего поручня и нисходящего лестничного марша.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расчет и конструирование ограничительного элемента, устанавливаемого в условной точке пересечения восходящего поручня и нисходящего лестничного марша, выполняют с учетом данных технического осмотра, которым устанавливают геометрические размеры элементов ограждения, класс или марку стали, расчетные сопротивления стали при растяжении, сжатии и изгибе, дефекты и повреждения элементов ограждения, расчетную нагрузку и схемы работы несущих элементов ограждения лестничных маршей.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что ограничительный элемент включают в совместную работу с усиливаемым поручнем ограждения лестничного марша.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при проектировании и изготовлении ограничительного элемента в виде гнутого арматурного стержня минимальный диаметр загиба в свету, мм, и максимальный угол загиба, град., принимают в зависимости от класса арматуры и диаметра арматурного стержня.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что сварные соединения элементов ограждения лестничного марша и ограничительного элемента, выполняемых из горячекатаной арматурной стали, производят точечной или стыковой контактной сваркой, а также дуговой и ручной сваркой.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что ограничительный элемент выполняют в виде стального отрезка арматуры класса А 240 (A-I) диаметром 10÷40 мм или арматуры класса А 400 (А-III) диаметром 10·÷25 мм.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что ограничительный элемент выполняют в виде отрезка стальной трубы по ГОСТ 10704 диаметром 60÷76 мм или трубы по ГОСТ 8732 диаметром 45÷60 мм.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что ограничительный элемент устанавливают вертикально на расстоянии D=100-150 мм от условной точки пересечения восходящего поручня и нисходящего лестничного марша.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что прямые или отогнутые ветви ограничительного элемента заделывают в гнезда глубиною не менее 60 мм, специально высверливая в торцах или на нижней поверхности нисходящего железобетонного марша, выполненного в виде плоской плиты.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер диаметра ограничительного элемента определяют по расчету на сжатие на горизонтальную нагрузку на ограждение во время вынужденной эвакуации людей сочетанно с расчетом стержня на изгиб на вертикальную нагрузку от рукавной задержки и пожарных рукавов, наполненных водой, с учетом коэффициентов безопасности и динамичности нагрузки.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что за дополнительные опорные точки принимают условные точки пересечения на поперечном разрезе лестничной клетки наклонных линий, которые проходят соответственно по верху поручня ограждения восходящего марша и по низу нисходящего марша лестницы в пределах каждого этажа.

14.Способ по п.1, отличающийся тем, что ограничительный элемент в окрестности опорной точки лестничного марша устанавливают на каждой лестничной площадке.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что пара установленных ограничительных элементов на поэтажные марши представляет собой ограничители горизонтального перемещения рукавной линии в лестничной клетке.