3.Основные показатели оценки зданий

Прочность – это способность конструкций воспринимать и сопротивляться действующим нагрузкам, воздействиям, а также не допускать наступления одного или нескольких предельных состояний.

Под придельным состоянием понимается неспособность конструкций выполнять свои прямые функции.

Нагрузка - механические силы, прилагаемые к элементам зданий и сооружений и

определяющие их напряженно-деформированное состояние;

Воздействие - немеханические явления, вызывающие изменение напряженно-деформированного состояния элементов конструкций строительных сооружений;

Воздействия могут носить силовой и несиловой характер. В некоторых случаях под влиянием одних и тех же факторов могут возникать одновременно и силовые, и несиловые воздействия. Слой выпавшего снега создает дополнительную нагрузку на покрытие и одновременно изменяет температурный режим последнего в результате перемещения границы нулевых температур в сторону его внешней поверхности.

Воздействия могут изменяться по величине, времени действия, степени повторяемости.

Последствия, вызываемые влиянием выявленных воздействий на элементы зданий, проявляются в виде многообразных процессов, возникающих или протекающих в нем как в ходе строительства, так и в процессе эксплуатации. Определяются они не только формой, структурой и свойствами материалов, из которых изготовляются, но и характером взаимосвязи с другими элементами здания, т. е. конструктивным решением узловых сопряжений. Последние, в общем случае, разделяются на жесткие, упругие, шарнирные и подвижные.

При жесткой связи исключается возмож­ность перемещения или поворота одного эле­мента относительно другого, без разрушения структуры самого соединения. При упругогой связи возможны ограниченные перемещения, сопровождающиеся возникновением допусти­мых упругих или остаточных деформаций, не снижающих эксплуатационных или иных ка­честв. Шарнирное соединение допускает по­ворот одного элемента относительно другого, без линейного их взаимного перемещения. Под­вижное соединение допускает перемещение одного элемента относительно другого, без или с ограниченной возможностью их поворота от­носительно друг друга.

Протекающие в элементах здания процес­сы, так же как и вызывающие их воздействия, могут носить обратимый (например, темпера­турные деформации) и необратимый (напри­мер, осадочные явления) характер. Разные по своей природе воздействия способны вызывать одни и те же последствия и, наоборот, одно и то же воздействие — разные по своему ха­рактеру процессы.

Условная схема воздействий на здание

несиловый воздействия:

1. солнечная радиация

2. температурные воздействия

3. воздействия влаги

4. инфильтрация наружного воздуха

7- воздействие агрессивных примесей

8 – биологические воздействия

9 – воздействия звуковой энергии

силовые воздействия:

5. ветер

6. снег

10- силовые нагрузки (постоянные, длительно действующие временные, кратковременные)

11- сейсмические воздействия

12- вибрация

13- силы морозного пучения грунта

14- особые воздействия: аварии оборудования (протечка труб), просадочности лессового или протаявшего мерзлого грунтового основания здания, воздействия деформации земной поверхности в районах влияния горных выработок и т.п.)

15- воздействия взрывов или их последствий (взрывной волны) – динамические воздействия

16- боковое давление грунта

Рис… Распределение нагрузок и воздействий по элементам здания (доделать)

Жесткость – способность конструкции осуществлять свои статические функции с малыми, заранее заданными величинами.

Механическая безопасность - состояние строительных конструкций и основания здания или сооружения, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни и здоровью животных и растений вследствие разрушения или потери устойчивости здания, сооружения или их части;

Долговечность – это способность и время, в течении которого конструкция сохраняет эксплутационные свойства. Долговечность конструкции зависит от следующих факторов:

- ползучести – процесса малых непрерывных деформаций материала конструкции при длительном загружении;

- морозостойкости – сохранении влажными материалами необходимой прочности при многократном чередовании замораживания и оттаивания;

- влагостойкости – способности материалов противостоять воздействию влаги без существенного снижения прочности вследствие размягчения, расслоения или разбухания, коробления или растрескивания;

- коррозиестойкости – способности материалов сопротивляться разрушению, вызываемому химическими, физико- и электрохимическими процессами;

- биостойкости – способности органических материалов противостоять разрушающим воздействиям микроорганизмов и насекомых.

Здания по долговечности условно разделяются на три степени:

• 1 - ая - срок службы более 100 лет;

• 2 - ая - срок службы от 50 до 100 лет;

• 3 – я - срок службы от 20 до 50 лет.

Надежность – свойство здания сохранять заложенные в нем при проектировании параметры.

Устойчивость – способность конструкции сохранять равновесие при силовых нагрузках и воздействиях. Она обеспечивается целесообразным размещением несущих конструкции в пространстве и прочностью их сопряжений.

Ремонтопригодность здания – способность здания в целом или отдельных его конструкций ремонтироваться с минимальными затратами сил, средств и времени.

Эксплуатационная пригодность - характеризуется конструктивной надежностью и физической долговечностью, т е прочностью, устойчивостью, влаго- и морозостойкостью материалов конструкций допустимыми деформациями.

Пожарно-техническая классификация (основополагающим документом является Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности").

рис… Последствие взрыва

Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию, — пожарной опасности, и по свойствам сопротивляемости воздействию пожара и распространению его опасных факторов — огнестойкости.

Пожарно-техническая классификация предназначается для установления необходимых требований по противопожарной защите конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий в зависимости от их огнестойкости и (или) пожарной опасности.

• Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.

• Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.

Показателем огнестойкости является предел огнестойкости, пожарную опасность конструкции характеризует класс ее пожарной опасности.

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний:

потери несущей способности вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций (R);

потери целостности в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя (Е);

потери теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных для данной конструкции значений (I).

Предельное состояние - состояние конструкции строительного сооружения, за пределами которого его дальнейшая эксплуатация недопустима, затруднена или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливают по ГОСТ 30247.

Обозначение пределов огнестойкости конструкций (по ГОСТ 30247).

Обозначение предела огнестойкости строительной конструкции состоит из условных обозначений нормируемых для данной конструкции предельных состояний и цифры, соответствующей времени достижения одного из этих состояний (первого по времени) в минутах.

Например:

R 120 - предел огнестойкости 120 мин - по потере несущей способности;

RE 60 - предел огнестойкости 60 мин - по потере несущей способности и потере целостности, независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее;

REI 30 - предел огнестойкости 30 мин - по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее.

При составлении протокола испытаний и оформлении сертификата следует указывать предельное состояние, по которому установлен предел огнестойкости конструкции.

Если для конструкции нормируют (или устанавливают) различные пределы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначение предела огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделенных между собой наклонной чертой.

Например:

R 120 / EI 60 - предел огнестойкости 120 мин - по потере несущей способности; предел огнестойкости 60 мин - по потере целостности или теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из двух последних предельных состояний наступит ранее.

При различных значениях пределов огнестойкости одной и той же конструкции по разным предельным состояниям пределы огнестойкости обозначают по убыванию.

Цифровой показатель в обозначении предела огнестойкости должен соответствовать одному из чисел следующего ряда: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 360.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса:

К0 (непожароопасные);

К1 (малопожароопасные);

К2 (умереннопожароопасные);

К3 (пожароопасные).

Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливают по ГОСТ 30403.

Конструкции подразделяются на классы по пожарной опасности в соответствии с таблицей 1 по наименее благоприятному показателю (по ГОСТ 30403).

Условное обозначение класса пожарной опасности конструкции включает букву К и цифры; цифра, заключенная в скобки, обозначает продолжительность теплового воздействия при испытании образца в минутах.

Одна и та же конструкция может принадлежать к различным классам пожарной опасности в зависимости от времени теплового воздействия. Например:

К0 (15) конструкция класса КО при времени теплового воздействия 15 мин;

К1 (30) конструкция класса К1 при времени теплового воздействия 30 мин;

К2 (45) конструкция класса К2 при времени теплового воздействия 45 мин;

Kl (30)/КЗ (45) конструкция класса К1 при времени теплового воздействия 30 мин и класса КЗ при времени теплового воздействия 45 мин.

Таблица 1

Класс пожарной опасности конструк- ций	Допускаемый размер повреждения конструк-ций, см		Наличие		Допускаемые характеристики пожарной опасности поврежденного материала*
	вертикаль- ных	горизон-тальных	теплового эффекта	горения	горю чести	группа воспламеняемости	Дымооб- разующей способнос-ти
К0	0	0	н.д.	н.д.	—	—	—
К1	До 40	До 25	н.д.	н.д.	н.р.	н.р.	н.р.
	» 40	» 25	н.р.	н.д.	Г2	В2	Д2
К2	Более 40,	Более 25,	н.д.	н.д.	н.р.	н.р.	н.р.
	но до 80	но до 50
	То же	То же	н.р.	н.д.	ГЗ	ВЗ	Д2
КЗ	Не р е г л а м е н т и р у е т с я
* Обозначение группы горючести поврежденного материала принято по ГОСТ 30244, воспламеняемости — по ГОСТ 30402, обозначение группы дымообразующей способности поврежденного материала Д2 соответствует материалам с умеренной дымообразующей способностью по ГОСT12.1.044. Условные обозначения: н.д.—не допускается н.р. —не регламентируется

• Здания, а также части зданий, выделенные противопожарными стенами, — пожарные отсеки (далее — здания) — подразделяются по степеням огнестойкости, классам конструктивной и функциональной пожарной опасности.

Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций.

Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов.

Класс функциональной пожарной опасности здания и его частей определяется их назначением и особенностями размещаемых в них технологических процессов.

Здания и пожарные отсеки подразделяются по степеням огнестойкости согласно таблице 2.

К несущим элементам здания, как правило, относятся несущие стены и колонны, связи, диафрагмы жесткости, элементы перекрытий (балки, ригели или плиты), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре.

Таблица 2

Степень огне- стойкости здания	Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
	Несущие элементы здания	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Элементы бесчердачных покрытий			Лестничные клетки
				Настилы (в т.ч. с утеплителем)	Фермы, балки, прогоны	Внутренние стены		Марши и площадки лестниц
I	R 120	Е 30	RЕI 60	RЕ 30	R30	RЕI 120		R 60
II	R 90	Е 15	RЕI 45	RЕ 15	R 15	RЕI 90		R 60
III	R 45	Е 15	RЕI 45	RЕ 15	R 15	RЕI 60		R 45
IV	R 45	E 15	RЕI 15	RЕ 15	R 15	RЕI 45		R 15
IV	Не нормируется

Здания и пожарные отсеки по конструктивной пожарной опасности подразделяются на классы согласно таблице 3.

Таблица 3

Класс конструктивной пожарной опасности здания	Класс пожарной опасности строительных конструкций, не ниже
	Несущие стержневые элементы (колонны, ригели, фермы и др.)	Стены наружные с внешней стороны	Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия	Стены лестничных клеток и противопожарные преграды		Марши и площадки лестниц в лестничных клетках
С0	К0	К0	К0	К0		К0
С1	К1	К2	К1	К0		К0
С2	КЗ	КЗ	К2	К1		К1
СЗ	Не нормируется				К1		КЗ

Здания и части зданий — помещения или группы помещений, функционально связанных между собой, по функциональной пожарной опасности подразделяются на классы в зависимости от способа их использования и от того, в какой мере безопасность людей в них в случае возникновения пожара находится под угрозой, с учетом их возраста, физического состояния, возможности пребывания в состоянии сна, вида основного функционального контингента и его количества:

Ф1 Для постоянного проживания и временного (в том числе круглосуточного) пребывания людей (помещения в этих зданиях, как правило, используются круглосуточно, контингент людей в них может иметь различный возраст и физическое состояние, для этих зданий характерно наличие спальных помещений):

Ф1.1 Детские дошкольные учреждения, специализированные дома престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса школ-интернатов и детских учреждений;

Ф1.2 Гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов;

Ф1.3 Многоквартирные жилые дома;

Ф1.4 Одноквартирные, в том числе блокированные жилые дома;

Ф2 Зрелищные и культурно-просветительные учреждения (основные помещения в этих зданиях характерны массовым пребыванием посетителей в определенные периоды времени):

Ф2.1 Театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения с трибунами, библиотеки и другие учреждения с расчетным числом посадочных мест для посетителей в закрытых помещениях;

Ф2.2 Музеи, выставки, танцевальные залы и другие подобные учреждения в закрытых помещениях;

Ф2.3 Учреждения, указанные в Ф2.1, на открытом воздухе;

Ф2.4 Учреждения, указанные в Ф2.2, на открытом воздухе;

Ф3 Предприятия по обслуживанию населения (помещения этих предприятий характерны большей численностью посетителей, чем обслуживающего персонала):

Ф 3.1 Предприятия торговли;

Ф 3.2 Предприятия общественного питания;

Ф 3.3 Вокзалы;

Ф 3.4 Поликлиники и амбулатории;

Ф 3.5 Помещения для посетителей предприятий бытового и коммунального обслуживания (почт, сберегательных касс, транспортных агентств, юридических консультаций, нотариальных контор, прачечных, ателье по пошиву и ремонту обуви и одежды, химической чистки, парикмахерских и других подобных, в том числе ритуальных и культовых учреждений) с нерасчетным числом посадочных мест для посетителей;

Ф 3.6 Физкультурно-оздоровительные комплексы и спортивно-тренировочные учреждения без трибун для зрителей, бытовые помещения, бани;

Ф 4 Учебные заведения, научные и проектные организации, учреждения управления (помещения в этих зданиях используются в течение суток некоторое время, в них находится, как правило, постоянный, привыкший к местным условиям контингент людей определенного возраста и физического состояния):

Ф4.1 Школы, внешкольные учебные заведения, средние специальные учебные заведения, профессионально-технические училища;

Ф 4.2 Высшие учебные заведения, учреждения повышения квалификации;

Ф 4.3 Учреждения органов управления, проектно-конструкторские организации, информационные и редакционно-издательские организации, научно-исследовательские организации, банки, конторы, офисы;

Ф 4.4 Пожарные депо;

Ф 5 Производственные и складские здания, сооружения и помещения (для помещений этого класса характерно наличие постоянного контингента работающих, в том числе круглосуточно):

Ф 5.1 Производственные здания и сооружения, производственные и лабораторные помещения, мастерские;

Ф 5.2 Складские здания и сооружения, стоянки для автомобилей без технического обслуживания и ремонта, книгохранилища, архивы, складские помещения;

Ф 5.3 Сельскохозяйственные здания.

Производственные и складские здания и помещения по взрывопожарной и пожарной опасности в зависимости от количества и пожаровзрывоопасных свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов размещаемых в них производств подразделяются на категории согласно НПБ 105.

Производственные и складские помещения, в том числе лаборатории и мастерские в зданиях классов Ф1, Ф2, Ф3 и Ф4, относятся к классу Ф5.

В табл. 4 приведены примеры конструктивных решений зданий, соответствующие нормативным степеням огнестойкости и классу конструктивной пожарной опасности.

Таблица 4

Примеры конструктивного решения	Степень огнестойкости	Класс конструктивной пожарной опасности
1	2	3
Несущие и ограждающие конструкции из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов.		С0
Несущие конструкции из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона	I	С1
Ограждающие конструкции с применением материалов группы Г2, защищенных от огня и высоких температур, класса пожарной опасности К1 междуэтажных перекрытий в течение 60 мин, наружных стен и бесчердачных покрытий в течение 30 мин. Стены наружные с внешней стороны могут быть с применением материалов группы ГЗ		С2
Несущие элементы из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона, а также из стальных конструкций с огнезащитой, обеспечивающей предел огнестойкости 45.		С0
Ограждающие конструкции с применением листовых и плитных негорючих материалов.	II	С1
Несущие элементы из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона, а также из стальных конструкций с огнезащитой, обеспечивающей предел огнестойкости 45.
Ограждающие конструкции из панелей или поэлементной сборки, выполненные с применением материалов класса Г2, имеющие требуемый предел огнестойкости и класс пожарной опасности К1 перекрытий в течение 45 мин, покрытий и стен — в течение 15 мин. Наружная облицовка стен возможна из материалов группы ГЗ.
Несущие элементы из цельной или клееной древесины, подвергнутой огнезащите, обеспечивающей предел огнестойкости 45 и класс пожарной опасности К2 в течение 45 мин.		С2
Ограждающие конструкции из панелей или поэлементной сборки, выполненные с применением материалов класса Г2, имеющие требуемый предел огнестойкости и класс пожарной опасности К2 перекрытий в течение 45 мин, покрытий и стен — в течение 15 мин. Наружная облицовка стен возможна из материалов группы Г4
Несущие стержневые элементы из стальных незащищенных конструкций, стены, перегородки, перекрытия и покрытия из негорючих листовых или плитных материалов с негорючим утеплителем.		С0
Несущие элементы из стальных незащищенных конструкций.	III	С1
Несущие элементы из цельной или клееной древесины и других горючих материалов, с огнезащитой, обеспечивающей предел огнестойкости 15 и класс пожарной опасности К1 в течение 15 мин.
Стены, перегородки, перекрытия и покрытия из негорючих листовых материалов с утеплителем из материалов групп Г1, Г2, класса пожарной опасности К1 в течение 45 мин для перекрытий и 15 мин —для стен и бесчердачных покрытий.
Несущие элементы из цельной или клееной древесины или других горючих материалов, имеющие предел огнестойкости 15. Стены, перегородки, перекрытия и покрытия из листовых материалов и с утеплителем из материалов группы ГЗ		С2
Несущие и ограждающие конструкции, имеющие предел огнестойкости менее 15, с применением материалов групп Г1 и Г2.		С1
Несущие и ограждающие конструкции из древесины, подвергнутой огнезащитной обработке или других материалов группы ГЗ	IV	С2
Несущие и ограждающие конструкции из древесины или других материалов группы Г4		СЗ

Выбор соотношения между функциональной пожарной опасностью, степенью огнестойкости и классом конструктивной пожарной опасности, а также противопожарные мероприятия на объекте определяют величину риска, которая оценивается возможными социальными и материальными потерями. Сокращение риска до уровня приемлемого может достигаться повышением огнестойкости и снижением конструктивной пожарной опасности зданий, мероприятиями по ограничению распространения пожара, включая технические средства пожарной защиты.