Расчёт на прогрессирующее обрушение: когда обязателен и за что его возвращает экспертиза

Типичная история: раздел конструктивных решений сдан в экспертизу, рабочая документация на каркас уже в работе, арматура заказана. И тут приходит замечание: расчёт на прогрессирующее обрушение выполнен формально — удалена одна удобная колонна, нагрузки взяты не из той комбинации, узлы не проверены. Итог — пересчёт, дополнительное армирование перекрытий, иногда новые связи и балки, переделка уже выпущенных листов КЖ и сдвиг сроков, за который никто не заплатит.

Ниже — ответы на вопросы, которые задают конструкторы, ГИПы и организации научно-технического сопровождения: когда расчёт обязателен, какие сценарии рассматривать, как не ошибиться в ЛИРА-САПР и SCAD, зачем нужен независимый расчёт и что экспертиза проверяет в первую очередь.

Прогрессирующее обрушение — это что и почему к нему такое внимание?

Прогрессирующее обрушение — это цепное разрушение, когда локальное повреждение одного несущего элемента (колонны, пилона, участка стены) вызывает разрушение соседних элементов и в итоге обрушение здания или его значительной части. Причина исходного повреждения значения не имеет: взрыв газа, наезд техники, пожар, ошибка строителей, дефект материала. Расчёт отвечает на один вопрос: сможет ли каркас перераспределить нагрузку и остаться стоять, если один элемент внезапно исчез.

Основа требования — Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»: для зданий повышенного уровня ответственности он требует учитывать аварийные расчётные ситуации с малой вероятностью, но тяжёлыми последствиями. Поэтому экспертиза рассматривает расчёт на прогрессирующее обрушение зданий и сооружений как часть механической безопасности, а не как приложение для галочки.

Когда расчёт на прогрессирующее обрушение обязателен?

Обязательность определяется классом сооружения по последствиям, который устанавливается по ГОСТ 27751 «Надёжность строительных конструкций и оснований» и фиксируется в задании на проектирование. На практике расчёт требуется в таких случаях:

• Класс КС-3 — объекты повышенного уровня ответственности, включая особо опасные, технически сложные и уникальные.
• Класс КС-2 с массовым пребыванием людей — жилые дома, торговые и офисные центры, школы, больницы, спортивные и зрелищные здания.
• Уникальные объекты по статье 48.1 «Градостроительного кодекса Российской Федерации» от 29.12.2004 № 190-ФЗ: высота более 100 м, пролёты более 100 м, консоль более 20 м, заглубление подземной части более 15 м.
• Требование задания на проектирование — заказчик вправе включить расчёт и для объекта, где норма его прямо не требует, например для паркинга под жилым двором.

Самая дорогая ошибка — понизить класс сооружения, чтобы уйти от расчёта. Экспертиза сверяет класс с назначением и вместимостью здания, и если обоснование неубедительно, расчёт потребуют всё равно, только уже на стадии замечаний.

Что требуют СП 385.1325800 и СП 296.1325800.2017?

Основной документ — СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения». Он задаёт общий подход: какое локальное разрушение рассматривать, какие нагрузки и характеристики материалов принимать, как учитывать динамический эффект и какими конструктивными мерами обеспечивать устойчивость к обрушению. Прогрессирующее обрушение по СП 296.1325800.2017 «Здания и сооружения. Особые воздействия» рассматривается в связке с аварийными воздействиями: взрывами, ударами транспорта, отказом элементов.

Для отдельных типов зданий действуют профильные своды правил с собственными требованиями, например для высотных и для крупнопанельных зданий. Перед началом работы проверьте актуальные редакции и изменения всех трёх документов — ГОСТ 27751 и обоих СП: экспертиза оценивает проект по редакциям, действующим на дату подачи, с учётом даты выдачи ГПЗУ и задания.

Какие сценарии удаления элементов нужно рассматривать?

Главная претензия экспертизы — не «расчёт неверный», а «выбор сценариев не обоснован». Один удалённый элемент в середине плана доказывает только то, что каркас держит самую благоприятную схему. Набор сценариев должен покрывать характерные зоны конструктивной схемы.

Кроме положения в плане, важен этаж: элемент первого этажа несёт больше всего, а на верхних этажах и над проёмами меняется путь нагрузки. Выбор сценариев оформите явно — схемой с перечнем и коротким обоснованием каждого. Эксперту проще согласиться с аргументированной выборкой, чем доказывать вам, что её не хватает.

Как считать прогрессирующее обрушение в ЛИРА-САПР и SCAD?

Оба комплекса позволяют исключить элемент из модели, задать особое сочетание нагрузок и выполнить нелинейный расчёт. Запросы «прогрессирующее обрушение лира сапр» и «прогрессирующее обрушение scad» обычно ищут кнопку, но экспертиза проверяет не кнопку, а исходные данные. Что должно быть в модели:

1. Особое сочетание нагрузок с нормативными значениями постоянных и длительных нагрузок и коэффициентами, которые установлены СП для аварийной ситуации, — не основное сочетание из обычного расчёта.
2. Нормативные характеристики материалов вместо расчётных, если СП для аварийной ситуации предписывает именно их.
3. Динамический эффект внезапного удаления элемента — через коэффициент динамичности или прямой динамический расчёт, с обоснованием выбранного способа.
4. Нелинейность — физическая (трещины, пластика арматуры) и при больших прогибах геометрическая; линейный расчёт с полными жёсткостями обычно завышает несущую способность.
5. Узлы и стыки — продавливание плит у соседних колонн, анкеровка, сварные и закладные соединения сборных элементов. Каркас часто обрушается не по пролёту, а по узлу.
6. Актуальная архитектура — модель на текущих планировках, с фактическими проёмами, перегородками и фасадом.

Результат расчёта должен попасть в чертежи: дополнительное армирование, связи, требования к стыкам. Если в КЖ этого нет, экспертиза запишет, что мероприятия по защите от прогрессирующего обрушения в проекте не отражены.

Зачем нужен независимый расчёт в рамках НТС?

Для уникальных, высотных и большепролётных объектов задание на проектирование или программа научно-технического сопровождения обычно предусматривают верификационный расчёт: независимая организация строит собственную модель, как правило в другом программном комплексе, и сравнивает результаты. Цель — поймать ошибки модели, которые автор не видит: неверные жёсткости, шарниры вместо жёстких узлов, пропущенные нагрузки.

• Две модели в разных ПК — расхождение усилий и перемещений сверх согласованного допуска означает, что одна из моделей ошибочна, и причину нужно найти до экспертизы.
• Единые исходные данные — нагрузки, сценарии и характеристики материалов согласуются заранее, иначе сравнение теряет смысл.
• Отчёт НТС — с перечнем расхождений, их причинами и выводом; он показывает эксперту, что расчёт проверен независимо.

Сопровождение выполняют научные и специализированные проектные организации — их можно найти в разделе научно-исследовательских работ. Подключать НТС стоит на стадии выбора конструктивной схемы, а не после замечаний.

Какие замечания экспертиза делает чаще всего?

Экспертиза — государственная по Постановлению Правительства РФ от 05.03.2007 № 145 «О порядке организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий» или негосударственная — проверяет раздел конструктивных решений на соответствие Постановлению Правительства РФ от 16.02.2008 № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» и нормам. Повторяющиеся замечания:

• Нет расчёта для здания КС-2 с массовым пребыванием людей или класс сооружения занижен без обоснования.
• Сценарии не обоснованы: рассмотрен один элемент, нет угловых колонн и зон смены схемы.
• Не те нагрузки: основное сочетание вместо особого, пропущены фасад, перегородки, полезная длительная нагрузка.
• Динамика не учтена или коэффициент принят без ссылки на норму.
• Линейный расчёт без снижения жёсткостей и без проверки по деформациям.
• Узлы не проверены, выводы сделаны только по пролётным моментам.
• Результаты не в чертежах: расчёт показывает необходимость дополнительного армирования, а в КЖ его нет.
• Модель устарела: архитектура менялась, расчёт — нет.

Любое из этих замечаний означает пересчёт. Если рабочая документация уже выпускается параллельно, правки затронут и её — именно поэтому расчёт выгоднее делать до заморозки армирования перекрытий.

Что проверить до сдачи раздела в экспертизу?

• Класс сооружения указан в задании и обоснован назначением и вместимостью.
• Схема сценариев приложена к расчёту: угловые, крайние, внутренние элементы, зоны смены схемы, разные этажи.
• Сочетания нагрузок и характеристики материалов соответствуют СП для аварийной ситуации, ссылки на пункты приведены.
• Способ учёта динамики и нелинейности описан в пояснительной записке.
• Узлы и стыки проверены отдельно, результаты сведены в таблицу.
• Мероприятия перенесены в чертежи и согласованы с рабочей документацией.
• Отчёт НТС с верификационным расчётом приложен, если его требует задание.

Если своих ресурсов на расчёт или независимую проверку не хватает, найдите исполнителя на площадке-агрегаторе «Ресурс-Плюс». Разместите бесплатную заявку в разделе проектирования: проектные и научные организации откликнутся сами, с ценой и сроками, а договор вы заключите напрямую, без комиссии. Площадка сама расчёты не выполняет. Опишите объект, класс сооружения, стадию проекта и используемый программный комплекс в форме ниже.