RU150000U1

RU150000U1 - FRAME BUILDING

Info

Publication number: RU150000U1
Application number: RU2014131517/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Багин; Дмитрий Юрьевич Мягких; Евгений Анатольевич Чепкасов; Анатолий Николаевич Шевнин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью ГРУППА КОМПАНИЙ "ПРОМТЕХ"
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2015-01-27

Abstract

1. Каркасное здание, содержащее металлический несущий каркас, имеющий огнезащитное покрытие, включающий стойки, балки, ригели, прогоны, содержащее также сэндвич-панели или профилированные листы, а также направляющие, имеющие огнезащитное покрытие, предназначенные для крепления сэндвич-панелей или профилированных листов к несущему каркасу, отличающееся тем, что между стойкой несущего каркаса и направляющей для крепления сэндвич-панелей или профилированных листов выполнены проставки, имеющие огнезащитное покрытие.2. Каркасное здание по п. 1 отличающееся тем, что проставки выполнены из сортового проката, к примеру из швеллера, трубы, двутавра, тавра, уголка.1. Frame building containing a metal supporting frame having a fire retardant coating, including racks, beams, beams, girders, also containing sandwich panels or profiled sheets, as well as guides having a fireproof coating, designed to attach sandwich panels or profiled sheets to a supporting frame, characterized in that between the stand of the supporting frame and the guide for attaching the sandwich panels or profiled sheets, spacers having a fireproof coating are made. 2. A frame building according to claim 1, characterized in that the spacers are made of long products, for example, from a channel, a pipe, an I-beam, a brand, a corner.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкции зданий с металлическим каркасом, обшитым преимущественно сэндвич панелями или профилированными металлическими листами, и может использоваться при возведении зданий и сооружений, отнесенных к категории помещений с повышенной взрывопожароопасностью.The utility model relates to the field of construction, namely, to the construction of buildings with a metal frame, predominantly sheathed with sandwich panels or profiled metal sheets, and can be used in the construction of buildings and structures classified as premises with increased explosion and fire hazard.

В настоящее время широкое распространение получили быстровозводимые каркасные здания. Преимуществом таких зданий по сравнению с капитальными зданиями является высокая скорость и простота монтажа, такие сооружения легко реконструируются и модернизируются, при необходимости их можно даже перенести на новое место. Такие здания, как правило, содержат несущий каркас из стального сортового проката, и ограждающие конструкции из сэндвич панелей, профнастила или других подобных материалов. Например, каркасное здание по патенту на полезную модель RU №128897 (опубл. 10.03.2013), содержащее сэндвич панели, которые при помощи самонарезающих винтов привинчиваются непосредственно к элементу несущей конструкции каркаса, каркасное здание по патенту на полезную модельRU №92040 (опубл. 10.03.2010), содержащее стеновые панели, которые прикрепляются к несущему каркасу здания при помощи вертикальных направляющих. Такие сооружения используются в различных целях, к примеру, для размещения технологического оборудования, для хранения или использования взрывоопасных или легко воспламеняющихся материалов, к примеру, газоперекачивающих агрегатов, поршневых установок, котельных. В связи с этим встает проблема повышения живучести таких зданий при пожаре. Как известно, при пожаре под действием высокой температуры стальные конструкции каркасных зданий могут быстро утрачивать свою несущую способность и обрушиваться, повреждая оборудование внутри здания, приводя к материальным убыткам.Currently, prefabricated frame buildings are widespread. The advantage of such buildings compared to capital buildings is the high speed and ease of installation, such structures are easily reconstructed and modernized, if necessary, they can even be moved to a new place. Such buildings, as a rule, contain a supporting frame made of rolled steel, and walling made of sandwich panels, corrugated board or other similar materials. For example, a frame building according to the utility model patent RU No. 128897 (publ. March 10, 2013) containing a sandwich panel, which is screwed directly with self-tapping screws directly to the structural support element of the frame, a frame building according to the utility model patent RU No. 92040 (publ. 10.03 .2010), containing wall panels that are attached to the supporting frame of the building using vertical rails. Such structures are used for various purposes, for example, for the placement of technological equipment, for the storage or use of explosive or flammable materials, for example, gas pumping units, piston units, boiler houses. In this regard, there is a problem of increasing the survivability of such buildings in a fire. As you know, in a fire under the action of high temperature, steel structures of frame buildings can quickly lose their bearing capacity and collapse, damaging equipment inside the building, leading to material losses.

Известен каркас здания повышенной живучести по патенту на изобретение RU №2426840 (опубл. 20.08.2011). Недостатком изобретения является то, что оно решает задачу обеспечение живучести здания в случае локального разрушения одной из колонн каркаса вследствие запроектного воздействия, в случае пожара, воздействие оказывается не на одну колонну, а на часть каркаса или весь каркас в целом.Known frame building increased survivability according to the patent for the invention RU No. 2426840 (publ. 08/20/2011). The disadvantage of the invention is that it solves the problem of survivability of the building in the event of local destruction of one of the columns of the frame due to beyond design basis exposure, in case of fire, the effect is not on one column, but on part of the frame or the whole frame as a whole.

Известен каркас здания по патенту на изобретение RU №2411330 (опубл. 10.02.2011) «Способ исключения возможности обрушения металлических конструкций каркаса от пожара». Металлический каркас здания заполнен бетоном с образованием внутренних пустот, снабжен температурными датчиками и системой труб для подачи воды для охлаждения каркаса в случае пожара. Известна также огнестойкая металлическая конструкция по патенту на изобретение RU №2017907 (опубл. 15.08.1994), содержащая каркас из трубчатых вертикальных и горизонтальных элементов, полости которых заполнены охлаждающей жидкостью. Недостатком данных решений является сложность конструкции и технологии изготовления, высокая материалоемкость и вес конструкции.Known building frame according to the patent for invention RU No. 2411330 (publ. 02/10/2011) "A way to exclude the possibility of collapse of the metal frame structures from fire." The metal frame of the building is filled with concrete with the formation of internal voids, equipped with temperature sensors and a pipe system for supplying water to cool the frame in case of fire. Also known fire-resistant metal structure according to the patent for invention RU No. 2017907 (publ. 08/15/1994), containing a frame of tubular vertical and horizontal elements, the cavities of which are filled with coolant. The disadvantage of these solutions is the complexity of the design and manufacturing technology, high material consumption and weight of the structure.

Известна многослойная строительная панель, применяемая, в том числе, в стальных каркасных зданиях по патенту на изобретение RU №2485260 (опубл. 20.06.2013). По верхней и/или боковым сторонам панели выполнены Г-образные уголки, расположенные за огнестойкой внутренней обшивкой, и скрепляющие панель с каркасом здания. При возникновении пожароопасной ситуации они не подвергаются горению, что позволяет избежать обрушения панели. Недостатком является сложная конструкция и технология изготовления панели, большие габариты панели, что требует использовать грузоподъемные механизмы при монтаже, при пожаре защищен только узел крепления панели к каркасу, сам каркас не защищен от пожара.Known multi-layer building panel, used, including, in steel frame buildings according to the patent for the invention RU No. 2485260 (publ. 06/20/2013). On the upper and / or lateral sides of the panel there are L-shaped corners located behind the fireproof inner lining, and fastening the panel to the building frame. When a fire hazard occurs, they are not exposed to combustion, which avoids the collapse of the panel. The disadvantage is the complex design and manufacturing technology of the panel, the large dimensions of the panel, which requires the use of hoisting mechanisms during installation, in case of fire only the attachment point of the panel to the frame is protected, the frame itself is not protected from fire.

Известны также: огнезащитное устройство металлической конструкции по патенту на полезную модель RU №86613 (опубл. 10.09.2009), огнезащитная двутавровая колонна здания по патенту на полезную модель RU №128223 (опубл. 20.05.2013), огнезащитная двутавровая балка здания по патенту на полезную модель RU №128222 (опубл. 20.05.2013), противопожарная облицовка по патенту на полезную модель RU №127777 (опубл. 10.05.2013), включающая плиточные противопожарные элементы, укрепленные на листе гибкого материала, присоединенном к строительной конструкции. Недостатком таких устройств является сложность конструкции, трудоемкость изготовления, большая материалоемкость, кроме того, эти устройства значительно увеличивает вес металлического каркаса здания.Also known: fireproof device of metal construction according to the patent for utility model RU No. 86613 (publ. 09/10/2009), fire retardant I-beam of the building according to the patent for utility model RU No. 128223 (publ. 05/20/2013), fire retardant I-beam of the building according to the patent for utility model RU No. 128222 (publ. 05/20/2013), fire cladding according to the patent for utility model RU No. 127777 (publ. 05/10/2013), including tile fire elements mounted on a sheet of flexible material attached to the building structure. The disadvantage of such devices is the complexity of the design, the complexity of manufacturing, high material consumption, in addition, these devices significantly increase the weight of the metal frame of the building.

Известна система огневзрывозащиты конструкций зданий и сооружений по патенту на изобретение RU №2331447 (опубл. 20.08.2008), состоящая из обладающего демпфирующими свойствами металлического слоя наружной облицовки, присоединенного к защищаемому объекту с помощью гибкого каркаса, и из слоя вспучивающегося покрытия, нанесенного на поверхность защищаемого объекта таким образом, что между упомянутым слоем наружной облицовки и слоем вспучивающегося покрытия образуется воздушная прослойка, размеры которой выбраны из условия полного распрямления деформированного в случае взрывного воздействия слоя наружной облицовки вспучивающимся покрытием, вспученным под действием теплового потока при огневом воздействии. Недостатком является то, что эта конструкция эффективна только при кратковременном высокотемпературном воздействии взрывного типа и не обеспечивает надежной защиты объекта при длительном высокотемпературном воздействии - пожаре из-за низкой устойчивости тонкостенной наружной обшивки. Кроме того такая конструкция при защите металлического каркаса здания трудоемка в изготовлении, материалоемка и увеличивает вес каркаса.A known system of fire and explosion protection of structures of buildings and structures according to the patent for invention RU No. 2331447 (publ. 08/20/2008), consisting of a metal layer of the outer cladding having damping properties attached to the protected object using a flexible frame, and from an intumescent coating layer applied to the surface of the protected object in such a way that between the said layer of the outer cladding and the layer of intumescent coating an air gap is formed, the dimensions of which are selected from the condition of complete straightening eformirovannogo explosive impact in case the outer cladding layer intumescent coating, expanded under the action of heat flow when unexposed. The disadvantage is that this design is effective only for short-term high-temperature exposure to explosive type and does not provide reliable protection of the object during prolonged high-temperature exposure - fire due to the low stability of thin-walled outer skin. In addition, such a structure while protecting the metal frame of the building is laborious to manufacture, material intensive and increases the weight of the frame.

Известны также быстровозводимые каркасные здания, к примеру Уральского Завода Строительных Панелей, г. Первоуральск («УЗСП», http://uzsp.ru/) или ЗАО «ИНСИ», г. Челябинск (http://www.insi.ryu/production/bystrovozvodimye-zdaniya/angari/) имеющие несущий металлический каркас, содержащий стойки, балки, ригели и прогоны, обшитый сэндвич панелями с наполнением из пенополистирола или негорючей минеральной ваты или профилированными металлическими листами. Сэндвич панели и профилированные листы крепятся к стойке несущего каркаса через направляющие, к примеру, выполненные из швеллера или трубы прямоугольного сечения (Приложение 1). Недостатком такого каркасного здания является его недостаточная живучесть в случае возникновения пожара. При пожаре каркас накаляется, быстро теряет свою несущую способность и рушится под собственным весом, а так же под весом навешенных сэндвич панелей, профилированных листов. Живучесть такого каркаса можно увеличить нанесением огнестойкого покрытия, к примеру, вспучивающегося под действием высокой температуры при пожаре, на каркас и на направляющие, к которым крепятся сэндвич панели или профилированные листы. Такое покрытие наносится после монтажа каркаса и ограждающих конструкций - сэндвич панелей и профилированных листов, так как любое повреждение покрытия снижает его огнезащитные свойства, при этом известная конструкция каркаса здания не позволяет нанести такое покрытие на части каркаса, примыкающие к ограждающим конструкциям. В результате каркас такого здания уязвим при пожаре, его огнезащищенность, а следовательно, и его живучесть, недостаточны. Это техническое решение выбрано за ближайший аналог заявляемой полезной модели.Also known are prefabricated frame buildings, for example, the Ural Plant of Construction Panels, Pervouralsk (UZSP, http://uzsp.ru/) or ZAO INSI, Chelyabinsk (http: //www.insi.ryu/ production / bystrovozvodimye-zdaniya / angari /) having a supporting metal frame containing racks, beams, crossbars and girders, sheathed with sandwich panels filled with polystyrene foam or non-combustible mineral wool or profiled metal sheets. Sandwich panels and profiled sheets are attached to the rack of the supporting frame through guides, for example, made of a channel or a pipe of rectangular cross section (Appendix 1). The disadvantage of this frame building is its lack of survivability in the event of a fire. In case of fire, the frame heats up, quickly loses its bearing capacity and collapses under its own weight, as well as under the weight of the sandwich panels hung, profiled sheets. The survivability of such a frame can be increased by applying a fire-resistant coating, for example, intumescent under the influence of high temperature during a fire, on the frame and on the guides to which the sandwich panels or profiled sheets are attached. Such a coating is applied after the installation of the frame and the enclosing structures - sandwich panels and profiled sheets, since any damage to the coating reduces its fire retardant properties, while the known construction of the building frame does not allow applying such a coating to parts of the frame adjacent to the enclosing structures. As a result, the frame of such a building is vulnerable to fire, its fire protection, and therefore its survivability, are insufficient. This technical solution is selected for the closest analogue of the claimed utility model.

Перед авторами стояла задача создания каркасного здания, лишенного указанного недостатка, а именно - повышение живучести известного каркасного здания при пожаре. Технический результат - увеличение огнезащищенности металлического каркаса здания.The authors were faced with the task of creating a frame building devoid of this drawback, namely, increasing the survivability of a known frame building in a fire. The technical result is an increase in fire protection of the metal frame of the building.

Для достижения указанного технического результата авторами предлагается каркасное здание, имеющее металлический несущий каркас, содержащий стойки, балки, ригели, и прогоны, обшитый сэндвич панелями с наполнением из негорючей минеральной ваты или профилированными листами, которые крепятся к несущему каркасу через направляющие. Сэндвич панели, профилированные листы крепятся к стойке несущего каркаса через направляющую, выполненную, к примеру, из швеллера или трубы прямоугольного сечения, при этом между стойкой несущего каркаса и направляющей выполнены металлические проставки, из сортового проката, к примеру, из швеллера, трубы, тавра, двутавра, уголка. Проставки прикрепляются к направляющим и к стойкам несущего каркаса при помощи сварки. Количество проставок определяется расчетным путем, исходя из их необходимой несущей способности. Несущий каркас здания, проставки и направляющие, к которым крепятся сэндвич панели или профилированные листы, покрыты огнезащитным покрытием, к примеру, вспучивающимся под действием высокой температуры при пожаре.To achieve the technical result, the authors propose a frame building having a metal supporting frame containing racks, beams, beams, and girders, sheathed with sandwich panels filled with non-combustible mineral wool or profiled sheets that are attached to the supporting frame through guides. Sandwich panels, profiled sheets are attached to the support of the supporting frame through a guide made, for example, of a channel or a pipe of rectangular cross section, while metal spacers are made between the support of the supporting frame and the guide, from rolled sections, for example, from a channel, pipe, brand , I-beams, corner. Spacers are attached to the rails and to the racks of the supporting frame by welding. The number of spacers is determined by calculation, based on their required bearing capacity. The supporting frame of the building, spacers and guides, to which the sandwich panels or profiled sheets are attached, are coated with a fire-retardant coating, for example, intumescent under the influence of high temperature in case of fire.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом. На фигуре представлен горизонтальный разрез узла крепления сэндвич панели к стойке несущего каркаса каркасного здания при горизонтальной раскладке сэндвич панелей, где 1 - стойка несущего каркаса (показана угловая стойка, выполненная из двутавра), 2 - сэндвич панель, 3 - направляющая для крепления сэндвич панели 2 (показана вертикальная направляющая, выполненная из швеллера), 4 - проставка. Огнезащитное покрытие не показано.The proposed utility model is illustrated in the drawing. The figure shows a horizontal section of the mounting unit of the sandwich panel to the rack of the supporting frame of the frame building with a horizontal layout of the sandwich panels, where 1 is the rack of the supporting frame (shown is an angular rack made of I-beams), 2 is the sandwich panel, 3 is the guide for attaching the sandwich panel 2 (vertical guide made of channel is shown), 4 - spacer. Fire retardant coating not shown.

При вертикальной раскладке сэндвич панели крепятся через горизонтальные направляющие. Профилированные листы крепятся аналогично.In a vertical layout, sandwich panels are mounted through horizontal guides. Profiled sheets are attached in the same way.

Благодаря выполнению проставок между стойкой каркаса и направляющей, к которой прикреплены сэндвич панели или профилированные листы, образуется зазор между ограждающей конструкцией из сэндвич панелей или профилированных листов и несущим каркасом здания, достаточный для того чтобы нанести огнезащитное покрытие на части несущего каркаса со стороны ограждающих конструкций, на поверхность направляющих, а также на проставки, методом распыления или кистью, что позволяет увеличить огнезащищенность несущего каркаса здания, а также направляющих. Тем самым увеличивается живучесть каркаса здания. Кроме того нанесение огнезащитного покрытия в предложенной конструкции каркасного здания более технологично из-за лучшей доступности частей каркаса и направляющих.By making spacers between the frame rack and the guide to which the sandwich panels or profiled sheets are attached, a gap is formed between the enclosing structure of the sandwich panels or profiled sheets and the building supporting frame, sufficient to apply a fire retardant coating to the parts of the supporting frame from the side of the building envelope, on the surface of the guides, as well as on the spacers, by spraying or with a brush, which allows to increase the fire protection of the supporting frame of the building, as well as the guides ya This increases the survivability of the building frame. In addition, the application of a fire-retardant coating in the proposed design of the frame building is more technologically advanced due to the better accessibility of the frame parts and the guides.

Дополнительным техническим результатом заявляемой полезной модели стала экономия пространства внутри здания за чет появившейся возможности разместить в образовавшемся благодаря проставкам зазоре между каркасом здания и ограждающими конструкциями различных коммуникаций, к примеру, электропроводки.An additional technical result of the claimed utility model was the saving of space inside the building due to the opportunity to place in the gap created between the building frame and the enclosing structures of various communications, such as wiring, due to spacers.

Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что между стойкой несущего каркаса здания и направляющей, к которой крепятся сэндвич панели или профилированные листы, выполнены проставки.Distinctive features of the proposed device from the above known, closest to it, is that between the rack of the supporting frame of the building and the guide to which the sandwich panels or profiled sheets are attached, spacers are made.

Благодаря наличию этого признака каркас здания имеет большую огнезащищенность по сравнению с прототипом, в результате чего повышена живучесть каркасного здания в случае пожара, кроме того сэкономлено пространство внутри здания за счет размещения коммуникаций между каркасом и ограждающими конструкциями.Due to the presence of this feature, the frame of the building has greater fire protection compared to the prototype, as a result of which the survivability of the frame building in case of fire is increased, in addition, the space inside the building is saved due to the placement of communications between the frame and the building envelope.

Предложенное авторами каркасное здание может быть осуществлено в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования и технологии, и изготавливается из стандартных металлических конструкций, металлопроката и строительных материалов.The frame building proposed by the authors can be carried out in industrial production using standard equipment and technology, and is made from standard metal structures, rolled metal and building materials.

Разработанное каркасное здание повышенной живучести успешно реализовано в индивидуальном укрытии ангарного типа газоперекачивающего агрегата ГПА-16АЛ-01 «Урал» ООО «Искра-Турбогаз» (г. Пермь) и получило положительную экспертную оценку по взрывопожарной опасности, содержащуюся в Обосновании промышленной безопасности.The developed frame building of increased survivability was successfully implemented in an individual hangar-type shelter of the GPA-16AL-01 Ural gas-pumping unit Iskra-Turbogaz LLC (Perm) and received a positive expert assessment on the fire hazard contained in the Industrial Safety Justification.

Claims

1. Frame building containing a metal supporting frame having a fire retardant coating, including racks, beams, beams, girders, also containing sandwich panels or profiled sheets, as well as guides having a fireproof coating, designed to fasten sandwich panels or profiled sheets to the supporting frame, characterized in that between the rack of the supporting frame and the guide for attaching the sandwich panels or profiled sheets made of spacers having a fire retardant coating.

2. The frame building according to claim 1, characterized in that the spacers are made of long products, for example, from a channel, a pipe, an I-beam, a brand, a corner.