1.Расчет Каркас противопожарного занавеса

Проверить соответствие основных конструктивных элементов каркаса противопожарного занавеса, монтажная схема которого приведена на рис. 1, требованиям пожарной безопасности.

Высота сцены (от планшета сцены до конька кровли) - 29 метров. Материал каркаса - сталь марки ВСт3сп5.

Рис. 1. Монтажная схема каркаса:

1 - вертикальные связи; 2 - горизонтальные балки;

3 - вертикальные балки обвязки каркаса

1.1. Исходные данные для расчета.

Установлено, что при открытых дымовых люках в условиях пожара на сцене полотно противопожарного занавеса воспринимает давление со стороны зрительного зала вследствие действия гравитационных сил, которое зависит от температуры газов в объеме сцены и в зрительном зале, высота сцены и соотношения площадей сечения приточных и вытяжных отверстий. Максимальное давление возникает при, закрытых приточных проемах и открытых дымовых люках (ДЛ). При этом плоскость равных давлений (ПРД) находится примерно на уровне дымовых люков (рис. 2); а горизонтальное давление на занавес равно:

, (1.4)

где g - ускорение свободного падения, м/с²; Н_сц - высота сцены, м; _вн и _ПГ - соответственно плотности газов в зрительном зале и в объеме сценической коробки, кг/м³.

Рис. 2. Схема к расчету горизонтального давления на занавес

В практических расчетах горизонтальное давление принимается равным:

= 10·26 = 260 Па.

Проанализировав конструктивную схему каркаса занавеса (см. рис. 1), выясним характер работы его элементов.

Нагрузка от давления продуктов горения воспринимается горизонтальными связями, передается на вертикальные балки и далее - на горизонтальные балки обвязки занавеса. Для упрощения расчета каркас рассчитывает по отдельным элементам, считая их шарнирно связанными между собой.

Определим характеристики стали марки ВСт3сп5:

- расчетное сопротивление по пределу текучести R_y = 2,4·10⁸ Па (прил. 1),.

- модуль упругости при начальной температуре Е = 2,06·10¹¹ Па (прил. 1),

- коэффициенты изменения: прочности _teт = 0,86 (прил. 2) и модуля упругости _tem=0,94 (прил. 2) при 180 °С.

1.2. Расчет прочности вертикальной связи.

На вертикальную связь передается давление газов в виде равномерно, распределенной нагрузки с грузовой площадки шириной b(b - расстояние между горизонтальными связями, м; см. рис.1). Принимается, что вертикальная связь является свободно опертой, ее расчетная схема приведена на рис. 3. Горизонтальная связь выполнена из уголка № 4 с моментом сопротивления 235см³ (табл. 3.3 прил. 3).

Определим рабочую нагрузку q₁ на погонный метр длины элемента:

=260·1,2·1,45=452,4 Н/м,