ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Особые воздействия

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - АО «НИЦ «Строительство» - ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко при участии АО МНИИТЭП, ФГБУ «ГГО им. А.И. Воейкова»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 3 августа 2017 г. № 1105/пр и введен в действие с 4 февраля 2018 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и содержит требования по назначению нагрузок, воздействий и их сочетаний при строительстве новых, расширении, реконструкции и перевооружении действующих предприятий, зданий и сооружений.

Свод правил разработан авторским коллективом ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» (канд. техн. наук Н.А. Попов, канд. техн. наук И.В. Лебедева, канд. физ.-мат. наук И.А. Кириллов, д-р техн. наук П.Г. Еремеев, Е.А. Кикош) при участии АО МНИИТЭП (Г.И Шапиро, А.А. Гасанов) и ФГБУ «Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова» (д-р геогр. наук Н.В. Кобышева).

Изменение № 1 к настоящему своду правил разработано авторским коллективом АО «НИЦ «Строительство» - ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (канд. техн. наук Н.А. Попов, канд. техн. наук И.В. Лебедева, канд. физ.-мат. наук И.А. Кириллов, д-р техн. наук П.Г. Еремеев) при участии ООО ТЕХРЕКОН (Г.И. Шапиро), АО «ЦНИИПромзданий» (канд. техн. наук К.В. Авдеев) и ФГБУ «Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова» (д-р геогр. наук Н.В. Кобышева).

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Дата введения - 2018-02-04

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает требования по учету особых нагрузок и воздействий при проектировании зданий и сооружений классов КС-2 и КС-3 нормального и повышенного уровней ответственности по предельным состояниям первой группы, а также требования по обеспечению надежности строительных конструкций и оснований при аварийных ситуациях природного, техногенного и антропогенного характера в соответствии с положениями ГОСТ 27751.

1.2 При расчетах по предельным состояниям второй группы особые воздействия, указанные в настоящем своде правил, допускается не учитывать.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30698-2014 Стекло закаленное. Технические условия

ГОСТ 30826-2014 Стекло многослойное. Технические условия

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

ГОСТ Р 52398-2005 Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования

СП 14.13330.2014 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением № 1)

СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»

СП 21.13330.2012 «СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах»

СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы» (с изменением № 1)

СП 38.13330.2012 «СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)»

СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменениями № 1, № 2)

СП 56.13330.2011 «СНиП 31-03-2001 Производственные здания» (с изменениями № 1, № 2)

СП 58.13330.2012 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения» (с изменением № 1)

СП 88.13330.2014 «СНиП II-11-77* Защитные сооружения гражданской обороны» (с изменениями № 1, № 2)

СП 104.13330.2016 «СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территории от затопления и подтопления»

СП 112.13330.2011 «СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений»

СП 115.13330.2016 «СНиП 22-01-95 Геофизика опасных природных воздействий»

СП 116.13330.2012 «СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»

СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология» (с изменением № 2)

СП 132.13330.2011 Обеспечение антитеррористической защищенности зданий и сооружений. Общие требования проектирования

СП 249.1325800.2016 Коммуникации подземные. Проектирование и строительство закрытым и открытым способами

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

3.2

3.3 локальное разрушение: Потеря несущей способности, устойчивости или отказ в функционировании отдельного несущего конструктивного элемента или группы несущих конструктивных элементов на ограниченной площади в результате особого воздействия или нагрузки.

3.4 нежелательное последствие: Событие, которое может вызвать травмы людей, нанести ущерб окружающей среде или привести к материальным, финансовым и (или) социальным потерям в результате разрушения сооружения или его части.

3.5

3.6

3.7 взрывоустойчивость: Свойство оборудования, строительных конструкций, транспортных средств, энергетических систем и линий связи противостоять благодаря запасу прочности и целесообразному расположению поражающему воздействию взрыва.

(Введен дополнительно. Изм. № 1)

4 Общие положения

4.1 При проектировании сооружений классов КС-3 и КС-2 следует учитывать аварийные ситуации, возникающие при действии особых нагрузок и воздействий на стадии эксплуатации сооружений, при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте.

Перечень особых нагрузок и воздействий, учитываемых при проектировании, приведен в СП 20.13330.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.2 Особые нагрузки подразделяются на нормируемые (проектные) и аварийные.

К нормируемым (проектным) относятся особые нагрузки, интенсивность и распределение которых по поверхности или объему сооружений известны и заданы в действующих нормативных документах или задании на проектирование.

К аварийным относятся особые нагрузки и воздействия, не регламентируемые в нормативных документах, которые могут привести к аварийной расчетной ситуации.

4.3 Настоящий свод правил устанавливает требования по расчету строительных конструкций зданий и сооружений на следующие виды нормируемых (проектных) особых нагрузок и воздействий:

- экстремальные климатические нагрузки и воздействия (снеговые, ветровые, гололедные и температурные), имеющие период повторяемости 100 лет и более;

- нагрузки при внутренних и внешних взрывах;

- ударные, в том числе нагрузки при столкновении транспортных средств, ремонтной и строительной техники с частями сооружения, удар дорожных транспортных средств по опорным частям сооружений, нагрузки, вызванные сходом с рельсов рельсовых транспортных средств под конструкциями или вблизи конструкций; падение вертолета на сооружение, удар погрузчика и т.п.;

- нагрузки от пожарных автомобилей на стилобатные и подземные части зданий.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.4 Другие виды нормируемых (проектных) особых нагрузок необходимо устанавливать в нормативных документах на отдельные виды сооружений, строительных конструкций и оснований, а также в заданиях на проектирование.

Сейсмические нагрузки и воздействия при пожаре регламентируются положениями СП 14.13330 и СП 112.13330 соответственно.

Особые волновые и ледовые нагрузки на гидротехнические сооружения, нагрузки от ударов речных и морских судов, гидродинамическое и взвешивающее воздействия следует учитывать согласно СП 38.13330 и СП 58.13330.

Особые воздействия при деформациях основания, сопровождающихся коренным изменением структуры грунта (например, при замачивании просадочных грунтов, оттаивании вечномерзлых грунтов и пр.) или его оседанием в районах горных выработок и карстовых, при оползнях, селях и других опасных природных процессах и явлениях следует учитывать согласно СП 21.13330, СП 115.13330, СП 116.13330.

Особые воздействия при деформациях основания, вызванных прорывом коммуникаций, изменением гидрологического режима вследствие нового строительства, при затоплении и подтоплении территории следует учитывать согласно СП 104.13330, СП 249.1325800.

4.5 К аварийным относятся особые нагрузки и воздействия, которые возникают вследствие:

- дефектов материалов;

- ошибок при производстве работ по строительству, реконструкции, капитальному ремонту зданий и сооружений;

- ошибок проектирования;

- нарушений правил эксплуатации сооружений, в том числе их промышленного или инженерного оборудования;

- нарушений технологического процесса, временной неисправности или поломки оборудования и по другим, не установленным причинам.

Действие аварийных особых воздействий учитывается расчетом сооружений на прогрессирующее обрушение. Действие аварийных особых нагрузок допускается не учитывать расчетом сооружений на прогрессирующее обрушение, если выполнены проектные, конструктивные и организационные мероприятия, приведенные в 5.11 и указанные в задании на проектирование.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.6 Особые воздействия на здания и сооружения опасных производственных объектов, подлежащих регистрации в государственном реестре в соответствии с законодательством Российской Федерации о промышленной безопасности опасных производственных объектов, устанавливаются настоящим сводом правил и федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности и в соответствии с [1].

Перечень опасных производственных объектов определяется в соответствии с [2, приложение 1] и [4].

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5 Общие требования по учету аварийных расчетных ситуаций

5.1 В соответствии с требованиями ГОСТ 27751 несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений должны быть запроектированы с учетом обоснованных аварийных расчетных ситуаций, которые устанавливаются в задании на проектирование.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.2 При проектировании сооружений должны быть разработаны сценарии реализации наиболее опасных аварийных расчетных ситуаций и разработаны стратегии для предотвращения прогрессирующего обрушения сооружения при локальном разрушении конструкций.

Каждый сценарий соответствует отдельному особому сочетанию нагрузок и в соответствии с указаниями СП 20.13330 должен включать в себя одно из нормируемых (проектных) особых воздействий или один вариант локальных разрушений несущих конструкций для аварийных особых воздействий. Перечень сценариев аварийных расчетных ситуаций и соответствующих им особых воздействий устанавливается техническим заказчиком в задании на проектирование по согласованию с генеральным проектировщиком.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.3 В сценариях расчетных аварийных ситуаций необходимо учитывать следующие проектные особые воздействия:

- экстремальные климатические (снеговые, ветровые, гололедные и температурные) воздействия (см. раздел 6 и приложение А);

- взрывные и ударные особые воздействия (см. разделы 7, 8);

- особые нагрузки от пожарных автомобилей на стилобатные и подземные части зданий (см. раздел 9);

- другие особые воздействия, регламентируемые действующими нормативными документами или указанные в задании на проектирование.

При выборе сценариев расчета на устойчивость против прогрессирующего обрушения локальное разрушение может быть расположено в любом месте здания или сооружения.

5.4 При расчетах на особые сочетания нагрузок, в том числе на прогрессирующее обрушение, коэффициенты надежности по нагрузке для постоянных, длительных и кратковременных нагрузок γ_f, а также коэффициенты сочетаний нагрузок необходимо принимать в соответствии с указаниями СП 20.13330, как для особых сочетаний.

5.5 При расчетах зданий и сооружений на особые воздействия коэффициент надежности по ответственности следует принимать равным 1,0 (γ_n = 1,0).

5.6 При расчетах зданий и сооружений на особые воздействия расчетные прочностные и деформационные характеристики материалов принимают равными их нормативным значениям согласно действующим нормативным документам.

Для бетонных и железобетонных конструктивных элементов, изготовленных в заводских условиях, при обеспечении требуемого уровня контроля качества, установленного действующими нормативными документами, допускается учитывать дополнительные коэффициенты условий работы, повышающие расчетные сопротивления и принимаемые по таблице Б.1.

Коэффициент условий работы для арматуры всех классов и для металлических конструкций, выполненных из сталей с повышенными требованиями к их пластичности, допускается принимать согласно приложению Б.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.7 (Исключен. Изм. № 1)

5.8 (Исключен. Изм. № 1)

5.9 Локальное повреждение несущих конструкций и оснований при действии нормируемых (проектных) и аварийных особых воздействий не должно приводить к прогрессирующему обрушению сооружения или разрушению смежных конструкций.

Локальное разрушение ограждающих конструкций не должно угрожать жизни и здоровью людей или нормальной эксплуатации сооружений.

Перемещения, деформации конструкций и раскрытие в них трещин, соответствующие предельным состояниям второй группы, для расчетных аварийных ситуаций не ограничиваются.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.10 Для каждого сценария следует определить несущие элементы, выход из строя которых влечет за собой прогрессирующее обрушение всей конструктивной системы.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.11 Действие аварийных особых нагрузок допускается не учитывать в том случае, если проведен анализ рисков для всех рассматриваемых расчетных ситуаций и выполнены все следующие требования:

- проведен расчет сооружения на действие проектных (нормируемых) особых воздействий, указанных в настоящем своде правил, задании на проектирование и действующих нормативных документах;

- введены дополнительные коэффициенты условий работы, понижающие расчетные сопротивления этих элементов и узлов их крепления (для большепролетных сооружений указанные дополнительные коэффициенты условий работы приведены в приложении В);

- проведены организационные мероприятия, в том числе в соответствии с СП 132.13330, а также другие мероприятия, согласованные с заказчиком (см. также приложение Г).

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.12 Для сооружений класса КС-3 допускается разрабатывать конструктивные решения с учетом оценки риска, анализа последствий нормативных (проектных) и аварийных особых воздействий и затрат, связанных с проведением мероприятий (конструктивных и организационных) для ограничения площади повреждений.

При проведении подобного анализа должны быть определены возможность прогрессирующего обрушения для рассматриваемого сценария реализации расчетной аварийной ситуации и затраты, необходимые для проведения конструктивных и организационных мероприятий, осуществляемых на стадии возведения и эксплуатации в целях предотвращения прогрессирующего обрушения этих сооружений.

Окончательные конструктивные решения и необходимые организационные мероприятия должны быть согласованы с заказчиком.

6 Экстремальные климатические воздействия

6.1 При расчете строительных конструкций на особые сочетания нагрузок в соответствии с требованиями СП 20.13330 необходимо учитывать следующие проектные климатические особые воздействия:

- расчетные экстремальные снеговые, гололедные нагрузки и температурные климатические воздействия, приведенные в 6.5, 6.7 и 6.8 соответственно;

- особые воздействия, связанные со сползанием снега, приведенные в 6.5.2;

- ветровые воздействия, которые могут возбуждать аэродинамически неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и различных видов флаттера, приведенные в 6.6.

6.2 Для учета экстремальных снеговых, гололедных и температурных климатических воздействий, расчетные значения которых для отдельных населенных пунктов значительно превышают соответствующие расчетные значения, установленные в СП 20.13330, вводят дополнительный коэффициент надежности для экстремальных воздействий γ_а, принимаемый согласно 6.5, 6.7 и 6.8 соответственно.

6.3 Экстремальные климатические воздействия следует учитывать для площадок строительства, расположенных в местности с аналогичными топологическими и метеорологическими условиями в радиусе не более 50 км от населенных пунктов, указанных в таблицах А.1, А.2 приложения А для снеговых и гололедных нагрузок и в радиусе не более 50 км от населенных пунктов, указанных в таблицах А.3, А.4 приложения А для температурных климатических воздействий.

Для пунктов территории Российской Федерации, не указанных в таблицах А.1 - А.4, экстремальные климатические воздействия допускается не учитывать.

6.4 Расчетные значения экстремальных снеговых, гололедных и температурных климатических нагрузок и воздействий, а также перечень населенных пунктов, для которых требуется учет экстремальных климатических воздействий, допускается назначать в установленном порядке по данным Росгидромета на основе анализа соответствующих климатических данных для места строительства за период наблюдений не менее 50 лет.

6.5 Экстремальные снеговые нагрузки

6.5.1 Расчетное значение экстремальной снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S_ext для аварийной расчетной ситуации следует определять по формуле

где γ_a - дополнительный коэффициент надежности по экстремальной снеговой нагрузке, принимаемый по таблице А.1 приложения А;

S - расчетное значение снеговой нагрузки, принимаемое в соответствии с СП 20.13330.

6.5.2 Для покрытий зданий или иных конструктивных элементов (карнизов, балконов и т.п.), примыкающих к более высоким зданиям и сооружениям или их частям с уклоном покрытия более 20°, при отсутствии парапетов или ограждений следует учитывать особую снеговую нагрузку от падения снега.

В том случае, если между покрытиями имеется значительный перепад высот (более 3 м), следует учитывать динамическое действие падающего снега.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

6.6 Экстремальные воздействия ветра

6.6.1 К проектным особым воздействиям ветра относятся воздействия, которые могут привести к возбуждению аэродинамически неустойчивых колебаний типа галопирования, дивергенции и различных видов флаттера.

Возбуждение подобных колебаний не допускается, поскольку они могут вызвать разрушение несущих конструкций сооружения.

6.6.2 Аэродинамически неустойчивые колебания типа галопирования могут возникнуть в протяженных сплошностенчатых сооружениях при выполнении трех условий:

1) относительное удлинение λ_е > 20, где λ_е определяется в соответствии с указаниями СП 20.13330;

2) коэффициент a_g удовлетворяет условию

3) критическая скорость V_cr,g не превышает максимально возможной скорости ветра для места строительства на высоте z, т.е.

 

 

где Sc - число Скратона;

f_i - частота колебаний по i-й изгибной собственной форме, Гц;

d - характерный поперечный размер, м;

m₁ - эквивалентная погонная масса, кг/м;

ρ_а - плотность воздуха; ρ_а = 1,25 кг/м³;

γ_cr - коэффициент надежности; γ_cr = 1,25;

δ - логарифмический декремент при поперечных колебаниях сооружения;

с_х и с_у - аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления и боковой силы соответственно в поточной системе координат.

Параметры w₀, k(z) и γ_f определяются в соответствии с указаниями СП 20.13330.

Коэффициент a_g в (6.2) и (6.3а) зависит от формы поперечного сечения сооружения, его аэродинамических свойств и определяется на основе результатов модельных испытаний сооружений в аэродинамических трубах. В качестве максимального значения допускается принимать a_g = 10.

6.6.3 Крутильные неустойчивые колебания типа дивергенции могут возникнуть в протяженных сплошностенчатых сооружениях с прямолинейной осью при условии, что их относительное удлинение λ_е > 20, где λ_е определяется в соответствии с указаниями СП 20.13330.

Критическую скорость ветра, при которой они возникают, определяют по формуле

где G_t - жесткость сооружения на кручение;

d - характерный поперечный размер сооружения, м;

ρ_а - плотность воздуха; ρ_а = 1,25 кг/м³;

c_m - аэродинамический коэффициент момента сил относительно прямолинейной оси сооружения;

dc_m/dα - градиент измерения коэффициента c_m в зависимости от угла атаки α.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

6.6.4 Критерии возбуждения различных типов флаттера (классического, срывного, панельного, с одной степенью свободы и др.) устанавливаются в нормативных документах на проектирование конструкций или задании на проектирование на основе результатов модельных испытаний сооружений в аэродинамических трубах.

6.6.5 Любые типы аэродинамически неустойчивых колебаний типа галопирования, дивергенции или флаттера недопустимы. Для предотвращения возбуждения подобных колебаний необходимо использовать следующие мероприятия (по отдельности или в сочетаниях):

- изменение геометрической формы сооружения;

- повышение демпфирования сооружения;

- перфорация верхней части сооружения, в том числе установка ограждающих панелей с зазором (щелевидная перфорация);

- установка спиралевидных ребер;

- установка гасителей колебаний.

6.7 Экстремальные гололедные нагрузки

Расчетное значение линейной экстремальной гололедной нагрузки для элементов кругового сечения диаметром до 70 мм включительно (проводов, тросов, оттяжек, мачт, вант и др.) i_ext, Н/м, при аварийной расчетной ситуации следует определять по формуле

Расчетное значение поверхностной экстремальной гололедной нагрузки i′, Па, для остальных элементов конструкций, подверженных обледенению, следует определять по формуле

где γ_a - дополнительный коэффициент надежности для экстремальной гололедной нагрузки, принимаемый по таблице А.2 приложения А;

i - расчетное значение линейной гололедной нагрузки для элементов кругового сечения диаметром до 70 мм включительно, принимаемое согласно СП 20.13330;

i' - расчетное значение линейной гололедной нагрузки для остальных элементов конструкций, принимаемое согласно СП 20.13330.

6.8 Экстремальные температурные климатические воздействия

6.8.1 Расчет строительных конструкций на температурные климатические воздействия при особых сочетаниях нагрузок следует выполнять согласно СП 20.13330. При этом средние суточные температуры наружного воздуха в теплое t_ew и холодное t_ес время года для надземной части сооружений принимают согласно 6.8.2.

6.8.2 Средние суточные температуры наружного воздуха в теплое t_ew и холодное t_ec время года для надземной части сооружений при аварийной расчетной ситуации следует определять по формулам:

 

где γ_a - значения дополнительного коэффициента надежности для экстремальных температурных воздействий, принимаемые для максимальных значений температуры воздуха t_max по таблице А.3, для минимальных значений температуры воздуха t_min - по таблице А.4;

t_min, t_max - нормативные значения минимальной и максимальной температур воздуха соответственно, принимаемые согласно СП 20.13330;

A_I, A_VII - средние суточные амплитуды температуры воздуха наиболее холодного и наиболее теплого месяцев соответственно, принимаемые согласно СП 131.13330.

7 Взрывные воздействия

7.1 Общие положения

7.1.1 Взрывные нагрузки следует относить к нормируемым (проектным) особым воздействиям в том случае, если расчетные значения их параметров и распределение по поверхности и (или) объему сооружения установлены в настоящем своде правил, нормативных документах на проектирование конструкций или задании на проектирование.

7.1.2 Перечень взрывных нагрузок и их параметров, учитываемых для зданий и сооружений класса КС-3, а также зданий класса КС-2 с массовым пребыванием людей (по классификации ГОСТ 27751) устанавливаются в задании на проектирование. Требования по обеспечению взрывоустойчивости производственных зданий и сооружений приведены в СП 43.13330 и СП 56.13330.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

7.1.3 При проектировании сооружений транспорта и жизнеобеспечения населенных пунктов следует учитывать возможные последствия действия взрывных нагрузок в комбинации с другими особыми воздействиями, сопутствующими взрыву.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

7.2 Внутренний взрыв

7.2.1 Взрывные воздействия необходимо учитывать при проектировании зданий и инженерных сооружений с газоснабжением (квартиры с газовыми плитами), а также предназначенных для хранения или транспортирования взрывчатых веществ (например, химические лаборатории, бункеры, канализационные системы, дорожные и железнодорожные туннели).

Несущие конструкции указанных сооружений следует проектировать таким образом, чтобы исключить возможность прогрессирующего обрушения в результате взрыва внутри помещений.

7.2.2 Взрывы газа внутри замкнутых помещений без проемов

В качестве расчетной нагрузки при взрывах газа в замкнутых пустых помещениях (без окон, дверей и т.д.) с равнопрочными ограждениями необходимо учитывать максимальное статическое давление на несущие и ограждающие конструкции, принимаемое равным 1,1 МПа.

Указанное значение взрывной нагрузки допускается уточнять в задании на проектирование в зависимости от назначения помещений и состава взрывоопасной топливовоздушной смеси.

Взрывные воздействия допускается рассматривать, как равномерно распределенное давление по площади ограждения.

В замкнутых загроможденных помещениях большого объема или многокомнатных помещениях в качестве расчетной нагрузки необходимо учитывать максимальное статическое давление на несущие и ограждающие конструкции от внутреннего взрыва, принимаемое равным 3,0 МПа, в том случае, если минимальный размер помещения L (длина, высота, ширина) удовлетворяет соотношению

где λ - длина детонационной ячейки топливовоздушной смеси, м, для условий в помещении (начальная температура, давление, химический состав), определяемая в задании на проектирование.

7.2.3 Взрывы газа внутри замкнутых помещений с проемами или легкосбрасываемыми конструкциями

В качестве расчетной нагрузки на несущие и ограждающие конструкции при взрывах газа в закрытых помещениях объемом до 1000 м³ с вентилируемыми проемами (окнами, дверьми и легкосбрасываемыми конструкциями) необходимо учитывать статическое давление взрыва p_d, равное наибольшему из значений (7.2) и (7.3):

 

где A_v - площадь вентилируемых проемов (окон, дверей, перегородок и других легкосбрасываемых конструкций), м²;

V - объем помещения, м³;

p_v - давление активации вентилируемого элемента, МПа, при котором происходит нарушение герметичности помещения (разрушение окон, дверей, мембранных ограждений) или срабатывает механизм предустановленных легкосбрасываемых строительных элементов конструкции.

Численные значения p_v для технического стекла принимают в соответствии с ГОСТ 30698, ГОСТ 30826, для других легкосбрасываемых конструкций - в соответствии с их техническими характеристиками, указанными в нормативных документах на изделия или задании на проектирование.

Отношение площади вентилируемого проема к объему помещения должно составлять не более 0,05.

7.3 Внешний взрыв

(Подраздел 7.3. Новая редакция. Изм. № 1)

7.3.1 При взрыве в открытом пространстве (внешний взрыв) конденсированных взрывчатых веществ или топливно-воздушных смесей на здания и сооружения действуют нагрузки, инициированные воздушной ударной или взрывной волной, которые необходимо учитывать при проектировании.

Основными расчетными параметрами нагрузки при внешнем взрыве в атмосфере с начальным давлением р₀, Па, являются:

- максимальное (пиковое) избыточное давление при взрыве р_max, определяемое с учетом дифракции и отражения взрывной волны;

- продолжительность положительной фазы взрыва t_p;

- импульс взрывной волны I₀ =

где p_i(t) описывает изменение во времени нагрузки при взрыве;

р₀ - атмосферное давление;

t - время;

- скорость фронта взрывной волны V.

Указанные характеристики, а также вид воздействия (ударная или взрывная волна) устанавливаются в результате анализа рисков.

Другие поражающие факторы при взрыве (например, действие осколков взрывного устройства, обломков разрушенных объектов, находящихся между эпицентром взрыва и сооружением, осколков оконных стекол, дверей, перекрытий, покрытий, перегородок и т.д.), вызванные возможным разрушением элементов конструкций, следует учитывать при разработке системы превентивных мер, уменьшающих риски для жизни и здоровья людей и снижающих возможный экономический ущерб.

Для зданий с проемами следует учитывать также воздействия от внешнего взрыва на внутренние элементы конструкций. При этом расчетное значение эквивалентной статической взрывной нагрузки, действующей в сторону, противоположную нагрузкам на фронтальную поверхность, определяется по формуле

где k_d - коэффициент динамичности (см. 7.3.4).

Нагрузку от внешнего взрыва, действующую на выступающие части наружных стен в местах расположения входов, на стены тамбур-шлюзов и тамбуров, на ограждающие конструкции аварийных выходов и защитно-герметические двери, следует принимать в соответствии с СП 88.13330.

Расчетные значения взрывных нагрузок приведены в 7.3.2 - 7.3.4. Указанные здесь значения взрывных нагрузок допускается уточнять с учетом изменения параметров воздействия во времени на основе динамического расчета зданий и сооружений.

7.3.2 В зависимости от формы и характерных размеров конструкции В расчетные значения взрывных нагрузок р_b следует задавать, используя одну из трех моделей:

а) Для линейных сооружений или элементов конструкций, имеющих минимальный характерный размер В ≤ 0,3 м в направлении, перпендикулярном движению взрывной или ударной волны, нагрузка р_b рассматривается как сила лобового сопротивления p_d элемента конструкции:

 

где q₀ - динамическое давление;

c_d - коэффициент лобового сопротивления, приведенный в таблице 7.1;

k_d - коэффициент динамичности, принимаемый согласно 7.3.4;

р₀ - атмосферное давление, принимаемое равным 101,325 кПа.

Таблица 7.1 - Коэффициенты лобового сопротивления

Для других геометрических форм коэффициент c_d определяется в рамках научно-технического сопровождения проектирования.

б) Для пространственных зданий и сооружений высотой Н > 3 м, имеющих прямоугольную форму в плане и характерный размер В > 3 м направлении, перпендикулярном движению взрывной волны (см. рисунок 7.1), расчетные значения взрывной нагрузки p_b определяются следующим образом:

- для фронтальной поверхности сооружения

- для остальных (не фронтальных) поверхностей сооружений

где p_s,f и p_s,o определяют по формулам (7.10) и (7.11) соответственно;

k_d - определено в 7.3.4.

Примечания

1 Нагрузки p_s,f и p_s,o прикладываются по нормали к соответствующей поверхности сооружения (см. рисунок 7.1).

2 Для здании и сооружений непрямоугольной геометрической формы нагрузки p_s,f и p_s,o определяются в рамках научно-технического сопровождения проектирования.

Рисунок 7.1 - Направления действия взрывных воздействий

в) Для сооружений или элементов конструкций, имеющих характерный размер 0,3 м ≤ В < 3 м, в направлении, перпендикулярном движению взрывной или ударной волны, величину р_b определяют по формуле

где p_d и p_s,f определяют согласно формулам (7.5) и (7.10) соответственно;

k_d - коэффициент динамичности (см. 7.3.4).

7.3.3 Расчетные значения параметров p_s,f и p_s,o взрывных нагрузок определяют следующим образом:

 

где v - коэффициент ослабления взрывной или ударной волны для конструкции длиной L (см. рисунок 7.2); при L_b/L > 10 v принимают 0,95;

с_е - коэффициент, определяемый по таблице 7.2;

q₀ - динамическое давление, определяемое по формуле (7.6).

Рисунок 7.2 - Зависимость коэффициента ослабления взрывной волны от отношения
длины конструкции L и характерной длины взрывной волны L_b

Таблица 7.2 - Значения коэффициента сопротивления с_е

Характерная длина взрывной волны L_b и характерная скорость V фронта взрывной волны определяются по формулам:

 

где а₀ = 344 м/с - скорость звука в воздухе.

7.3.4 Значение коэффициента динамичности k_d для расчетных взрывных нагрузок, указанных в перечислениях а) и в) 7.3.2, при расчете на действие взрывных волн следует принимать равным 1,5; при расчете на действие ударных волн - равным 2,0; для любого типа расчетных взрывных нагрузок, указанных в перечислении б) 7.3.2, - равным 1,0.

Примечание - Численные значения коэффициента динамичности k_d допускается уточнять на основе результатов динамических расчетов сооружений на взрывные воздействия с учетом их изменения во времени и допустимого уровня повреждений конструкций.

8 Ударные нагрузки

8.1 Общие положения

8.1.1 Ударные нагрузки и их сочетания следует относить к нормируемым (проектным) аварийным расчетным ситуациям в том случае, если расчетные значения их параметров и способы приложения установлены в настоящем своде правил, нормативных документах на проектирование конструкций, задании на проектирование.

Ударные нагрузки следует учитывать как нормируемые (проектные) особые в тех случаях, когда они не входят в технологический процесс.

8.1.2 Ударные нагрузки следует учитывать в случаях, указанных в 8.2 - 8.5, а также в иных случаях, установленных в нормативных документах на проектирование конструкций и сооружений либо задании на проектирование.

8.1.3 При соответствующем обосновании допускается выполнить динамический анализ ударного воздействия с использованием натурного или численного моделирования.

8.1.4 При проектировании сооружений следует учитывать возможные последствия действия ударных нагрузок в комбинации с другими особыми воздействиями, например столкновение топливозаправочного транспортного средства с опорной конструкцией моста и последующий пожар.

8.2 Удары автотранспортных средств

8.2.1 Ударные нагрузки от автотранспортных средств следует относить к нормируемым (проектным) особым нагрузкам и учитывать для следующих типов зданий и сооружений:

- используемых для парковки автомобилей;

- в которых допускается движение транспортных средств или вилочных погрузчиков;

- граничащих с автодорожным или железнодорожным транспортным потоком при отсутствии полосы отчуждения;

- мостовых сооружений.

Расчет на ударные воздействия от автотранспортных средств следует проводить для пролетных строений мостов с подмостовым габаритом менее 6 м, а также для промежуточных стоечных опор.

Для случаев, когда возможно соударение автотранспортных средств с опорными конструкциями или фасадами зданий, расчетные значения эквивалентных квазистатических нагрузок следует принимать по таблице 8.1.

Таблица 8.1

Нагрузки от столкновения грузовых автомобилей (с общей массой более 3,5 т) с частями сооружений следует учитывать в расчетах как равномерно распределенные по площади ударного контакта, которые прикладываются на высоте 1,0 м от уровня проезжей части.

Высоту площадки ударного контакта следует принимать равной 0,50 м, а ширину этой площадки - равной ширине конструктивного элемента, но не более 2,0 м.

Нагрузки от столкновения легковых автомобилей (с общей массой менее 3,5 т) с частями сооружений следует учитывать в расчетах как равномерно распределенные по площади ударного контакта, которые прикладываются на высоте 0,5 м от уровня проезжей части.

Высоту площадки ударного контакта следует принимать равной 0,25 м, а ширину этой площадки - равной ширине конструктивного элемента, но не более 1,5 м.

Для аварий, при которых габаритные размеры транспортного средства превышают размеры проема конструкции, площадь ударной нагрузки следует принимать равной площади контакта соударяемых объектов.

8.3 Удар погрузчика

(Измененная редакция. Изм. № 1)

При расчетах ударов погрузчиков о стены и фундаменты зданий, которые допускается считать жесткими, следует учитывать эквивалентную статическую нагрузку F_h, кН, определяемую по формуле

где φ - коэффициент динамичности, принимаемый равным 5;

W - вес погрузчика с максимальным грузом, кН.

Нагрузку следует прикладывать на высоте 0,75 м от пола или на высоте центра тяжести нагруженного погрузчика.

8.4 Удар вертолета

При проектировании зданий и сооружений с эксплуатируемыми посадочными вертолетными площадками на покрытии следует учитывать ударные воздействия от аварийной посадки.

Расчетное вертикальное эквивалентное квазистатическое воздействие вертолета на покрытие здания F_h, кН, следует определять по формуле

где m - масса вертолета, кг.

Воздействие от удара вертолета действует на участке размерами 2×2 м, расположенном в любом месте покрытия.

8.5 Ударные нагрузки от рельсового транспорта

8.5.1 Ударные воздействия, вызванные схождением с рельсов рельсовых транспортных средств под конструкциями или вблизи конструкций, необходимо учитывать для сооружений и их частей, расположенных вблизи железнодорожных путей.

8.5.2 Для зданий и сооружений, расположенных над рельсовыми путями или вблизи них в местах, где максимальная скорость рельсового транспорта не превышает 120 км/ч, предназначенных для постоянного или временного пребывания людей, ориентировочные расчетные значения эквивалентных статических нагрузок на сплошные стены и подобные конструкции следует принимать по таблице 8.2.

Таблица 8.2

8.5.3 Для массивных конструкций, расположенных над рельсовыми путями или вблизи них, таких как мосты с движением автотранспорта или одноэтажные здания, не предназначенные для длительного пребывания людей и не служащие местами временного пребывания людей, ударные воздействия следует устанавливать в задании на проектирование.

8.5.4 Для конструкций, расположенных за тупиковыми рельсовыми путями, следует учитывать эквивалентное значение горизонтального статического усилия от удара в защитную стену, принимаемое равным F_vx = 5000 кН для пассажирских поездов и F_vx = 10000 кН для грузовых поездов. Эти усилия прикладываются на высоте 1,0 м над уровнем рельсов.

9 Нагрузки от пожарных автомобилей на стилобатные и подземные части зданий

9.1 В расчетах зданий и сооружений при проектных аварийных расчетных ситуациях необходимо учитывать нагрузки от пожарного автотранспорта согласно техническим данным транспортных средств и в соответствии с заданием на проектирование.

Указанные нагрузки следует учитывать в особом сочетании.

9.2 Расчетное значение нагрузки от транспортных средств общей массой свыше 16 т, в том числе пожарного автотранспорта, на стены подвалов и покрытие подземной части зданий следует принимать согласно техническим данным транспортных средств и в соответствии с заданием на проектирование. При отсутствии паспортных данных транспортных средств следует принимать нормативное значение нагрузки от веса пожарных автомобилей не менее 36 кПа.

9.3 Расчетные значения нагрузок от пожарных автомобилей, действующие на покрытие подземной части здания, доступное для их проезда, следует принимать в зависимости от класса автомобилей, но не менее 160 кН на каждую ось, или равными 450 кН, прикладываемыми в наиболее неблагоприятном возможном положении, с учетом требований СП 35.13330.

В расчетах необходимо учесть нагрузки, обеспечивающие наиболее неблагоприятные варианты нагружения.

9.4 Давление на покрытие от выносных опор пожарного автомобиля необходимо учитывать в отдельном расчетном сочетании нагрузок и принимать равным наибольшей нагрузке на опору при перемещении гидроподъемника, составляющей 1,75 средней нагрузки на опору.

9.5 Размеры площадки для передачи нагрузки от колес пожарного автомобиля на покрытие проезжей части следует принимать равными 0,2×0,6 м; размеры основания выносной опоры или специальной подкладки - 0,5×0,5 м.

Приложение А

Дополнительные коэффициенты надежности для экстремальных снеговых,
гололедных нагрузок и температурных климатических воздействий

Таблица А.1 - Значения дополнительного коэффициента надежности γ_а при определении экстремальной снеговой нагрузки

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Таблица А.2 - Значения дополнительного коэффициента надежности γ_а при определении экстремальной гололедной нагрузки

(Новая редакция. Изм. № 1)

Таблица А.3 - Значения дополнительного коэффициента надежности γ_а при определении максимальных значений температуры воздуха Т_max, °С

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Таблица A.4 - Значения дополнительного коэффициента надежности γ_а при определении минимальных значений температуры воздуха Т_min, °С

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Приложение Б

Дополнительные коэффициенты условий работы для железобетонных и
стальных конструкций при аварийной расчетной ситуации

Б.1 Характеристики сопротивления материалов железобетонных конструкций в случае особых воздействий допускается повышать за счет использования дополнительных коэффициентов условий работы, указанных в таблице Б.1, учитывающих интенсивный рост прочности бетона в первый период после возведения здания, а также возможность использования арматуры за пределом текучести материала.

Таблица Б.1

Коэффициент условий работы для арматуры всех классов принимают равным 1,1.

Б.2 Расчетные сопротивления прокатной стали следует принимать по СП 16.13330 с учетом работы металлических конструкций за пределом текучести материала, принимая коэффициент условий работы равным 1,1.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Приложение В

Дополнительные коэффициенты условий работы для большепролетных
сооружений

Дополнительные коэффициенты условий работы для большепролетных сооружений, для которых не выполняются расчеты на прогрессирующее обрушение, следует принимать по таблице В.1.

Таблица В.1 - Дополнительные коэффициенты условий работы γ_сдоп

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Приложение Г

Организационные мероприятия по предотвращению или снижению риска
возникновения аварийных ситуаций

Г.1 Следует принимать рациональное сочетание нескольких методов обеспечения безопасности конструкций от прогрессирующего обрушения.

Г.2 К организационным мерам безопасности, исключающим, предупреждающим или снижающим до минимума влияние особых воздействий следует отнести комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности:

- возведение защищенного периметра перед сооружением (ограждения в виде массивных тумб, надолбов, подпорных стенок, систему искусственных защитных барьеров) для воспрепятствования приближения транспортных средств к сооружению, в том числе в целях террористического нападения;

- увеличение размеров зон, недоступных для террористической угрозы, за счет увеличения не менее чем на 50 м расстояния между защищенным периметром и фасадами сооружения;

- разработка комплекса организационных мероприятий по защите сооружения по периметру (въездной контроль, система наблюдения, защита от проникновения внутрь здания с помощью стальных решеток, датчики защитной сигнализации, технические средства досмотра и т.п.);

- технические мероприятия (объемно-планировочные, конструктивные, инженерные, организационные), обеспечивающие своевременную, беспрепятственную и безопасную эвакуацию людей при возникновении аварийных ситуаций;

- запрещение хранения взрывчатых материалов в сооружении или оборудование для их хранения специальных помещений с постоянным контролем выполнения правил их эксплуатации;

- мониторинг состояния несущих конструкций (см. ГОСТ 31937), в процессе которого отслеживают техническое состояние элементов и конструкций в целом, и организация надлежащей эксплуатации сооружения, для чего в составе проектной документации должен быть предусмотрен специальный раздел с паспортом (регламентом) по эксплуатации сооружения.

Г.3 Перечисленные в Г.2 мероприятия должны обеспечиваться соблюдением требований к квалификации персонала при выполнении проектных и строительных работ, использованием надлежащих строительных материалов, выбором методов контроля и приемки и обязательным их выполнением на всех стадиях проектирования, возведения и эксплуатации сооружения.

Г.4 Для ограничения последствий взрывов внутри помещений допускается применять следующие меры:

- применение легкосбрасываемых элементов с установленным давлением срабатывания;

- разделение соседних участков сооружения с хранящимися взрывчатыми веществами;

- ограничение зон сооружения, подверженных риску взрыва;

- применение специальных защитных мер между смежными конструкциями, подверженными риску взрыва, в целях исключения распространения давления.

Библиография

[1] Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»

[2] Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»

[3] Постановление Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2009 г. № 767 «О квалификации автомобильных дорог в Российской Федерации»

[4] Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 ноября 2016 г. № 495 «Об утверждении требований к регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов и ведению государственного реестра опасных производственных объектов» (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 22 февраля 2017 г., регистрационный № 45760)