МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НИУ МГСУ

Методические указания

И задания для выполнения контрольной работы по дисциплине

«Комплексная безопасность в строительстве»

При изучении курса дисциплины «Комплексная безопасность в строительстве» рекомендуется выделить четыре основных раздела:

 

1.Общие вопросы обеспечения комплексной безопасности в строительстве.

2.Обеспечение устойчивости объектов строительного комплекса при

комбинированных особых воздействиях с участием пожара.

3.Практические аспекты применения концепции комплексной

безопасности строительных объектов.

4.Концепция комплексной безопасности строительных объектов – основа

формирования эффективной системы повышения культуры

безопасности.

При выполнении контрольной работы студент должен подробно ответить на вопросы и решить задачи согласно своего варианта. Вариант контрольной работы устанавливается по последней цифре учебного шифра студента в соответствии с таблицей №1.

При решении задач параметры условий следует выбирать по предпоследней цифре учебного шифра.

Таблица №1

Последняя цифра учебного шифра	№№ Вопросов	№№ Задач
	1,11,23,14,18,28	1,3,5,7
	2,12,15,19,21,29	2,4,6,7
	3,13,16,21,22,30	3,5,7,1
	1,4,14,17,20,25	1,4,6,7
	2,5,8,12,15,26	2,3,5,7
	3,6,9,16,22,31,	3,4,6,7
	4,7,10,18,23,27	7,5,1,2
	5,8,11,17,24,32	4,2,7,6
	6,9,12,15,19,33	7,5,4,3
	7,10,13,20,27,30	1,2,6,7

ВОПРОСЫ

При выполнении контрольной работы из предложенного списка

выбираются вопросы по своему варианту. (табл.№1)

Весь список вопросов – это вопросы для подготовки

К экзамену (зачету).

 

1. Анализ содержания и смысла понятий «комплексная опасность» и «комплексная безопасность» строительства.

2. Виды комплексной опасности и комплексной безопасности строительства.

3. Комплексная безопасность строительного объекта.Закон о техническом регулировании №184 ФЗ.

4. Понятие о прогрессирующем обрушении зданий и сооружений

5. Нормирование защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения

6. Проектирование защиты объектов, исключающей возможность их прогрессирующего обрушения.

7. Огнестойкость конструкций и зданий.

8. Нормирование огнестойкости конструкций и зданий – обязательный элемент обеспечения их защиты от прогрессирующего обрушения в условиях пожара.

9. Комбинированные особые воздействия на строительные объекты при ЧС.

10. Опасности и угрозы для объектов строительного комплекса,связанные с

комбинированными особыми воздействиями с участием пожара.

11. Меры по защите зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения в чрезвычайных ситуациях с участием пожара

12. Задачи по оценке огнестойкости конструкций и зданий при чрезвычайных ситуациях с участием пожара.

13. Огнестойкость конструкций и зданий при особых воздействиях с участием пожара и при чрезвычайных ситуациях.

14.Обеспечение устойчивости объектов строительного комплекса при комбинированных особых воздействиях с участием пожара.

15. Комплексная безопасность объектов как научно-методическая основа нормирования и проектирования в строительстве.

16. Критически важные точки объекта.

17. Концепция антитеррористической защищенности уникальных объектов.

 

18.Особенности террористических воздействий на строительные объекты.

 

19. Трагические последствия отсутствия мониторинга технического

состояния объекта непосредственно в условиях ЧС

20.Важность мониторинга технического состояния зданий непосредственно в ЧС для обеспечения безопасности (спасения и эвакуации) людей в этих условиях.

21.Понятие о «культуре безопасности».

22.Концепция комплексной безопасности строительных объектов – основа формирования эффективной системы повышения культуры безопасности.

23.Жестокие уроки низкой культуры безопасности.

24.Пути и средства формирования культуры безопасности.

25.Безопасность труда (охрана труда) – важный и необходимый элемент комплексной безопасности в строительстве

 

26 Условия труда. Опасные и вредные производственные факторы.Безопасные условия труда.

 

27. Производственная опасность и производственная безопасность.

28. Опасность воздействия электрического тока на работающего при эксплуата- ции электрооборудования.Факторы. влияющие на степень поражения человека электрическим током.

29. Классификация помещений и работ по электроопасности.Сопртивление тела человека как фактор снижения поражающего действия электрического тока.

30.Схемы возможного включения человека в электрическую сеть.Электричес-кая изоляция, ее назначение. Эксплуатационные требования, предъявляемые к материалу изоляции.

 

31.Инженерные способы защиты работающих от поражения электрическим то- ком.Защитное заземление электрооборудования.

 

32. Зашитное зануление и защитное отключение электрооборудования.

33. Молниезащита зданий и сооружений.Виды молниеотводов. Схема зоны

защиты отдельностоящего стержневого молниеотвода, её параметры.

Шаговое напряжение.

ЗАДАЧИ

Задача № 1

Подобрать сечение временной деревянной опоры, поддерживающей железобетонную балку сечением a х b см. По балке возможно движение людей с грузом. Высота нижней рани балки над уровнем земли Н = 6 м. Древесина - сосна (см.таб.2).

Таблица 2

Исходные данные	ВАРИАНТЫ
a х b	70х40	60х30	50х30	80х40	80х80	50х50	60х40	70х50	60х20	80х50
d

 

Для стоек круглого сечения возможно решение этой задачи путем подбора либо путем непосредственного определения диаметра бревна по заданной сжимающей силе.

Указания к решению задачи:

Метод подбора:

Находим расчетную нагрузку на стойку, которая складывается из собственного веса балки и нагрузки от движения людей. Принимаем, что в данном случае нагрузка от движения людей может быть ограничена весом одного человека с грузом, т.е. Р_ч = 130кГ, тогда:

Ń = (Р_б К_п + Р_ч)К_ст (1)

 

где: Р_б - вес 1м железобетонной балки

Р_б = а * σ * γ_ж;

К_п - коэффициент перегрузки, принимаем = 1,2;

К_ст - коэффициент, учитывающий собственный вес стойки, принимаем = 1,05.

 

Определяем несущую способность стойки:

 

N = φ* R_с * F_рас (2)

 

где: N - несущая способность стойки, кГ; φ - коэффициент продольного изгиба, который определяют в зависимости от расчетной гибкости λ:

при λ >75φ = 3000/ λ²

при λ <75 φ = 1-0,8 (λ/100) ²

λ = l₀ /r (3)

 

где l₀ - расчетная длина стойки, см; r - радиус инерции, см⁴ (для круглого сечения диаметром d- r=d/4, тогда: λ=l₀ /r=4l₀/d);

R_с - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон, кГ/см² (для древесины ели и сосны сопротивление сжатию R_с = 130кГ/см²);

F_рас - расчетная площадь поперечного сечения стойки или опоры:

F_рас = (4)

 

Несущая способность стойки должна быть больше расчетной нагрузки на нее.

N = φ х R_с х F_рас > Ń (5)

 

Коэффициент запаса: К_з > N /Ń

Определение диаметра деревянной стойки по заданной сжимающей силе:

При расчете по предельному состоянию, когда λ >75:

F_рас = и d = 1,135 (6)

 

если λ ≤ 75, то:

 

F_рас = и d = 1,135 (7)

Вывод:

Задача № 2

 

В помещении термовлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий поступает тепла 50 000 ккал/ч и водяного пара 140 кг/ч при температуре 70⁰С. По санитарным нормам в помещении необходимо поддерживать температуру воздуха 17⁰С и относительную влажность воздуха 60% при температуре наружного воздуха (-10⁰С) и относительной его влажности 80%.

Определить количество воздуха, которое необходимо подавать в помещение для создания нормальных метеорологических условий.

Указания к решению задачи:

1. Определить теплосодержание пара, ккал/ч по формуле:

i_n = 595 + 0,47 t (1)

где t = 70⁰С.

2. Определить количество тепла, образующегося в помещении от выделенного пара по формуле:

Q_n = i_n W (2)

где: W = 140 кг/ч.

3. Определить общее количество пара, поступающего в помещение по формуле:

Q_∑ = Q_об + Q_n (3)

где: Q_об = 50 000 ккал/ч.

4. Определить количество тепла, приходящиеся на 1кг влаги по формуле:

Q = Q_∑ / W, ккал/кГ (4)

5. По диаграмме влажности воздуха определить теплосодержание воздуха (см. любой учебник по вентиляции).

6. Определить количество вентилируемого воздуха по формуле:

 

L = , кг/ч (5)

где: I_A и I_B - теплосодержание воздуха, ккал/кГ;

d_A и d_B - влагосодержание воздуха в Г/кГ соответственно по I-d - диаграмме.

Вывод.

Задача № 3

Рассчитать молниезащиту дымовой трубы высотой Н. Заземлитель выполнить из круглого стального прутка диаметром d, длиной l. Заглубление полосы связи h. Заземление производится в грунте с удельным сопротивлением ρ (Ом·м).

Данные для решения задачи следует выбирать из таб.3

Таблица 3

Исходные данные	В А Р И А Н Т
Н, м
d,м	0,01	0,015	0,02	0,01	0,015	0,02	0,01	0,015	0,02	0,01
l, м
ρ, Ом·м
h, м	0,5	0,6	0,7	0,8	0,6	0,5	0,5	0,6	0,7	0,8

 

Указания к решению задачи:

 

1. Построить схему защиты молниеотвода и рассчитать ее параметры - высоту и радиус зоны защиты типа А и типа Б.

2. Рассчитать заземляющее устройство, учитывая, что сопротивление вертикального стержневого электрода растеканию тока промышленной частоты определяется по формуле:

 

R_од = 0,366 (1)

 

В связи с тем, что действие тока молнии носит импульсный характер, сопротивление заземлителя току молнии R_i равно:

R_i = α·R_од (2)

где: α - импульсный коэффициент, зависящий от величины удельного сопротивления грунта ρ (см. таб.4).

Таблица 4

Заземлитель	Сопротивление грунта (Ом)
	2х10	5х10
Труба L = 2-3м	0,8	0,6	0,4	0,25
Полоса L = 10м	0,9	0,7	0,5	0,4
Полоса L = 20м	1,1	0,9	0,7	0,6
Полоса L = 30м	1,4	1,0	0,8	0,7

 

При определении количества заземлителей необходимо учитывать, что максимальная величина импульсного сопротивления заземлителя отдельно стоящего молниеотвода должна быть не более 10 Ом.

Вывод:

 

Задача № 4

Провести следующие расчеты, связанные с безопасностью при эксплуатации сосудов, работающих под давлением:

а) компрессор подает воздух давлением Р₂ = 6,0 кГ/см² при начальном давлении сжимаемого воздуха Р₁ = 1,0 кГ/см² и температуре t₁ = 15⁰С. В компрессорное масло марки 12 (М) с температурой вспышки не ниже 216⁰С.

Согласно правилам устройства и безопасной эксплуатации воздушных компрессоров и воздухопроводов, разница между температурой вспышки масла и температурой сжатого воздуха должна быть не менее 75⁰С.

Определить температуру сжатого воздуха и сделать заключение о возможности эксплуатации компрессора без охлаждения:

б) воздухосборник компрессора имеет объем V = 0,4 м³ и рассчитан на давление 6,0 кГ/см².

Определить мощность взрыва этого воздухосборника, принимая время

действия взрыва t = 0,1сек;

в) произошел взрыв баллона с ацетиленом.

Определить при каком давлении произошел взрыв баллона, если:

- толщина стенки баллона S = 4 мм;

- внутренний диаметр баллона D_в = 200 мм;

- материал - сталь 20.

По действующим нормам предельное рабочее давление в баллоне должно быть 30.0 кГ/см².

Указания к решению.

 

К определению температуры сжатого воздуха:

1. Конечная температура сжатого воздуха определяется по формуле:

t₂ = (273⁰ + t₁) (1)

Показатель адиабаты для воздуха принять: m = 1,41.

2. Полученный результат сопоставить с температурой вспышки компрессорного масла и сделать заключение о необходимости охлаждения компрессора.

К определению мощности взрыва:

1. Применить формулы:

N = A / 102·t (2)

где: N - мощность взрыва, кВт;

А - работа взрыва при адиабатическом расширении газа, кГм, и определяется по формуле:

А = (3)

К определению опасности взрыва баллона:

1. При расчете применить следующую формулу:

S = (4)

где: S - толщина стенки баллона, см;

D_в - внутренний диаметр баллона, см;

С - прибавка на минусовые допуски стали, см;

σ_р - допустимое сопротивление стали на растяжение, кГ/см²;

φ - коэффициент прочности; для сварных баллонов φ =0.7

2. По результатам расчета сделать заключение о причинах взрыва.

Вывод.

Задача 5

Противопожарная стенка разделяет здание высотой до фонаря h₁, с высотой гребня стены h₂. Площадь полосы противопожарной стенки ши­риной 1м, на которую воздействует ветровой напор с наветренной сто­роны F_{1 ,} с подветренной - F₂. Нормативный скоростной напор (за­висит от района России) – g₀. Объемная масса кирпича кладки g, тол­щиной d.

Оценить устойчивость противопожарной стенки на обрушение против ветровой нагрузки.

Указания к решению задачи

 

Устойчивость стенки будет обеспечена, если М_y > M₀, если условие не соблюдается, то следует подобрать толщину стенки:

(1)

где M₀ – опрокидывающий момент:

(2)

H = (h₁- h₂) (3)

P_b^’ - расчетная ветровая нагрузка, действующая на часть противо­пожарной стенки с наветренной стороны:

P_b^’ = 1,4ng₀F₁, (4)

где n - коэффициент перегрузки n = 1,3

P_b = 0,6ng₀F₂, (5)

P_b - расчетная ветровая нагрузка, действующая на противопожарную в стенку с подветренной стороны:

M_y - удерживающий момент:

(6)

Р - масса полосы стенки длиной a = 1 м:

P = gHda. (7)

Для выполнения задания следует пользоваться приведенной ниже табл.5

 

Таблица 5

Исходные данные	Варианты
F1, м2	1,0	1,25	1,5	1,75	2,0		1,25	1,5	1,75
F2, м2
g0,Н/м2
d, м	0,4	0,3	0,25	0,5	0,4	0,3	0,25	0,4	0, 3	0,25
g,кг/м3
h1, м
h2, м		0,5	0,8	0,9		0,6	0,7	0,8	0,9	0,6

 

Задача 6

Высота подпорной стенки Н, толщина d, объемная масса кладки g. Грунт влажный. Угол внутреннего трения j.

Рассчитать устойчивость подпорной стенки на опрокидывание. Устойчивость будет обеспечена, если М_y ≥ M₀. Если устойчивость стенки на опрокидывание не обеспечивается, т.е. М_y < M₀, то следует подобрать новую толщину d стенки:

(1)

где: M_y - удерживающий момент:

(2)

Р - масса полосы стенки длиной а =1 м

P = gHd×a; (3)

M₀ - опрокидывающий момент:

(4)

E_АК - активное усилие грунта на стенку:

(5)

E_Н - усилие на стенку от временной нагрузки:

Для выполнения задания следует пользоваться приведённой ниже табл.6

 

Таблица 6

Исходные данные	Варианты
H, м			1.5	2,8	1,3		2,8	2,5	3,5	1,8
d, м	0,25	0,5	0,25	0,5	0,5	0,25	0,25	0,5	0,25	0,5
g, T/м2	1,5	1,4	2,0	1,8	2,5	1,5	1,8	2,5	1,8	1,4
j, рад	0,61	0,69	0,34	0,69	1,22	0,61	0,34	1,22	0,34	0,69

Задача 7

Установлена опасность пребывания человека в электрическом поле при напряженности, превышающей 25 кВт. Уровень до 0,2 кВт безопасен, допустимый уровень на территории городской застройки - 1 кВт труднодоступных местах напряженность электромагнитного поля не должна превышать 20 кВт, а в малопосещаемых местах - 15 кВт. У линий электропередач (ЛЭП) людям, осуществляющим контроль, можно находится под ними при напряжении 20 кВт - не более 10 минут в день, а при напряженности 15 кВт - не более 1,5 часа в день.