Обеспечение стойкости к прогрессирующему обрушению промышленного здания с комбинированным железобетонно-стальным каркасом

Введение. Промышленные здания с комбинированным железобетонно-стальным каркасом, запроектированные и построенные в советский период, как правило, не проверялись на устойчивость к прогрессирующему обрушению, поскольку соответствующие требования не входили в состав обязательных расчетов того времени. При реконструкции и продлении срока эксплуатации таких объектов действующие нормативные документы требуют выполнения поверочных расчетов с учётом аварийных воздействий, при этом часть расчетных запасов, достаточных ранее, может оказаться исчерпанной из-за роста нормативных нагрузок и введения дополнительных понижающих коэффициентов условий работы.
Цель. Разработка и апробация методики оценки устойчивости несущего каркаса промышленного здания к прогрессирующему обрушению применительно к главному корпусу ТЭЦ, подбор эффективных конструктивных решений по усилению перегруженных элементов.
Материалы и методы. Разработана пространственная стержневая расчётная модель здания в программном комплексе ЛИРА-САПР с детализированным заданием узлов сопряжения железобетонных и стальных элементов. Расчёт на прогрессирующее обрушение выполнен по методике последовательного удаления элементов (alternate load path) с итерационным исключением из расчетной схемы элементов, превысивших несущую способность, вплоть до стабилизации системы или развития недопустимых деформаций.
Результаты. Установлено, что стропильные конструкции покрытия котельного отделения устойчивы к рассмотренным сценариям локального разрушения, тогда как фермы машинного зала первой и второй очередей строительства неустойчивы и характеризуются дефицитом несущей способности до двух раз. Разработаны адресные решения по усилению стальных ферм с введением дополнительных элементов решетки и продольных перехватывающих ферм, подтвержденные повторным расчетом.
Выводы. Предложенная методика позволяет выявлять уязвимые зоны каркасов промышленных зданий комбинированной конструктивной схемы и обосновывать минимально достаточные по объему мероприятия по усилению без остановки эксплуатации здания и полной разборки конструкций.

1. Марудина И.Г., Златковская Э.Е. Гражданские и промышленные здания: учебное пособие. Минск: РИПО, 2022. 378 с.

2. Плевков В.С., Гончаров М.Е. Стыки железобетонных колонн с усилением металлическими элементами: монография / под ред. В.С. Плевкова. Томск: ТГАСУ, 2023. 228 с. ISBN: 978-5-605-02457-6 EDN: BSNIPO

3. Жидков А.Е. Общие сведения о производственных зданиях: учебное пособие. Ч. 1: Назначение, классификация, унификация. Основные несущие конструкции одноэтажных зданий. Тула: ТулГУ, 2024. 159 с.

4. СП 385.1325800.2018. Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения. М.: Минстрой России, 2018.

5. СП 296.1325800.2017. Здания и сооружения. Особые воздействия. М.: Минстрой России, 2017.

6. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2019. 137 с.

7. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23–81*. М.: Стандартинформ, 2018.

8. Колчунов В.И., Ильющенко Т.А., Федорова Н.В., Савин С.Ю., Тур В.В., Лизогуб А.А. Живучесть конструктивных систем зданий и сооружений: аналитический обзор исследований. Строительство и реконструкция. 2024;(3):31–71. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2024-113-3-31-71

9. Колчунов В.И., Кореньков П.А., Федорова Н.В. Программа экспериментальных исследований сложно напряженных узлов железобетонных конструкций. Вестник МГСУ. 2025; 20(8):1165–1177. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2025.8.1165-1177

10. Тамразян А.Г. Вероятностный критерий оценки живучести железобетонных рам при локализации разрушения // Вестник МГСУ. 2025. Т. 20. № 7. С. 1061–1071. DOI: 10.22227/1997-0935.2025.7.1061-1071 EDN: UCPSKZ

11. Тамразян А.Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 3. № 3. С. 62–74. DOI: 10.22227/2949-1622.2023.3.62-74 EDN: IKRNWX

12. Кабанцев О.В., Лапшинов А.Е. Обзор мирового опыта по проведению натурных испытаний существующих железобетонных конструкций. Вестник МГСУ. 2024;19(9):1505–1520. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2024.9.1505-1520

13. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85*. М.: Стандартинформ, 2017.