Подвесок огнезащитного подвесного потолка балочного перекрытия здания Российский патент 2024 года по МПК E04B9/18 E04B1/94 

Изобретение относится к области пожарной защиты зданий и сооружений (далее по тексту - зданий). В частности, может быть использован при проектировании, изготовлении и эксплуатации огнезащитного подвесного потолка покрытия или перекрытия здания (далее по тексту - перекрытия) из гипсовых плит, гипсокартонных или гипсоволокнистых листов.

Актуальность огнезащиты частей здания в наибольшей мере проявляются для металлических конструкций, которые в начальной стадии пожара быстро прогреваются и, теряя несущую способность, обрушаются.

Известен подвесок огнестойкого подвесного потолка перекрытия, выполненный, из стержней стальной вязанной проволоки, который одним концом закрепляют за низ несущего перекрытия, другим концом - за стальные петли, крючки или проволочные кольца, зацепленные за покрытие огнезащиты. // Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов. - М.; Стройиздат, 1985. - 56 с. (см. п. 2 Покрытия и перекрытия с подвесными потолками, таб. 13, с. 32÷38) [1].

Однако использование известного подвеска потолка не рационально вследствие большого объема потолочных видов работ по креплению огнезащитного покрытия подвесного потолка, а проектирование значительной высоты потолочного пространства приводит к снижению полезного объема помещения здания, ручные работы по устройству проволочного подвеска имеют большую трудоемкость, увеличивая сроки возведения подвесного потолка перекрытия здания.

Известно конструктивное решение огнезащитного подвесного потолка, где подвесок выполнен из отрезка проволоки, закрепленной одним концом к низу перекрытия здания, другим концом - к пружинной подвеске, соединённой с С-образными швеллером, к которому прикреплен гипсокартонный лист винтами-саморезами. // Романенков И.Г., Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. - М.; Стройиздат, 1991, - 321с.; (4.3 Конструктивные приемы огнезащиты, рис. 26, с. 156 - 157), [2] - принято за прототип.

Однако использование известного подвеска огнезащитного подвесного потолка балочного перекрытия здания в виде отрезков проволочных тяжей не рационально вследствие большого объема потолочных видов работ по креплению огнезащитного покрытия подвесного потолка; использованные конструктивные схемы работы отдельных элементов подвесного потолка не обеспечивают пространственную неизменность каркаса подвесного потолка при монтаже крупноразмерной листовой облицовки; проектирование значительной высоты подвесков и соответственно потолочного пространства приводит к снижению полезного объема помещения здания; велики объемы и сроки производства потолочных работ по изготовлению и монтажу проволочных подвесков огнестойкого потолка.

Сущность технического решения заключается в рациональном проектировании, изготовлении и монтаже подвесков огнезащитного потолка перекрытия с использованием несущих двутавровых балок здания по дополнительному новому назначению, в использовании конструктивной схемы работы отдельных подвесков потолка перекрытия, обеспечивающих прочность, требуемую огнестойкость и пространственную неизменяемость подвесного потолка при монтаже и эксплуатации, в сокращение объема, трудоемкости и времени производства потолочных работ по изготовлению и монтажу подвесков огнезащитного потолка.

Технический результат предложенного решения состоит в усовершенствовании конструкции подвесков огнезащитного потолка, в сокращении объема, трудоемкости и сроков производства потолочных работ по изготовлению и монтажу по месту подвесков и огнезащитного перекрытия подвесного потолка; в снижении высоты подвесков и увеличении полезного строительного объема помещений здания; в повышении прочности и жесткости каркаса подвесного потолка, в увеличение его фактической огнестойкости.

Указанный технический результат при использовании предложенного конструктивного решения достигается тем, что в известном устройстве огнезащитного подвесного потолка, включающем подвесок, соединённый с перекрытием здания и со швеллером из тонкостенного стального профиля, удерживающим крупноразмерный лист покрытия подвесного потолка при помощи винтов-саморезов, особенность заключается тем, что он выполнен в виде двутавровой балки перекрытия здания, к нижней полке которой, при помощи сварного шва, присоединена верхняя полка швеллера, а крупноразмерный лист покрытия подвесного потолка, при помощи винтов-саморезов, присоединен к нижней полке швеллера, при этом полость швеллера заполнена негорючим теплоизоляционным материалом, высота сечения швеллера h_п , мм, принята не менее ширины нижней полки в_пл , мм, двутавровой балки перекрытия здания.

Швеллер выполнен из тонкостенного стального гнутого профиля толщиной 2,5-8 мм.

В качестве крупноразмерного листа покрытия подвесного потолка использована гипсовая плита, или огнеупорный гипсокартонный лист, или гипсоволокнистый лист толщиной не менее 18 мм.

Для соединения покрытия подвесного потолка со швеллером использованы винты-саморезы с потайными головками оборудованные стопорными шайбами, которые установлены на максимально возможном удалении от кромок стыкуемых крупноразмерных листов покрытия подвесного потолка.

Сварной шов, соединяющий швеллер с нижней полкой двутавровой балки перекрытия здания, выполнен нахлесточным, прерывистым, или пробочным, или точечным.

Смежные крупноразмерные листы покрытия подвесного потолка соединены между собой посредством низких, высоких или тавровых стальных профилей.

Для увеличения огнестойкости подвесного потолка по признаку потери целостности крупно размерных листов покрытия и повышения надежности крепления листов покрытия огнезащиты, использованы профили с отгибами вовнутрь на продольных кромках полок.

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

Оборудование нижней полки двутавровой балки перекрытия швеллером из тонкостенного стального гнутого профиля позволяет усовершенствовать устройство подвесков огнезащитного потолка, которое заключается в использовании несущих двутавровых балок здания по дополнительному назначению, принимающих функции подвесков огнезащитного потолка.

Сочленение нижней полки двутавровой балки перекрытия с верхней полкой швеллера из тонкостенного стального гнутого профиля, или швеллера толщиной 2,5 ÷ 8 мм осуществлено путем нахлесточного соединения прерывистыми швами, или пробочными швами, или точечными швами.

Сочленение крупноразмерных листов покрытия огнезащитного подвесного потолка с нижней полкой швеллера из тонкостенного стального гнутого профиля осуществлено винтами-саморезами диаметром 3,5 ÷ 4 мм с потайными головками, оборудованными стопорными шайбами.

Внутренняя полость швеллера из стального гнутого профиля подвеска заполнена негорючим теплоизоляционным материалом для повышения огнестойкости подвесного потолка.

Для исключения потолочных сварных швов высота сечения, сочленяющегося швеллера из тонкостенного стального гнутого профиля (h_п, мм) принята, не менее ширины нижней полки (в_т, мм) двутавровой балки перекрытий: h_п ≥ в_п.

Предложенное жесткое конструктивное решение подвесков огнезащитного потолка позволяет сократить объемы, трудоемкость и сроки выполнения потолочных работ по изготовлению и монтажу по месту подвесков и огнезащитного покрытия подвесного потолка.

Сокращение высоты подвесков огнезащитного подвесного потолка приводит к уменьшению подпотолочного пространства и, следовательно, к увеличению полезного строительного объема помещений здания на 100 ÷ 300 мм.

Заполнение полости швеллера теплоизоляционным материалом повышает фактическую огнестойкость металлических конструкций перекрытия здания.

Предлагаемое конструктивное нахлесточное сочленение двутавровой балки со швеллером исключают производство трудоемких потолочных швов электросварки.

На фиг. 1 изображено конструктивное решение подвеска огнезащитного подвесного потолка перекрытия: 1 - нижняя полка двутавровой балки перекрытия; 2 - швеллер; 3 - теплоизоляционный материал; 4 - сварной шов; 5 - покрытие подвесного потолка; 6 - стальной профиль в торцовый стык крупноразмерных листов; 7 - винты-саморезы с потайной головкой; 8 - шайбы стопорные под винты-саморезы; t_cm, °С - направление теплового воздействия стандартного пожара:

Где - температура, °С, и время теплового воздействия, мм.

На фиг. 2 изображены типы стальных профилей для торцов крупноразмерных плит: 9 - низкий стальной профиль; 10 - высокий стальной профиль; 11 - тавровый.

На фиг. 3 изображена схема прерывистого сварного шва нахлесточного соединения нижней полки двутавровой балки перекрытия и швеллера из стального гнутого профиля: 1 - нижняя полка двутавровой балки перекрытия; 2 - швеллер; 12 - сварные швы прерывистые; - длина сварного шва, мм; S - расстояние между участками сварных швов, мм.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления предложенного конструктивного решения с получением указанного выше технического результата.

Последовательность проектирования, изготовления и монтажа подвесков огнезащитного потолка заключается в следующем. Сначала выбирают марку стали согласно требованиям СП 16.13330 для проектирования и изготовления швеллера из тонкостенного гнутого профиля [3].

Для сварки стальных элементов конструкции подвеска выбирают электроды для ручной дуговой сварки, сварочную проволоку и флюсы.

Затем выявляют физические, теплотехнические и расчетные характеристики принятия марки стали и производят инженерный расчет на прочность стальных элементов подвесков с минимальным размером прерывистых швов; (возможно проектирование пробочных швов в нахлесточном конструктивном соединении или точечных швов для стальных элементов толщиной до 4 мм).

В качестве покрытия огнезащиты металлических конструкций подвесков и двутавровых балок перекрытия используют крупноразмерные плиты и листы, которые крепят к швеллеру винтами-саморезами.

Для повышения предела огнестойкости подвесного потолка по потере целостности покрытия огнезащиты используют швеллер из тонкостенного стального профиля с отгибами вовнутрь на продольных кромках полок листов огнезащиты.

Крепление крупноразмерных листов покрытия огнезащитного подвесного потолка к швеллеру производят винтами-саморезами диаметром 4÷6 мм с потайными головками, оборудованными стопорными шайбами. При этом точки крепления крупноразмерных листов винтами-саморезами сдвигают на с каждого торца, уменьшая их расчетный пролет на величину высоты гнутого профиля

Для повышения предела огнестойкости подвесного потолка по потере несущей способности, внутреннюю полость швеллера из тонкостенного стального гнутого профиля заполняют негорючем теплоизоляционным материалом, например, матами из минваты.

Используя выявленные физические и теплотехнические характеристики принятой марки стали подвесков и теплоизоляционного материала в полости швеллера из стального тонкостенного гнутого профиля выявляют проектный предел огнестойкости подвесного потолка перекрытия.

Монтажные работы включают следующие операции:

- установление размеров сечения от стальной двутавровой балки перекрытия, с отрезков стального швеллера и винтов-саморезов, разработка проекта производства работ с ППР;

- заполнение внутреннего пространства стального швеллера с гнутым профилем негорючим теплоизоляционным материалом;

- Прикрепление сварным швом к низу двутавровой балки стального швеллера, крепление крупноразмерных плит огнезащиты винтами-саморезами к нижней полке швеллера;

- Разбивку осей потолка, тест крепления стального швеллера к двутавровой балке перекрытия, фиксацию уровня потолка;

- Погрузку элементов подвесного потолка, сварного оборудования, вспомогательных материалов, средств крепления элементов (винты-саморезы);

- Транспортировка элементов подвесного потолка в зону проведения монтажных работ, режущего инструмента для резки крупноразмерных листов огнезащиты, электродрели;

- Устройство подмостей и монтажных приспособлений;

- Подъём, установка и совместная выверка элементов подвесного потолка;

- Контроль качества монтажных соединений.

Предложенное усовершенствованное устройство подвесков огнезащитного подвесного потолка позволяет использовать несущие двутавровые балки по новому назначению, принимающими дополнительно функции крепления потолка.

Применение предлагаемого устройства подвесков огнезащитного подвесного потолка позволяет сократить объемы, трудоемкость и сроки проведения потолочных работ по изготовлению и монтажу по месту подвесков каркаса и крупноразмерных листов покрытия огнезащиты подвесного потолка; позволяет повысить прочность и жесткость каркаса подвесного потолка, и увеличить на 25÷30 % фактический предел его огнестойкости; при этом исключаются производство трудоемких потолочных сварных швов.

Предложенное устройство усовершенствованного подвеска огнезащитного потолка использованы в НИР Отраслевой Научно - исследовательской лаборатории ЖБК, в «Центре инженерно - технических разработок» Академии строительства и архитектуры, а также в НТЦ «Пожарная безопасность» СамГТУ (г. Самара, 2020 г.)

Источники информации

1. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов. - М.: Стройиздат, 1985. - 56 с., (Покрытия и перекрытия с подвесными потолками, табл. 13 (ж) с. 32-38).

2. Романенков И.Г., Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. - М.; Стройиздат, 1991, - 321 с. (4.3 Конструктивные приемы огнезащиты; рис. 26., с. 156-157).

3. СП 16.13330. 2011. «СНиП II - 23 - 81* Стальные конструкции» (14. Проектирование соединений стальных конструкций, с. 72-76).

Изобретение относится к области защиты зданий и их конструкций от пожаров; в частности может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации огнезащитного подвесного потолка перекрытий здания из крупноразмерных листов. Технический результат - усовершенствование конструкции подвесков огнезащитного потолка: сокращение объема, трудоемкости и сроков проведения потолочных работ; снижение высоты подвесков и увеличение полезного строительного объема помещений здания; повышение прочности, жесткости собственной огнестойкости подвесного потолка; исключение трудоемких потолочных сварочных швов. Подвесок огнезащитного подвесного потолка, соединённый с перекрытием здания и со швеллером из тонкостенного стального профиля, удерживающим крупноразмерный лист покрытия подвесного потолка при помощи винтов-саморезов, а он выполнен в виде двутавровой балки перекрытия здания, к нижней полке которой, при помощи сварного шва, присоединена верхняя полка швеллера, а крупноразмерный лист покрытия подвесного потолка, при помощи винтов-саморезов, присоединен к нижней полке швеллера, при этом полость швеллера заполнена негорючим теплоизоляционным материалом, высота сечения швеллера h_п мм принята не менее ширины нижней полки в_пл мм двутавровой балки перекрытия здания. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Подвесок огнезащитного подвесного потолка, соединённый с перекрытием здания и со швеллером из тонкостенного стального профиля, удерживающим крупноразмерный лист покрытия подвесного потолка при помощи винтов-саморезов, отличающийся тем, что он выполнен в виде двутавровой балки перекрытия здания, к нижней полке которой, при помощи сварного шва, присоединена верхняя полка швеллера, а крупноразмерный лист покрытия подвесного потолка, при помощи винтов-саморезов, присоединен к нижней полке швеллера, при этом полость швеллера заполнена негорючим теплоизоляционным материалом, высота сечения швеллера h_п мм принята не менее ширины нижней полки в_пл мм двутавровой балки перекрытия здания.

2. Подвесок по п. 1, отличающийся тем, что швеллер выполнен из тонкостенного стального гнутого профиля толщиной 2,5-8 мм.

3. Подвесок по п. 1, отличающийся тем, что в качестве крупноразмерного листа покрытия подвесного потолка использована гипсовая плита, или огнеупорный гипсокартонный лист, или гипсоволокнистый лист толщиной не менее 18 мм.

4. Подвесок по п. 1, отличающийся тем, что для соединения покрытия подвесного потолка со швеллером использованы винты-саморезы с потайными головками оборудованные стопорными шайбами, которые установлены на максимально возможном удалении от кромок стыкуемых крупноразмерных листов покрытия подвесного потолка.

5. Подвесок по п. 1, отличающийся тем, что сварной шов, соединяющий швеллер с нижней полкой двутавровой балки перекрытия здания, выполнен нахлесточным, прерывистым, или пробочным, или точечным.