Ваш город:
Нижний Новгород
Основные контакты 8 800 234-50-94
info@sibstroyekspert.pro
Главная База знаний Расчеты на прогрессирующее обрушение: без этого никак?

Расчеты на прогрессирующее обрушение: без этого никак?

30.04.2026
Статья

Прогрессирующее (непропорциональное) обрушение – это состояние конструкции, при котором локальный выход из строя отдельного несущего элемента (колонны, стены, перекрытия, узла сопряжения) запускает цепную реакцию, приводящую к разрушению значительной части здания или сооружения, несоизмеримой с первоначальным повреждением.

Исторические катастрофы показали, что традиционные расчеты на нормативные нагрузки не учитывают сценарии внезапной потери несущей способности. В ответ на это мировая инженерная практика сформировала отдельное направление – расчеты на прогрессирующее обрушение, которые сегодня являются обязательным этапом проектирования ответственных, высотных объектов и зданий с массовым пребыванием людей.

Нормативная база

В Российской Федерации основным документом, регламентирующим требования к проектированию на прогрессирующее обрушение, является СП 385.1325800.2018 «Проектирование зданий и сооружений на прогрессирующее обрушение». Документ гармонизирован с международными подходами и устанавливает:

  • классификацию конструкций по уровню риска;
  • перечень расчетных сценариев;
  • методы анализа и критерии допустимости;
  • требования к материалам, узлам и конструктивным мерам защиты.

Дополнительно применяются:

  • СП 20.13330.2016 (нагрузки и воздействия);
  • СП 63.13330.2018, СП 16.13330.2017 (бетонные и стальные конструкции);
  • СП 296.1325800.2017 (особые воздействия).
  • ГОСТ 27751-2014 (надежность строительных конструкций и оснований).

Важно отметить, что расчеты на прогрессирующее обрушение не требуются для всех зданий. Их обязательность зависит от класса ответственности, этажности, площади, функционального назначения и наличия особых рисков (взрыв, удар, техногенные аварии).

В соответствии с п. 5.2.6 ГОСТ 27751-2014 расчет на прогрессирующее обрушение следует проводить для зданий и сооружений класса КС-3 и для многоэтажных зданий класса КС-2 с массовым пребыванием людей (см. Б.1 приложения Б). Для других зданий и сооружений класса КС-2 с массовым пребыванием людей (см. приложение Б) требования к проведению расчетов устанавливают в нормах проектирования строительных конструкций и оснований или в задании на проектирование. Расчет на прогрессирующее обрушение допускается не проводить, если предусмотрены специальные мероприятия, исключающие прогрессирующее обрушение сооружения или его части.

 

Основные методы расчета

Современная практика выделяет три базовых подхода, которые могут применяться изолированно или в комбинации:

Метод Суть Область применения
Метод альтернативного пути нагрузки Моделирование внезапного удаления критического элемента, и проверка способности конструкции перераспределить усилия на соседние элементы Наиболее универсальный; обязателен для большинства классов зданий по СП 385
Метод связевых сил Обеспечение непрерывности и анкеровки элементов (горизонтальные и вертикальные связи) для восприятия усилий при потере опоры Преимущественно для сборных и каркасно-панельных систем
Метод ключевых элементов Усиление или защита наиболее нагруженных/уязвимых компонентов (колонны первых этажей, несущие стены, узлы) Применяется при ограниченном бюджете или архитектурных ограничениях

 

Статический и динамический анализ

  • Нелинейный статический анализ используется с введением динамического коэффициента (DIF ≈ 2,0), который компенсирует инерционные эффекты при мгновенном удалении элемента. Подходит для предварительных и рабочих расчетов.
  • Нелинейный динамический анализ (явное интегрирование по времени) учитывает реальную кинематику разрушения, контактное взаимодействие, отрыв элементов и демпфирование. Обязателен для сложных систем, зданий повышенной ответственности и при использовании инновационных материалов.

 

Пошаговая методика выполнения расчетов

  1. Определение расчетных сценариев. Выбираются элементы для удаления: угловая, крайняя и внутренняя колонна, фрагмент несущей стены, участок перекрытия. Сценарии назначаются с учетом архитектурно-конструктивной схемы и вероятности повреждения.
  2. Формирование нагрузочных сочетаний. Используются особые сочетания нагрузок. Постоянные нагрузки принимаются в полном объеме, временные – с понижающими коэффициентами. Добавляются возможные аварийные воздействия (взрыв, удар, пожар) при наличии проектного задания.
  3. Создание расчетной модели. Трехмерная конечно-элементная модель с учетом реальной жесткости элементов, податливости фундаментов, нелинейных свойств материалов и реальных условий опирания. Особое внимание уделяется моделированию узлов сопряжения.
  4. Выбор типа анализа и задание параметров. Для статического анализа: пошаговое снижение жесткости удаляемого элемента, применение DIF, контроль сходимости. Для динамического: задание функции удаления элемента, параметры контактного взаимодействия, критерии разрушения материалов.
  5. Анализ результатов и проверка критериев. Оцениваются: вертикальные перемещения перекрытий (допустимые пределы зависят от пролета и материала); развитие пластических деформаций и шарниров; остаточная несущая способность системы; отсутствие «цепного» выхода из строя связей.
  6. Принятие проектных решений. При невыполнении критериев корректируется сечение элементов, усиливается армирование, вводятся дополнительные связи, изменяются узлы сопряжения или применяется локальное экранирование. Расчет повторяется до достижения удовлетворительных результатов.

 

Особенности программного моделирования

В российской практике наиболее распространены:

  • SCAD Office, ЛИРА-САПР – имеют специализированные модули для анализа прогрессирующего обрушения, поддерживают нелинейный статический анализ с DIF и пошаговое удаление элементов;
  • Midas Gen, ANSYS, ABAQUS, LS-DYNA – применяются для сложных динамических расчетов, моделирования контактного разрушения, композитных и нестандартных конструкций.

Ключевые требования к моделированию:

  • использование нелинейных моделей материалов (Concrete Damage Plasticity, кинематическое упрочнение стали);
  • корректное задание граничных условий (учет податливости основания, температурных и технологических напряжений);
  • проверка сетки на чувствительность (сходимость результатов при измельчении);
  • валидация модели на экспериментальных или эталонных данных при наличии.

 

Практические рекомендации и типичные ошибки

Рекомендации:

  • Согласовывайте сценарии удаления элементов с заказчиком и экспертизой на ранних стадиях.
  • Учитывайте реальную последовательность возведения и фактическую схему распределения нагрузок.
  • Проверяйте не только глобальную устойчивость, но и локальную прочность узлов (стыки, анкеровка, сварные швы).
  • Документируйте все допущения, коэффициенты и критерии приемки для прохождения экспертизы.

❌ Типичные ошибки:

  • Применение линейного расчета без учета перераспределения усилий и пластических деформаций.
  • Игнорирование динамического характера удаления элемента (отсутствие DIF или некорректное задание функции удаления).
  • Идеализация узлов как абсолютно жестких или шарнирных без проверки реальной податливости.
  • Использование упрощенных моделей материалов, не отражающих посткритическое поведение (особенно для бетона и тонкостенных стальных профилей).
  • Отсутствие проверки сходимости и чувствительности результатов к шагу нагружения и размеру конечного элемента.

Заключение

Расчеты на прогрессирующее обрушение перестали быть экзотической процедурой и стали неотъемлемой частью современного проектирования. Они требуют глубокого понимания нелинейной механики, внимания к деталям сопряжений и строгого следования нормативным требованиям. При грамотном выполнении такие расчеты не только обеспечивают безопасность людей и сохранность инфраструктуры, но и позволяют оптимизировать конструктивные решения, избегая как избыточного армирования, так и скрытых резервов несущей способности.

Будущее направления связано с внедрением методов машинного обучения для быстрого скрининга сценариев, развитием цифровых двойников, интегрированных с системами мониторинга в реальном времени, а также с переходом к полностью вероятностным оценкам риска обрушения. Однако основой по-прежнему остаются физически корректные модели, верифицированные методики и инженерная ответственность.

 

Сократите издержки и достигайте своих целей увереннее вместе с нами!

В нашем экспертном центре Вам всегда доступны:

  • аудит всей проектной документации или отдельно раздела КР с выявлением решений, приводящих к лишним затратам или нарушениям требований безопасности;
  • негосударственная экспертиза ПД и РИИ с фокусом на снижение рисков получения замечаний и ускорение прохождения экспертизы;
  • экспертное сопровождение проектирования и строительства с проработкой оптимальных конструктивных решений;
  • сопровождение при прохождении государственной экспертизы, включая предварительную проверку и устранение потенциальных замечаний;
  • консультационная поддержка по вопросам ПИР, позволяющая сократить издержки и повысить управляемость проекта;
  • судебная и досудебная экспертиза для защиты интересов заказчика или подрядчика при возникновении споров и дополнительных затрат.

Поделиться ссылкой:

Другие публикации от ЭЦ СибСтройЭксперт

18.06.2026
Статья
Тамбур-шлюзы: конструктивные особенности
в отношении лестничной клетки типа Н3
Нормативная документация содержит положения, регламентирующие безопасность принимаемых на объекте решений: устройство эвакуационных путей и выходов, систем противопожарной защиты и т.д. Нормативная база включает в себя множество документов, которые могут ссылаться друг на друга или использовать общие термины и определения. Но порой возникает серьезная проблема: пункт норматива содержит недостаточное количество информации про требование, которое необходимо выполнить. Ни в данном документе, ни в любом другом нет конкретизации, что и как правильно сделать для обоснования выполнения положений установленных требований. В статье мы затронем именно эту тему и подробно разберем на примере конструктивных особенностей объекта, в части определения типа тамбур-шлюза при проектировании незадымляемой лестничной клетки типа Н3. Как всем известно, Федеральный закон № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (Далее – Федеральный закон № 123) является неотъемлемой частью при разработке раздела 9 «Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности». При этом, т.к. требования по пожарной безопасности зачастую влияют на объемно-планировочные и конструктивные решения объекта, данный раздел тесно связан с разделами 3 «Объемно-планировочные и архитектурные решения» и 4 «Конструктивные решения». При проектировании пожарной безопасности важно учитывать не только наличие необходимых систем противопожарной защиты, но и конструктивные элементы здания. Разберем виды и особенности лестничных клеток. Согласно ст. 40 Федерального закона № 123 эвакуационные лестничные клетки подразделяются на 2 типа: обычные лестничные клетки и незадымляемые. Те, в свою очередь, делятся еще на несколько типов: Обычные лестничные клетки: Л1 и Л2. Незадымляемые лестничные клетки: Н1, Н2 и Н3. В данном случае нас интересуют лестничные клетки типа Н3, описание которых гласит: «Н3 – лестничные клетки с входом на них на каждом этаже через тамбур-шлюз, в котором постоянно или во время пожара обеспечивается подпор воздух». Статья 37 Федерального закона № 123 сообщает нам о том, что тамбур-шлюзы подразделяются на следующие типы: 1-й тип; 2-й тип. Они же, в свою очередь, по табл. 25 Федерального закона № 123 имеют конкретные требования к элементам исполнения. И вот мы уже знаем все о требованиях и особенностях тамбур-шлюзов, но все равно в воздухе весит вопрос: какой же тамбур-шлюз необходимо предусмотреть для лестничной клетки типа Н3? Представим следующую ситуацию. Мы проектируем объект II степени огнестойкости. В соответствии с табл. 21 Федерального закона № 123 внутренние стены лестничной клетки должны быть с пределом огнестойкости REI 90. При этом максимальный предел огнестойкости ограждающих конструкций тамбур-шлюза может составлять всего EI45 (что соответствует пределу огнестойкости противопожарных перегородок 1-го типа). И тут же возникает новый вопрос: будет ли достаточно предела огнестойкости тамбур-шлюза при его размещении при лестничной клетке? На основе вышеизложенных размышлений в ФГБУ ВНИИПО России было отправлено обращение для разъяснения положений нормативной документации. После рассмотрения вопроса было получено письмо, в котором написано следующее: «По мнению специалистов института, в соответствии с положениями Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» при незадымляемых лестничных клетках типа Н3 необходимо предусмотреть тамбур-шлюзы 1-го типа». Таким образом, было выявлено, что для незадымляемых лестничных клеток типа Н3, независимо от степени огнестойкости здания и пределов огнестойкости строительных конструкций, необходимо предусматривать тамбур-шлюзы 1-ого типа. Соблюдение требованиям нормативной документации является наиважнейшей частью при разработке проектной документации любого объекта. Но порой те или иные пункты документа могут быть написаны профессиональным техническим языком, понятным далеко не каждому, или вовсе не содержать необходимой информации. В таком случае следует не действовать с закрытыми глазами, надеясь на удачу при отдаче проекта в экспертную организацию, а обратиться к соответствующим специалистам, которые не только разбираются в нормативной документации, но и участвуют в ее написании.   Сократите издержки и достигайте своих целей увереннее вместе с нами! В нашем экспертном центре Вам всегда доступны: разработка раздела проекта «Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности» для площадных и линейных объектов любого функционала с подготовкой необходимых обоснований и сопровождении в органах экспертизы; проведение расчетов по оценке пожарного риска и подготовка выводов о выполнении (невыполнении) условий соответствия объекта защиты требованиям пожарной безопасности; выполнение расчета по определению безопасных условий эвакуации людей из здания; разработка документа предварительного планирования действий по тушению пожаров и проведению аварийно-спасательных работ; проведение расчетов категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности; оценка соответствия проектной документации или отдельных разделов ПД (в т.ч. эскизов и ОТР) требованиям пожарной безопасности; оценка соответствия разрабатываемых или разработанных специальных технических условий (СТУ) и Расчетов рисков требованиям в области пожарной безопасности;
Мы в Telegram Проверить ТКП
Рассчитать стоимость
Подать документы в экспертизу
Заказать консультацию
Заказать звонок