Ключевые слова: прогрессирующее обрушение, нормы.
Введение . Цель заметки - сформировать перечень существующих материалов нормативного характера по тематике прогрессирующего обрушения. По возможности заметка будет пополняться.
Среди нижеперечисленных документов приводятся как те, которые только предъявляют требования, так и те, которые указывают, как надо рассчитывать и какие при этом необходимо соблюдать конструктивные требования.
Субъективно, на текущий день наиболее "насыщенные" нормативные документы - этоиностранные (США): UFC 4-023-03 (актуал. 2016г.) иGSA "Alternate path analysis & design guidelines for progressive collapse resistance" (2016г.). Ими рекомендуется ознакомиться в первую очередь.Остальные из нижеприведенных, за исключением некоторых отечественных рекомендаций и русскоязычного приложения Е ТКП 45-3.02-108-2008, малополезны для практического применения и представляют интерес только в исследовательском плане (посмотреть на эволюцию норм, терминов, концептуальных подходов, расчетных методик).
При сравнении норм/рекомендаций РФ с иностранными (США) очевидно, что первые серьезно отстают в содержательном плане. Если отечественные рекомендации, содержащие массу противоречий, в основном были написаны в начале-середине 2000-х годов и на этом процесс их обновления «застопорился»*, то нормы США продолжают постепенно развиваться. В отличии от наших рекомендаций, которые уделяют в основном внимание ж.б. конструкциям, нормы США содержат конкретные требования к конструкциям и из других видов материалов - металлическим, каменным и пр.
Поэтому, как видится, по истечении определенного времени (около 5-10 лет) нас ждет неизбежный копипаст отдельных положений еврокодов и норм США.
* - выпущенные в 2016-2017гг. (проект СП "Защита зданий от прогрессирующего обрушения...", СП 296.1325800.2017 "Здания и сооружения. Особые воздействия") с трудом можно назвать как следует проработанными документами. Относительно СП 296.1325800.2017 последнее утверждение касается только его первой части, посвященной ПО.
I. РФ (в хронологическом порядке)
1 . Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). - ЦНИИЭП жилища. - М. - 1986. (см. приложение 2) .
Обратите внимание на год этого документа - 1986г. Он опровергает ошибочный стереотип, что в СССР проблемой прогрессирующего обрушения не занимались.
2 . ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. - 1988г.
См. п. 1.10: "При расчете конструкций должны рассматриваться следующие расчетные ситуации:
...аварийная, имеющая малую вероятность появления и небольшую продолжительность, но являющаяся весьма важной с точки зрения последствий достижения предельных состояний, возможных при ней (например, ситуация, возникающая в связи со взрывом, столкновением, аварией оборудования, пожаром, а также непосредственно после отказа какого-либо элемента конструкции)...".
3 . ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения». - 1989г.
Данный ГОСТ крайне важен тем, что пытается разъяснить область разграничения понятий надежности, живучести, безопасности (см. стр. 20): «…для объектов, которые являются потенциальным источником опасности, важными понятиями являются “безопасность” и “живучесть”. Безопасность − свойство объекта при изготовлении и эксплуатации и в случае нарушения ра-ботоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды. Хотя безопасность не входит в общее поня-тие надежности, однако при определенных условиях тесно связана с этим понятием, например, если отказы могут привести к условиям, вредным для людей и окружающей среды сверх предельно допустимых норм. Понятие “живучесть” занимает пограничное место между понятиями “на-дежность” и “безопасность”. Под живучестью понимают: - свойство объекта, со-стоящее в его способности противостоять развитию критических отказов из дефектов и повреждений при установленной системе технического обслужива-ния и ремонта, или свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при воздействиях, не предусмотренных условиями эксплуатации, или свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при наличии дефектов или повреждений определенного вида, а также при отказе некоторых компонентов .
Примером служит сохранение несущей способности элементами конструкции при возникновении в них усталостных трещин, размеры которых не превышают заданных значений… т ермин “живучесть” соответствует международному термину “fail-safe concept”. Для характеристики отказоустойчивости по отношению к челове-ческим ошибкам в последнее время начали употреблять термин “fool-proof concept”».
5 . МГСН 3.01-01 «Жилые здания», - 2001г. пункты 3.3, 3.6, 3.24.
6 . НП-031-01 Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций, - 2001г. Примечание: каких-либо расчетных методик здесь нет, но зафиксирован принцип единичного отказа. Это важно.
10 . МГСН 4.19-05 Многофункциональные высотные здания и комплексы. - 2005г. пункты 6.25, 14.28, приложение 6.1.
- Если проект будет введен в действие, то он станет первым нормативным документом в РФ, содержащим методику динамического расчета на прогрессирующее обрушение (см. параграф 16 и приложение "И").
II . СНГ
Украина
1.1 .ДБН В.1.2-14-2009 Общие принципы обеспечения надежности и конструктивной безопасности зданий, сооружений строительных конструкций и оснований. Пункт 4.1.6 предъявляет требования к обеспечению живучести строительных конструкций (определение дается в п. 3.18).
1.2 . ДБН В.2.2-24-2009 Приложение Е "Методика расчета высотного здания на сопротивление к прогрессирующему обрушению".
Белоруссия
2 . ТКП 45-3.02-108-2008 (02250) Высотные здания. Рекомендуется обратить внимание на Приложение Е, «впитавшее с переводом на русский язык» подходы зарубежных норм.
Кдин=2 (см. пункт E.3.1.2.6).
7 . EN 1992-1-1-2009 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1.
Великобритания
8 . BS 5950-1:2000 (издание 2008г.: Incorporating Corrigenda Nos. 1 and 2 and Amendment No. 1) Structural use of steelwork in building. См. раздел 2.4.5 Structural integrity.
9 . BS 8110-1:1997 (издание 2007г.: Incorporating Amendments Nos. 1, 2, 3 and 4) Structural use of concrete. см раздел 2.2.2.2 Robustness. Документ ссылается на п. 2.6 BS 8110-2:1985.
10 . BS 8110-2:1985 (издание 2005г.: Reprinted, incorporating Amendments Nos. 1, 2 and 3) Structural use of concrete. Part 2: Code of practice for special circumstances. см раздел 2.6 Robustness.
11 . BS 5628-1:2005 Code of Practice for Use of Masonry (издание 2005г.). См. Sections 5 Design: accidental damage.
Канада
12. NBCC 1977 National Building Code of Canada (NBCC), Part 4, Commentary C, National Research Council of Canada, Ottawa, Ontario, 1985.
13. CSA Standard S16-01 Limit States Design of Steel Structures. См. п. 6.1.2 Structural Integrity.
Hong Kong
14. Code of practice for structural use of concrete, - 2013. См. п. 2.2.3.2 Check of structural integrity, п. 2.3.2.7 Fire, п. 6.4 Design for robustness against disproportionate collapse.
15. Code of practice for structural use of steel, - 2011.
См. п. 1.2.1, 1.2.3 Structural system, integrity and robustness, п. 2.3.4 Structural integrity and robustness, п. 2.3.4.3 Avoidance of disproportionate collapse, п. 12.1.1, 12.1.3, 13.1.4.1 Robustness.
16. Code of Practice for Dead and Imposed Loads, - 2011.
Australian/New Zealand
17 . AS/NZS 1170.0:2002 Structural design actions. Part 0: General principles (издание 2011г.). См. Section 3.2 Design requirements, Section 6 Structural robustness.
1 . Тур В.В. Оценка рисков конструктивных систем в особых расчетных ситуациях. Вестник Полоцкого Гос. Унив. серия F, стр. 2-14, - 2009г.
2.1 . Грачев В.Ю., Вершинина Т.А., Пузаткин А.А. Непропорциональное разрушение. Сравнение методов расчета. Екатеринбург, Издательство «Ажур», - 2010г., 81 с.
2.2 . Грачев В.Ю. и партнеры. Выборочный перевод "Progressive Collapse Analysis and Design Guidelines for New Federal Office Buildings and Major Modernization Projects". GSA. (Прим .: перевод уже неактуальной версии от 2003г .; перевод местами не "the best", но в целом работа проделана большая).
3 . Еремеев П.Г. Предотвращение лавинообразного (прогрессирующего) обрушения несущих конструкций уникальных большепролетных сооружений при аварийных воздействиях. Строительная механика и расчет сооружений, - 2006г., № 02.
4 . Review of international research on structural robustness and disproportionate collapse. London, Department for Communities and Local Government, - 2011.
5 . А. Way SCI P391 Structural Robustness of Steel Framed Buildings. - 2011. UK.
6 . Brooker O. How to design concrete buildings to satisfy disproportionate collapse requirements.
О семинаре
30 ноября 2018 года приглашаем Вас принять участие в семинаре Федерального автономного учреждения «Главное управление государственной экспертизы» (ФАУ «Главгосэкспертиза России») « Прогрессирующее обрушение. Требования современных нормативных документов. Вопросы и возможные пути их решения ».
Семинар ориентирован на инженеров-проектировщиков, разрабатывающих раздел «Конструктивные и объемно-планировочные решения» в составе проектной документации объектов производственного и гражданского назначения, ГИПов, а также заявителей, курирующих получение ИРД.
Цель семинара – минимизация ошибок при определении необходимости выполнения расчетов и при выполнении расчетов на прогрессирующее обрушение при проектировании объектов капитального строительства. На семинаре будут обсуждены основные проблемные вопросы, возникающие при прохождении государственной экспертизы.
Слушатели получат информацию об изменениях в нормативных документах, узнают о наиболее характерных ошибках при проведении государственной экспертизы, а также получат ответы на интересующие их вопросы.
Место проведения: г. Москва, ул. Большая Якиманка, д. 42, стр. 3, этаж 1, аудитория 110 Учебного центра ФАУ «Главгосэкспертиза России».
Время: с 9.30 до 13.00 (МСК).
Схема проезда
Жители других городов могут принять участие в семинаре в филиалах Главгосэкспертизы России в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Казани, Кисловодске, Красноярске, Омске, Ростове-на-Дону, Самаре, Саратове, Севастополе, Хабаровске и Ханты-Мансийске по системе видео-конференц-связи (ВКС).
Все участники семинара получают именной сертификат об участии в семинаре установленного Главгосэкспертизой России образца.
Программа семинара
|
Регистрация участников семинара |
|
|
Открытие семинара. Основные задачи и план работы семинара. |
|
|
Общие вопросы, возникающие при рассмотрении результатов обследования технического состояния и проектных решений в случае необходимости выполнения расчетов на прогрессирующее обрушение. Требования современных нормативных документов |
|
|
Проект свода правил «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения». Определение локальных разрушений, критерии устойчивости к прогрессирующему обрушению и основные расчетные положения |
|
|
Ответы на вопросы |
|
|
Опыт выполнения расчетов на прогрессирующее обрушение производственных зданий. Проектирование мероприятий, обеспечивающих устойчивость производственных зданий на прогрессирующее обрушение |
|
|
Ответы на вопросы |
|
|
Круглый стол, обсуждение вопросов по теме семинара Модератор Приглашенные специалисты: Представители ФАУ «Главгосэкспертиза России»: |
|
Лекторы
Семинар проведут представители ФАУ «Главгосэкспертиза России»:
- Ильичев Борис Васильевич - начальник Управления строительных решений ФАУ Главгосэкспертиза России»
- Леонтьев Евгений Владимирович – заместитель начальника Управления - начальник отдела конструктивной надежности и безопасности объектов ФАУ «Главгосэкспертиза России»
- Щедрин Олег Сергеевич – заместитель начальника отдела конструктивной надежности и безопасности объектов ФАУ «Главгосэкспертиза России»
Приглашенные специалисты:
- Трекин Николай Николаевич –начальник отдела конструктивных систем АО «ЦНИИПромзданий», доктор технических наук, профессор
- Шапиро Геннадий Исаакович – руководитель по научно-технической работе АО МНИИТЭП
В рамках работы семинара запланировано проведение круглого стола. Модератор круглого стола – Ильичев Борис Васильевич - начальник Управления строительных решений ФАУ «Главгосэкспертиза России».
Оплата и участие в семинаре
Участие в семинаре платное, стоимость – 15 340 руб., в том числе НДС – 2 340 руб. за одного слушателя, независимо от места участия.
Оплата участия в семинаре производится по безналичному расчету на основании:
- счета (аванс 100% за информационно-консультационные услуги в форме проведения семинара, с указанием темы, даты семинара и ФИО слушателей);
- договора с предоплатой 100% или оплатой по факту оказания информационно-консультационных услуг и счета, выставляемого на основании подписанного сторонами договора.
Записаться на семинар
Для участия в семинаре Вам необходимо направить письмо по электронной почте на адрес , приложив заполненную заявку на участие в формате MS EXCEL, а также в сканированном виде в формате PDF, с подписью и печатью Вашей организации.
В теме письма просим указывать дату проведения семинара и место участия.
Заявка – основной документ, содержащий данные о Вашей организации, список слушателей и предпочитаемый Вами вариант оплаты. На основании заявки мы формируем счет и (или) договор об оказании информационно-консультационных услуг (на Ваш выбор, указывается в заявке).
В среднем, от момента получения заявки от Вас до момента подписания всех документов и выставления счета на оплату проходит от 5 до 7 рабочих дней, поэтому просим Вас заранее присылать заявку на участие в семинаре.
В случае, если Вы хотите принять участие в семинаре, но по ряду причин Ваша бухгалтерия не успевает оплатить счет до его начала, возможно участие на основании гарантийного письма от Вашей организации.
В день проведения семинара происходит обмен экземплярами договора об оказании информационно-консультационных услуг (в случае, если требовалось оформление договора) и акта сдачи-приемки оказанных услуг, подписанными с каждой из сторон.
По завершении семинара мы передадим Вам оригиналы финансовых документов и сертификат(ы) об участии в семинаре.
Наши контакты
Вопросы по данному семинару Вы можете задать, направив письмо по электронной почте на адрес . В теме письма просим указывать дату проведения семинара и место участия.
Перед направлением электронного обращения в Минстрой России, пожалуйста, ознакомьтесь с изложенными ниже правилами работы данного интерактивного сервиса.
1. К рассмотрению принимаются электронные обращения в сфере компетенции Минстроя России, заполненные в соответствии с прилагаемой формой.
2. В электронном обращении может содержаться заявление, жалоба, предложение или запрос.
3. Электронные обращения, направленные через официальный Интернет-портал Минстроя России, поступают на рассмотрение в отдел по работе с обращениями граждан. Министерство обеспечивает объективное, всестороннее и своевременное рассмотрение обращений. Рассмотрение электронных обращений осуществляется бесплатно.
4. В соответствии с Федеральным законом от 02.05.2006 г. N 59-ФЗ "О порядке рассмотрения обращений граждан Российской Федерации" электронные обращения регистрируются в течение трёх дней и направляются в зависимости от содержания в структурные подразделения Министерства. Обращение рассматривается в течение 30 дней со дня регистрации. Электронное обращение, содержащее вопросы, решение которых не входит в компетенцию Минстроя России, направляется в течение семи дней со дня регистрации в соответствующий орган или соответствующему должностному лицу, в компетенцию которых входит решение поставленных в обращении вопросов, с уведомлением об этом гражданина, направившего обращение.
5. Электронное обращение не рассматривается при:
- отсутствии фамилии и имени заявителя;
- указании неполного или недостоверного почтового адреса;
- наличии в тексте нецензурных или оскорбительных выражений;
- наличии в тексте угрозы жизни, здоровью и имуществу должностного лица, а также членов его семьи;
- использовании при наборе текста некириллической раскладки клавиатуры или только заглавных букв;
- отсутствии в тексте знаков препинания, наличии непонятных сокращений;
- наличии в тексте вопроса, на который заявителю уже давался письменный ответ по существу в связи с ранее направленными обращениями.
6. Ответ заявителю обращения направляется по почтовому адресу, указанному при заполнении формы.
7. При рассмотрении обращения не допускается разглашение сведений, содержащихся в обращении, а также сведений, касающихся частной жизни гражданина, без его согласия. Информация о персональных данных заявителей хранится и обрабатывается с соблюдением требований российского законодательства о персональных данных.
8. Обращения, поступившие через сайт, обобщаются и представляются руководству Министерства для информации. На наиболее часто задаваемые вопросы периодически публикуются ответы в разделах «для жителей» и «для специалистов»
Перед направлением электронного обращения в Минстрой России, пожалуйста, ознакомьтесь с изложенными ниже правилами работы данного интерактивного сервиса.
1. К рассмотрению принимаются электронные обращения в сфере компетенции Минстроя России, заполненные в соответствии с прилагаемой формой.
2. В электронном обращении может содержаться заявление, жалоба, предложение или запрос.
3. Электронные обращения, направленные через официальный Интернет-портал Минстроя России, поступают на рассмотрение в отдел по работе с обращениями граждан. Министерство обеспечивает объективное, всестороннее и своевременное рассмотрение обращений. Рассмотрение электронных обращений осуществляется бесплатно.
4. В соответствии с Федеральным законом от 02.05.2006 г. N 59-ФЗ "О порядке рассмотрения обращений граждан Российской Федерации" электронные обращения регистрируются в течение трёх дней и направляются в зависимости от содержания в структурные подразделения Министерства. Обращение рассматривается в течение 30 дней со дня регистрации. Электронное обращение, содержащее вопросы, решение которых не входит в компетенцию Минстроя России, направляется в течение семи дней со дня регистрации в соответствующий орган или соответствующему должностному лицу, в компетенцию которых входит решение поставленных в обращении вопросов, с уведомлением об этом гражданина, направившего обращение.
5. Электронное обращение не рассматривается при:
- отсутствии фамилии и имени заявителя;
- указании неполного или недостоверного почтового адреса;
- наличии в тексте нецензурных или оскорбительных выражений;
- наличии в тексте угрозы жизни, здоровью и имуществу должностного лица, а также членов его семьи;
- использовании при наборе текста некириллической раскладки клавиатуры или только заглавных букв;
- отсутствии в тексте знаков препинания, наличии непонятных сокращений;
- наличии в тексте вопроса, на который заявителю уже давался письменный ответ по существу в связи с ранее направленными обращениями.
6. Ответ заявителю обращения направляется по почтовому адресу, указанному при заполнении формы.
7. При рассмотрении обращения не допускается разглашение сведений, содержащихся в обращении, а также сведений, касающихся частной жизни гражданина, без его согласия. Информация о персональных данных заявителей хранится и обрабатывается с соблюдением требований российского законодательства о персональных данных.
8. Обращения, поступившие через сайт, обобщаются и представляются руководству Министерства для информации. На наиболее часто задаваемые вопросы периодически публикуются ответы в разделах «для жителей» и «для специалистов»
ЦНИИПромзданий МНИИТЭП
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ
ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО
ОБРУШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ЗДАНИЙ
Проектирование и расчет
СТО-008-02495342-2009
Москва
2009
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и применения - ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организации. Общие положения».
Сведения о стандарте
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН рабочей группой в составе: д.т.н., проф. Гранев В.В., инж. Келасьев Н.Г., инж. Розенблюм А.Я. - руководитель темы, (ОАО «ЦНИИПромзданий»), инж. Шапиро Г.И. (ГУП «МНИИТЭП»), д.т.н., проф. Залесов А.С.
3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Генерального директора ОАО «ЦНИИПромзданий» от 7 сентября 2009г № 20.
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
с одержание
СТО-008-02495342-2009
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
Проектирование и расчет
Дата введения - 7.09.2009 г.
Введение
Прогрессирующее обрушение (progressive collapse ) обозначает последовательное разрушение несущих строительных конструкций здания (сооружения), обусловленное начальным локальным повреждением отдельных несущих конструктивных элементов и приводящее к обрушению всего здания или его значительной части.
Начальное локальное повреждение конструктивных элементов здания возможно при аварийных ситуациях (взрывы газа, теракты, наезды автотранспорта, дефекты проектирования, строительства или реконструкции и т.п.), не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации здания.
В несущей системе здания допускается разрушение при аварийной ситуации отдельных несущих конструктивных элементов, однако эти разрушения не должны приводить к прогрессирующему обрушению, т.е. к разрушению смежных конструктивных элементов, на которые передается нагрузка, воспринимавшаяся ранее элементами, разрушенными в результате аварийной ситуации.
При разработке стандарта учтены положения СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (изд. 2003 г.) , СНиП 52-01-03 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» , СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» и СТО 36554501-014-2008 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения» .
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт организации устанавливает правила проектирования железобетонных монолитных конструкций жилых, общественных и производственных зданий, подлежащих защите от прогрессирующего обрушения при аварийных ситуациях.
1.2 К объектам, разрушение которых может привести к большим социальным, экологическим и экономическим потерям и при проектировании которых должно быть обеспечено недопущение прогрессирующего обрушения, относятся:
а) здания жилые высотой более 10 этажей;
б) здания общественные* с пребыванием 200 чел. и более одновременно в пределах блока, ограниченного деформационными швами, в т.ч.:
Учебно-воспитательного назначения;
Здравоохранения и социального обслуживания;
Сервисного обслуживания (торговля, питание, бытовое и коммунальное обслуживание, связь, транспорт, санитарно-бытовое обслуживание);
Культурно-досуговой деятельности и религиозных обрядов (физкультура и спорт, культурно-просветительские и религиозные организации, зрелищные и досугово-развлекательные организации);
Административного и пр. назначения (органы управления РФ, субъектов РФ и местного самоуправления, офисы, архивы, научно-исследовательские, проектные и конструкторские организации, кредитно-финансовые учреждения, судебно-юридические учреждения и прокуратура, редакционно-издательские организации);
Для временного пребывания (гостиницы, санатории, общежития и т.п.).
в) здания производственные и вспомогательные с пребыванием 200 чел. и более одновременно в пределах блока, ограниченного деформационными швами.
*) Классификация общественных зданий по назначению приведена в СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения» и СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения» .
1.3 Объекты жизнеобеспечения городов и населенных пунктов, а также особо опасные, технически сложные и уникальные объекты **) следует проектировать в соответствии со специальными техническими условиями.
**) Классификация особо опасных, технически сложных и уникальных объектов приведена в Градостроительный кодекс РФ , ст. 48 1 .
1.4 Применительно к конкретному объекту требование о недопущении прогрессирующего обрушения при аварийных ситуациях принимается в соответствии с заданием на проектирование, согласованным в установленном порядке и утвержденным заказчиком и/или инвестором.
2 Термины и определения
2.1 Прогрессирующее обрушение - последовательное разрушение несущих конструкций здания (сооружения), обусловленное начальным локальным повреждением отдельных несущих конструктивных элементов и приводящее к обрушению всего здания или его значительной части (двух и более пролетов и двух и более этажей).
2.2 Нормальная эксплуатация здания - эксплуатация в соответствии с условиями, предусмотренными СНиП 2.01.07-85 и СНиП 52-01-03 .
2.3 Первичная конструктивная система здания - система, принятая для условий нормальной эксплуатации здания.
2.4 Вторичная конструктивная система здания - первичная конструктивная система, измененная путем исключения одного вертикального несущего конструктивного элемента (колонны, пилястры, участка стены) в пределах одного этажа.
3 Основные положения
3.1 Конструктивная система здания не должна быть подвержена прогрессирующему обрушению в случае локального разрушения отдельных конструктивных элементов при аварийных ситуациях, не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации здания. Это означает, что при особом сочетании нагрузок допускаются локальные разрушения отдельных элементов конструктивной системы здания, но эти разрушения не должны приводить к разрушению других конструктивных элементов измененной (вторичной) конструктивной системы.
3.2 Недопущение прогрессирующего обрушения здания следует обеспечивать:
Рациональным конструктивно-планировочным решением здания с учетом вероятности возникновения аварийной ситуации;
Конструктивными мерами, увеличивающими статическую неопределимость системы;
Применением конструктивных решений, обеспечивающих развитие в несущих конструктивных элементах и их соединениях пластических (неупругих) деформаций;
Необходимой прочностью несущих конструктивных элементов и устойчивостью системы для условий нормальной эксплуатации здания и для случаев локального разрушение отдельных конструктивных элементов здания.
3.3 При проектировании здания наряду с расчетами для нормальной эксплуатации должны быть:
Произведены статические расчеты измененных конструктивных систем здания с выбывшими в результате аварии конструктивными элементами (вторичных конструктивных систем) и, соответственно, измененными расчетными схемами на действие особого сочетания нагрузок. Расчет оснований следует производить только по несущей способности для условий, предусмотренных п. 2.3. СНиП 2.02.01-83* ;
Установлены запасы устойчивости вторичных конструктивных систем и при их недостаточности увеличены размеры сечения элементов или изменено конструктивно-планировочное решение здания;
Определены совместно с результатами расчета для условий нормальной эксплуатации требуемые класс бетона и армирование конструктивных элементов.
3.4 В качестве гипотетического локального разрушения следует рассматривать разрушение в пределах одного (каждого) этажа здания поочередно одной (каждой) колонны (пилона) либо ограниченного участка стен.
3.5 Условиями обеспечения недопущения прогрессирующего обрушения вторичных конструктивных систем здания являются:
Непревышение в конструктивных элементах значений усилий (напряжений), определенных при значениях нагрузок по , по отношению к усилиям (напряжениям) в них, определенным при предельных значениях характеристик материалов с применением соответствующих коэффициентов надежности;
Недопущение уменьшения запаса устойчивости системы по отношению к коэффициенту надежности по устойчивости γ s = 1,3.
При этом коэффициент надежности по ответственности следует принимать равным γ n = 1.0, если иное не предусмотрено в техническом задании на проектирование.
Перемещения, раскрытие трещин и деформации элементов не ограничиваются.
4 Конструктивно - планировочные решения
Рациональным конструктивно - планировочным решением здания с точки зрения предотвращения прогрессирующего обрушения является конструктивная система, обеспечивающая при выбывании отдельного (любого) вертикального несущего конструктивного элемента здания превращение конструкций над выбывшим элементом в «подвешенную» систему, способную передать нагрузки на сохранившиеся вертикальные конструкции.
Для создания такой конструктивной системы следует предусматривать:
Монолитное сопряжение конструкций перекрытий с железобетонными вертикальными конструкциями (колоннами, пилястрами, наружными и внутренними стенами, ограждениями лестничных клеток, вентиляционных шахт и т.д.);
Железобетонные монолитные пояса по периметру перекрытий, объединенные с конструкциями перекрытий и выполняющие функции надоконных перемычек;
Железобетонные монолитные парапеты, объединенные с конструкциями покрытия;
Железобетонные стенки в верхних этажах здания или железобетонные балки в покрытии, объединяющие колонны (пилястры) между собой и с другими вертикальными железобетонными конструкциями (стенами, ограждениями лестничных клеток, вентиляционных шахт и др.);
Проемы в железобетонных стенах не на всю высоту этажа, оставляя, как правило, участки глухих стен над проемами.
5 Нагрузки
5.1 Расчет вторичных конструктивных систем на недопущение прогрессирующего обрушения следует производить на особое сочетание нагрузок, включающее нормативные значения постоянных и длительно действующих временных нагрузок, с коэффициентом сочетания равным Ψ = 1,0.
5.2 К постоянным нагрузкам следует относить собственный вес несущих железобетонных конструкций, вес частей здания (пола, перегородок, подвесных потолков и коммуникаций, навесных и самонесущих стен и т.п.) и боковое давление от веса грунта и веса дорожного покрытия и тротуаров.
5.3 К длительно действующим временным нагрузкам следует относить:
Пониженные нагрузки от людей и оборудования по табл. 3 СНиП 2.01.07-85* ;
35% полной нормативной нагрузки от автотранспорта;
50% полной нормативной снеговой нагрузки.
5.4 Все нагрузки следует рассматривать как статические с коэффициентом надежности по нагрузке γ f = 1,0.
6 Характеристики бетона и арматуры
6.1 При расчете железобетонных конструктивных элементов на недопущение прогрессирующего обрушения следует принимать:
а) расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию, равным их нормативным значениям, умноженным для конструкций, бетонируемых в вертикальном положении, на коэффициент условия работы γ b 3 = 0,9;
б) расчетные значения сопротивления бетона осевому растяжению, используемые при расчете на действие поперечных сил и на местное действие нагрузок, равными их нормативным значениям, деленным на коэффициент надежности по бетону γ n = 1,15;
в) расчетные значения сопротивления продольной арматуры конструкций растяжению, равными их нормативным значениям;
г) расчетные значения сопротивления продольной арматуры конструкций сжатию, равными нормативным значениям сопротивления растяжению, за исключением арматуры класса А500, для которой R s = 469 МПа (4700 кгс/см 2), и арматуры класса В 500, для которой R s = 430 МПа (4400 кгс/см 2);
д) расчетные значения сопротивления поперечной арматуры конструкций на растяжение, равными их нормативным значениям, умноженным на коэффициент условия работы γ s 1 = 0,8;
е) нормативные значения сопротивлений бетона и арматуры, а также значения модуля упругости арматуры E s и начального модуля упругости бетона E b по СП 52-101-2003 .
7 Расчет
7.1 Расчет вторичных конструктивных систем здания на недопущение прогрессирующего обрушения следует производить отдельно для каждого (одного) локального разрушения.
Допускается производить расчет только наиболее опасных случаев разрушения, которыми могут быть схемы с разрушением поочередно вертикальных несущих конструктивных элементов:
а) имеющих наибольшую грузовую площадь;
б) расположенных у края перекрытия;
в) расположенных в углу,
и распространять результаты этих расчетов на другие участки конструктивной системы.
7.2 В качестве исходной следует принимать расчетную схему, принятую при расчете первичной конструктивной системы здания для условий нормальной эксплуатации, и превращать ее во вторичную систему путем исключения поочередно вертикальных несущих конструктивных элементов для наиболее опасных случаев разрушения. При этом рекомендуется включать в работу конструктивные элементы, обычно не учитываемые при расчете первичной системы.
7.3 В качестве одной исключаемой вертикальной несущей конструкции следует принимать колонну (пилон) либо участок пересекающихся или примыкающих под углом несущих стен. Общая длина этих участков стен отсчитывается от места пересечения или примыкания до ближайшего проема в каждой стене или до сопряжения со стеной другого направления, но не более 7 м.
7.4 Вертикальные конструкции системы следует считать жестко защемленными на уровне верха фундаментов.
7.5 Статический расчет вторичный системы следует производить как упругой системы по сертифицированным программным комплексам (SCAD, Лира, STARK - ES и др.) с учетом геометрической и физической нелинейности. Допускается производить расчет с учетом только геометрической нелинейности.
При расчете с учетом геометрической и физической нелинейности жесткость сечений конструктивных элементов следует принимать в соответствии с указаниями СП 52-101-2003 с учетом продолжительности действия нагрузок и наличия или отсутствия трещин.
При расчете с учетом только геометрической нелинейности жесткость сечений B конструктивных элементов следует определяется как произведение модуля пропорциональности E пр на момент инерции железобетонного сечения J b .
Модуль пропорциональности E пр следует принимать:
при определении усилий - E пр = 0,6Е b E пр = Е b для вертикальных элементов;
При расчете устойчивости - E пр = 0,4Е b для горизонтальных элементов и E пр = 0,6Е b для вертикальных элементов
7.6 Расчет сечений конструктивных элементов следует производить в соответствии с Пособием на усилия, определенные в результате статического расчета принимая их кратковременными.
7.7 В результате расчета первичной и вторичных конструктивных систем определяются усилия (напряжения) в конструктивных элементах, назначается результирующие класс бетона и армирование элементов и узлов их сопряжений и устанавливается запас устойчивости каркаса, а при его недостаточности увеличиваются размеры сечений элементов или изменяется конструктивное решение здания.
8 Конструктивные требования
8.1 Конструирование элементов и их сопряжений следует производить в соответствием с Пособием и СП 52-103-2007 .
8.2 Класс бетона и армирование конструктивных элементов следует назначать наибольшими из сопоставления результатов расчетов для условий нормальной эксплуатации здания и на недопущение прогрессирующего обрушения.
8.3 При армировании конструктивных элементов следует обратить особое внимание на надежность анкеровки арматуры, особенно в местах пересечений конструктивных элементов. Длины анкеровки и перехлеста арматурных стержней должны быть увеличены на 20% по отношению к требуемым по .
8.4 Продольная арматура конструктивных элементов должна быть непрерывной. Площадь сечения продольной арматуры (отдельно нижней и отдельно верхней) плит безбалочных перекрытий и балок балочных перекрытий должна составлять не менее μ s,min = 0,2% площади сечения элемента.
8.5 Продольное армирование вертикальных несущих конструктивных элементов должно воспринимать усилие растяжения не менее 10 кН (1 тс) на каждый квадратный метр грузовой площади этого конструктивного элемента.
Пример расчета каркаса здания на предотвращение прогрессирующего обрушения *)
*) Составитель инж. А.П. Черномаз
Здание гостинично-офисного комплекса переменной этажности ( и ). Наибольшее число надземных этажей 14, подземный - 1. Максимальный размер в плане 47,5×39,8 м. Расположено в Московской области. Ветровой район IB , снеговой район III .
Здание каркасное с центральным лестнично-лифтовым ядром жесткости и двумя боковыми лестничными клетками. Прочность, устойчивость и жесткость каркаса здания обеспечивается дисками перекрытий и системой колонн и стен, заделанных в фундамент.
Основная сетка колонн 7,5×7,2 м. Колонны квадратного сечения от 400×400 до 700×700 мм. Перекрытие безбалочное толщиной 200 мм с капителями.
Конструкции каркаса (колонны, перекрытия), фундаменты, лестницы, стены лестничных клеток, лифтовых и коммуникационных шахт, наружные стены подземных и XI-го (технического) этажей, частично, внутренние стены - монолитные железобетонные. Бетон класса В30, продольная рабочая арматура класса А500С.
Для недопущения прогрессирующего обрушения при аварийной ситуации предусмотрены специальные конструктивные элементы (железобетонные стены по периметру технического XI этажа, стена по оси 11 начиная с XII этажа и до покрытия, стена по оси 1 начиная с X этажа и до покрытия), обеспечивающие наряду с конструктивными элементами, необходимыми для функционирования здания при нормальной эксплуатации, превращение конструкций в «подвешенную» систему над гипотетически выбывшими в результате аварийной ситуации колоннами по периметру здания и, частично, средними. Зоны вокруг части средних колонн, не превращающиеся в «подвешенные» системы при разрушении этих колонн в случае аварийного на них воздействия, при необходимости дополнительно армируются (см. ниже).
Расчетная схема здания принята в виде пространственной системы из заделанных в фундамент колонн и стен, объединенных перекрытиями и лестницами (). Расчет произведен по программному комплексу SCAD Office 11.3.
По уровню ответственности здание отнесено к I-му (повышенному) уровню. Коэффициент надежности по ответственности принят равным γ n = 1,1 для основного сочетания нагрузок.
Расчет каркаса здания произведен на основное сочетание нагрузок для стадии эксплуатации (первичная конструктивная система) и на особое сочетание нагрузок на предотвращение прогрессирующего обрушения (вторичные конструктивные системы).
Величины нагрузок приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
|
Место |
Вертикальные нагрузки тс/м² (без собственного веса) |
||||||||
|
нормативные |
расчетные |
||||||||
|
постоянные |
временные |
основное сочетание |
особое сочетание |
||||||
|
полн. |
в т.ч. длит. |
постоянные |
временные на |
||||||
|
перекрытие. |
каркас |
||||||||
|
полн. |
длит |
полн. |
длит. |
||||||
Перекрытие |
0,15+0,45+0,04 = 0,64 (пол, перегородки, подвес) |
0,07 |
0,18+0,50+0,05 = 0,73 |
0,24 |
0,09 |
0,12 |
0,09 |
0,64+0,07 = 0,71 |
|
|
Покр. экспл. |
0,39 (кровля, подвес) |
0,13 (снег) |
0,07 |
0,48 |
снег мешок |
0,09 |
0,20 |
0,09 |
0,39+0,07 = 0,46 |
Нагрузка от наружных стен принята равной q н = 0,4 тс/м² стены и q р = 0,56 тс/м² стены.
Таблица 2
|
№ n/n |
Место приложения нагрузки |
Вид расчета |
Сочетания расчетных вертикальных нагрузок (без собственного веса), тс/м ² *) |
|
|
основное |
особое |
|||
|
на перекрытия |
(0,73 + 0,12)·1,1 = 0,94 |
0,71 |
||
|
расчет перекрытия |
(0,73 + 0,24)·1,1 = 1,07 |
0,71 |
||
|
На эксплуатируемое покрытие |
расчет фундамента, колонн и каркаса |
(0,48 + 0,2)·1,1 = 0,75 |
0,46 |
|
|
расчет покрытия |
(0,48 + снег)·1,1 |
0,46 |
||
|
от стен |
расчет всех конструкций |
0,56∙1,1 = 0,62 |
0,40 |
|
*) - значения всех нагрузок, кроме стен, даны на м² перекрытия и покрытия, а от стен - на м² стены.
Значения расчетных сопротивлений арматуры и бетона приведены в табл. 3.
Таблица 3
|
Вид конструкции |
Усилие и характер армирования |
Расчетное сопротивление арматуры, кгс/см² для сочетания нагрузок |
Расчетное сопротивление бетона, кгс/см² для сочетания нагрузок |
||
|
основного |
особого |
основного |
особого |
||
|
Перекрытие |
R s = 4430 |
R sn = 5100 |
Сжатию R b = 173 |
Сжатию R bn = 224 |
|
|
Поперечная арматура класса А240 |
R sw = 1730 |
R sn · γ s 1 = 2450·0,8 = 1960 |
Растяжению R bt = 11,7 |
Растяжению |
|
|
Колонны, пилястры стены |
Сжатие продольной арматуры класса А500С |
R sc = 4080 |
R s = 4700 |
сжатию R b ·γ b3 = 173·0,9 = 156 |
сжатию R bn · γ b3 = 224·0,9 = 202 |
|
Растяжение продольной арматуры класса А500С |
R s = 4430 |
R sn = 5100 |
|||
Таблица 4
|
Элемент каркаса |
Начальный модуль упругостибетона E б × 10 -6 тс/м² |
Модуль деформации E пр при расчете тс/м² × 10 -6 |
||
|
усилий и армирования элементов |
устойчивости |
|||
|
на основное сочетание нагрузок |
на особое сочетание нагрузок |
|||
|
Плиты перекрытий |
3,31 |
3,31·0,6 = 2,0 |
3,31·0,2 = 0,66 |
3,31·0,4 = 1,3 |
|
Балки |
3,31 |
3,31·0,6 = 2,0 |
3,31·0,2 = 0,66 |
3,31·0,4 = 1,3 |
|
Колонны |
3,31 |
3,31 |
3,31·0,3 = 1,0 |
3,31·0,6 = 2,0 |
|
Стены |
3,31 |
3,31 |
3,31·0,3 = 1,0 |
3,31·0,6 = 2,0 |
Модули деформации железобетонных конструкций приняты по табл. 4.
При расчете вторичных конструктивных систем на особое сочетание нагрузок рассматриваются случаи исключения поочередно средней колонны № 14, крайней колонны № 21 и угловой колонны № 23 на I и XIII этажах (см. , )
Расчеты показали, что по сравнению с первичной конструктивной системой при исключении поочередно указанных колонн запас общей устойчивости каркаса здания практически не меняется, однако происходит очевидное перераспределение усилий в конструкциях.
Некоторые результаты расчетов первичной и вторичной систем при удалении колонны № 14, представлены в табл. 5 и 6 и на рис. 5÷8.
Таблица 5
|
№ № колонн 4) |
Расчетная суммарная площадь продольной арматуры колонн, см 2 |
|||||||
|
при первичной конструктивной системе 1) |
при удалении колонны №14 на I этаже 2) |
при удалении колонны № 14 на XIII этаже 2) |
результирующее |
|||||
|
I этаж |
XIII этаж 3) |
I этаж |
XIII этаж |
I этаж |
XIII этаж |
I этаж |
XIII этаж |
|
|
13 |
Читайте также:
| |||||||
