СП 544.1325800.2025. Свод правил. Конструкции комбинированных каркасов с применением металла, древесины и железобетона. Правила проектирования
(утв. и введен в действие Приказом Минстроя России от 07.03.2025 № 148/пр)
Примечание
Отдельные требования данного документа включены в Реестр требований, подлежащих применению при выполнении инженерных изысканий, осуществлении архитектурно-строительного проектирования, проведении экспертизы проектной документации и (или) экспертизы результатов инженерных изысканий, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте, эксплуатации и сносе объектов капитального строительства, в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 31.08.2023 № 1417 (Официальный сайт ЕИС «Стройкомплекс.РФ» https://стройкомплекс.рф по состоянию на 13.02.2026). Текст документа приведен в соответствии с публикацией на сайте https://www.minstroyrf.gov.ru/ по состоянию на 27.03.2025. Документ введен в действие с 08.04.2025.
Утвержден и введен в действие Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 7 марта 2025 г. № 148/пр
КОНСТРУКЦИИ КОМБИНИРОВАННЫХ КАРКАСОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛА, ДРЕВЕСИНЫ И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Structures of combined frames using metal, wood and reinforced concrete. Design rules
Дата введения 8 апреля 2025 года
Предисловие
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ — Акционерное общество «Научно-исследовательский центр „Строительство“ (АО „НИЦ „Строительство“) — Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)»
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 приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 7 марта 2025 г. № 148/пр и введен в действие с 8 апреля 2025 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
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
Введение
Настоящий свод правил разработан в целях обеспечения требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [1] с учетом требований Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» [2].
Настоящий свод правил разработан авторским коллективом АО «НИЦ „Строительство“ — ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (руководитель работы — д-р техн. наук И.И. Ведяков, канд. техн. наук Д.В. Конин, канд. техн. наук А.А. Погорельцев, канд. техн. наук А.А.Р. Олуромби, И.В. Ртищева) при участии Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова (д-р техн. наук, проф. Б.В. Лабудин), Федерального государственного бюджетного учреждения „Центральный научно-исследовательский и проектный институт Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации“ (канд. техн. наук Д.Г. Пронин).»
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на конструкции комбинированных каркасов различного назначения с одновременным применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона, эксплуатируемых при температуре не ниже минус 40 °C и не выше плюс 50 °C, и устанавливает требования к конструктивным решениям и материалам при проектировании и реконструкции.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 9.005 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами
ГОСТ 20850 Конструкции деревянные клееные несущие. Общие технические условия
ГОСТ 22233 Профили прессованные из алюминиевых сплавов для ограждающих конструкций. Технические условия
ГОСТ 26633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 27772 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия
ГОСТ 30247.1 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции
ГОСТ 33079 Конструкции фасадные светопрозрачные навесные. Классификация. Термины и определения
ГОСТ 33080 Конструкции деревянные. Классы прочности конструкционных пиломатериалов и методы их определения
ГОСТ 33081 Конструкции деревянные клееные несущие. Классы прочности элементов конструкций и методы их определения
ГОСТ 33082 Конструкции деревянные. Методы определения несущей способности узловых соединений
ГОСТ 33124 Брус многослойный клееный из шпона. Технические условия
ГОСТ Р 52544 Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ Р 56705 Конструкции деревянные для строительства. Термины и определения
ГОСТ Р 56706 Плиты из перекрестноклееной древесины. Общие технические условия
ГОСТ Р ИСО 6707-1 Здания и сооружения. Общие термины
СП 2.13130 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изменением № 1)
СП 14.13330 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменениями № 2, № 3, № 4)
СП 16.13330 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции» (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4, № 5)
СП 20.13330 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4, № 5, № 6)
СП 22.13330 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений» (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4, № 5)
СП 24.13330 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты» (с изменением № 1)
СП 25.13330 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменением № 1)
СП 28.13330 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4)
СП 50.13330 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий»
СП 63.13330 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (с изменениями № 1, № 2)
СП 64.13330 «СНиП II-25-80 Деревянные конструкции» (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4)
СП 128.13330 «СНиП 2.03.06-85 Алюминиевые конструкции» (с изменением № 1)
СП 131.13330 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология» (с изменениями № 1, № 2)
СП 260.1325800 Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов. Правила проектирования
СП 267.1325800 Здания и комплексы высотные. Правила проектирования (с изменением № 1)
СП 294.1325800 Конструкции стальные. Правила проектирования (с изменениями № 1, № 2, № 3)
СП 296.1325800 Здания и сооружения. Особые воздействия (с изменениями № 1, № 2)
СП 299.1325800.2017 Конструкции деревянные с узлами на винтах. Правила проектирования (с изменениями № 1, № 2)
СП 382.1325800.2017 Конструкции деревянные клееные на вклеенных стержнях. Методы расчета (с изменениями № 1, № 2)
СП 385.1325800 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4)
СП 451.1325800.2019 Здания общественные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования (с изменением № 1)
СП 452.1325800.2019 Здания жилые многоквартирные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования (с изменением № 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, на официальном сайте федерального органа исполнительной власти, разработавшего и утвердившего настоящий свод правил, 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, определения, сокращения и обозначения
3.1 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 33079, ГОСТ 33124, ГОСТ Р 56705, ГОСТ Р ИСО 6707-1, СП 16.13330, СП 299.1325800, а также следующие термины с соответствующими определениями:
| винт: Стальной стержень с головкой для передачи крутящего момента и спиральной нарезкой, образующей резьбу в детали, который служит для соединения деталей путем ввинчивания. [СП 299.1325800.2017, пункт 3.1] |
|---|
| винтовой стержень: Винт без головки, со спиральной нарезкой по всей длине, образующей резьбу в деревянной детали, устанавливаемый путем ввинчивания с применением насадки на дрель или шуруповерт для передачи крутящего момента. [СП 299.1325800.2017, пункт 3.8] |
|---|
| вклеенный стержень: Стержень из материала повышенной прочности (стали, алюминиевого сплава, композита и др.), вклеенный в просверленное в древесине отверстие. [СП 382.1325800.2017, пункт 3.1] |
|---|
3.1.4 деревобетонная плита: Горизонтальный композитный элемент в виде бетонной или железобетонной стяжки (плиты), выполненной по перекрытию из деревянных конструкций.
3.1.5 железобетонная стяжка (плита): Горизонтальный железобетонный элемент — плита, объединяемая со сплошным настилом из деревянных панелей в единую конструкцию для обеспечения их совместной работы.
Примечание - Высота железобетонной стяжки (плиты) не более 0,7 высоты деревянных панелей.
3.1.6 каркас: Внутренняя несущая конструкция здания сооружения, состоящая из системы линейных элементов, сопряженных между собой.
| клеевинтовой стержень: Стержень со спиральной нарезкой, образующей резьбу в детали, древесина в отверстии которой пропитана клеем, устанавливаемый путем ввинчивания. [СП 382.1325800.2017, пункт 3.6] |
|---|
3.1.8 колонна: Произвольный стержень в пределах этажа (этажей), работающий на сжатие и (или) сжатие с изгибом.
3.1.9 комбинированный каркас: Внутренняя несущая конструкция здания (сооружения), состоящая из системы линейных элементов, сопряженных между собой и выполненных из различных материалов.
3.1.10 пластина: Плоский элемент геометрической или произвольной формы, толщина которого в несколько раз меньше по сравнению с его другими размерами.
3.1.11 плита: Горизонтальная плоская несущая конструкция здания, сооружения, работающая на изгиб, нагруженная вертикально, перпендикулярно к плоскости.
3.1.12 ригель: Балочный элемент разрезной или неразрезной схемы.
3.1.13 связь (связевой элемент): Компонент несущей системы каркаса, который позволяет разгрузить несущие элементы каркаса от горизонтальных воздействий, в том числе динамических.
3.1.14 эквивалентное напряжение: Нормальное напряжение, равноопасное рассматриваемому (заданному) сложному напряженному состоянию.
3.1.15 эквивалентный коэффициент надежности: Коэффициент, учитывающий все коэффициенты надежности, используемые в расчетах при сложном напряженно-деформированном состоянии элемента.
3.2 Сокращения
В настоящем своде правил применены следующие сокращения:
ДПК (CLT) — древесина перекрестноклееная;
КДК — клееная деревянная конструкция;
ЛВЛ (LVL) — древесина многослойная клееная из шпона.
3.3 Обозначения
В настоящем своде правил применены обозначения:
Усилия, коэффициенты работы от внешних нагрузок и воздействий, напряжения в поперечном сечении элемента
4 Общие положения. Классификация
4.1 Общие положения
4.1.1 Конструкции комбинированных каркасов с одновременным применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона должны эксплуатироваться в среде от неагрессивной до среднеагрессивной степени воздействия по СП 28.13330, соответствовать требованиям [1], [2] и настоящего свода правил.
4.1.2 К конструкциям комбинированных каркасов с одновременным применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона следует относить элементы каркасов зданий с дисками плит перекрытий и (или) стеновыми панелями из древесины, включая деревянные каркасы, проектируемые в соответствии с СП 64.13330, с использованием металлических элементов связей.
4.1.3 В качестве несущих элементов каркасов следует использовать конструкции из древесины, стали, сборного или монолитного железобетона, включая предварительно напряженные элементы (колонны, балки, ригели, прогоны и т.п.).
4.1.4 В качестве несущих плит перекрытия, стеновых панелей следует использовать панели из древесины ДПК (CLT) по ГОСТ Р 56706, КДК и ЛВЛ (LVL) по ГОСТ 20850, другие ДК в соответствии с СП 64.13330, деревобетонные плиты.
4.1.5 При проектировании конструкций комбинированных каркасов следует учитывать условия производства и транспортирования, максимальные габаритные размеры элементов из древесины.
4.1.6 Конструкции комбинированных каркасов должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы) согласно ГОСТ 27751.
4.1.7 Пространственную жесткость и неизменяемость каркасов следует обеспечивать совместной работой каркаса с плитами перекрытия и (или) стеновыми панелями из древесины, устройством системы связей, ядер жесткости из стального каркаса или железобетона, жесткими узлами сопряжений элементов каркаса между собой и (или) фундаментом (стилобатом).
4.1.8 В качестве связей, объединяемых в систему, следует использовать:
- комплекс металлических стержневых элементов;
- железобетонные диафрагмы (сборные, монолитные);
- деревянные стеновые панели, объединенные в сплошные диафрагмы;
- плиты перекрытия, объединенные в сплошные диски перекрытий.
4.1.9 К ядрам жесткости следует относить лестнично-лифтовые узлы и иные замкнутые диафрагмы по всей высоте здания.
4.1.10 Для обеспечения совместной работы каркаса с элементами из древесины в зданиях до 12 этажей плиты перекрытий следует объединять в сплошные диски с металлическими узловыми соединениями и креплениями элементов из древесины к элементам каркаса (см. подраздел 7.2).
4.1.11 Для обеспечения совместной работы каркаса с элементами из древесины в зданиях от 12 этажей и выше плиты перекрытий следует объединять в сплошные диски с металлическими узловыми соединениями и креплениями элементов из древесины к элементам каркаса, а также стеновые панели следует объединять в вертикальные диафрагмы жесткости, внутренние и (или) наружные стены с металлическими узловыми соединениями и креплениями элементов из древесины к элементам каркаса (см. подраздел 7.2).
4.1.12 Деревянные наружные и (или) внутренние панели, стены, диафрагмы, плиты и диски перекрытий в виде сборных панелей, а также их узловые соединения следует проектировать с учетом включения их в пространственную работу каркаса, с учетом действия горизонтальных, вертикальных, сейсмических нагрузок, динамических, неравномерных деформаций основания.
4.1.13 Необходимость устройства деревобетонной плиты перекрытия следует определять на основании пространственного расчета каркаса с учетом горизонтальных, вертикальных, сейсмических, динамических (ветровых, технологических и др.) воздействий и неравномерных деформаций основания.
4.1.14 Для включения железобетонной стяжки (плиты) в работу следует деревобетонные плиты, объединяя сборные деревянные элементы и железобетонную стяжку (плиту) между собой в композитные плиты, крепить к элементам каркаса с помощью металлических деталей (см. подраздел 7.2).
4.1.15 При проектировании комбинированных каркасов с применением двух и более разных материалов (древесины, металла и (или) железобетона) следует предусматривать шумоизоляцию и компенсационные мероприятия между элементами здания и лифтовых шахт, предотвращающие передачу вибродинамических воздействий на деревянные элементы.
4.1.16 Условия, устанавливаемые заданием на проектирование (безопасность, долговечность конструкций, эксплуатационная пригодность и другие), должны быть обеспечены выполнением требований:
- к стальным конструкциям и элементам;
- деревянным конструкциям и элементам;
- железобетонным конструкциям и элементам;
- клеевому составу;
- соединительным элементам (металл, древесина и др.);
- расчетам конструкций;
- конструктивных;
- технологических;
- по эксплуатации.
Нагрузки и воздействия, коэффициенты надежности и сочетаний, подразделение нагрузок по длительности действия, предельные значения деформаций (перемещения, прогибы, амплитуды), пределы морозостойкости, непроницаемости, огнестойкости, защита конструкций от воздействия агрессивных сред, расчетные значения температуры наружного воздуха и относительной влажности окружающей среды и др. следует определять по СП 2.13130, СП 14.13330, СП 16.13330, СП 20.13330, СП 22.13330, СП 28.13330, СП 50.13330, СП 63.13330, СП 64.13330, СП 131.13330, СП 267.1325800, [2].
4.2 Классификация
4.2.1 Комбинированные каркасы с одновременным применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона различаются по функциональному применению материалов конструкций. Варианты комбинированных каркасов:
а) каркасы из деревянных конструкций в соответствии с СП 64.13330, с металлическими элементами связей (рисунок 4.1);
б) каркасы из стальных конструкций и ядра жесткости, со стеновыми панелями и (или) плитами перекрытий из древесины, включаемых в работу с помощью узловых соединений и креплений элементов из древесины к элементам каркаса (рисунок 4.2);
в) каркасы из стальных стержневых конструкций с железобетонным ядром жесткости, со стеновыми панелями и (или) плитами перекрытий из древесины, включаемых в работу с помощью креплений к элементам каркаса (рисунок 4.3);
г) каркасы из железобетонных конструкций с жесткими узлами сопряжения стержневых элементов, со стеновыми панелями и (или) плитами перекрытий из древесины, включаемых в работу с помощью креплений к элементам каркаса (рисунок 4.4);
д) смешанные каркасы со стеновыми панелями и (или) плитами перекрытий из древесины, включаемых в работу с помощью узловых соединений и креплений к элементам каркаса. В качестве несущих конструкций используют элементы из разных материалов:
- сталь и древесина с системой связей и (или) ядрами жесткости, и (или) жестким сопряжением с фундаментом;
- железобетон и древесина с системой связей и (или) ядрами жесткости, и (или) жесткими узловыми сопряжениями между собой и (или) с фундаментом;
- железобетон и сталь с системой связей и (или) ядрами жесткости, и (или) жесткими узловыми сопряжениями между собой и (или) с фундаментом;
е) составные каркасы со стеновыми панелями и (или) плитами перекрытий из древесины, включаемых в работу с помощью узловых соединений и креплений к элементам каркаса, — совмещение вышеперечисленных комбинированных каркасов а) - д) по высоте.
1 — стеновые деревянные панели; 2 — деревянные панели перекрытия; 3 — деревянный каркас; 4 — металлические элементы связей
Рисунок 4.1 — Пример комбинированного каркаса из деревянных конструкций, со стеновыми дисками и (или) перекрытиями из деревянных панелей, с металлическими раскосами
1 — сборные деревянные панели; 2 — деревянные панели перекрытия; 3 — стальной каркас; 4 — металлические элементы связей, объединенные в ядро жесткости
Рисунок 4.2 — Пример комбинированного каркаса из металлических конструкций, с ядром жесткости, со стеновыми дисками и перекрытиями из деревянных панелей
1 — стеновые деревянные панели; 2 — деревянные панели перекрытия; 3 — стальной каркас; 4 — железобетонное ядро жесткости
Рисунок 4.3 — Пример комбинированного каркаса из металлических конструкций, с железобетонным ядром жесткости, со стеновыми дисками и перекрытиями из деревянных панелей
1 — стеновые деревянные панели; 2 — деревянные панели перекрытия; 3 — железобетонный каркас с жесткими узлами сопряжения стержневых элементов
Рисунок 4.4 — Пример комбинированного каркаса из железобетонных конструкций, со стеновыми дисками и (или) перекрытиями из деревянных панелей
4.2.2 Железобетонную стяжку (плиту) по перекрытию из сборных деревянных элементов, работающую совместно с каркасом, для многоэтажных и высотных зданий допускается применять с каждым из вариантов каркаса.
4.2.3 Для стальных, железобетонных, смешанных каркасов из металла и железобетона, наряду с деревянными сборными стеновыми панелями и плитами перекрытий, допускается применять монолитные стены и плиты, сборные и сборно-монолитные железобетонные стеновые панели и плиты перекрытий. Необходимость определяется расчетом, технологическим назначением здания (сооружения), технико-экономическим обоснованием.
5 Материалы
5.1 Древесина. Общие технические требования
Материалы для изготовления деревянных конструкций, в том числе элементов соединений, должны соответствовать требованиям СП 64.13330, СП 451.1325800.2019 (раздел 7), СП 452.1325800.2019 (раздел 7).
5.2 Металл. Общие технические требования
Материал несущих конструкций стального каркаса следует принимать из стали не ниже С245 по ГОСТ 27772, в соответствии с требованиями СП 16.13330, СП 294.1325800.
Материалы для изготовления металлических конструкций каркаса, элементов соединений должны соответствовать требованиям СП 16.13330, СП 294.1325800, ГОСТ 27772, СП 63.13330, ГОСТ 22233, СП 128.13330.
5.3 Железобетон. Общие технические требования
Материалы для изготовления железобетонных конструкций должны соответствовать требованиям СП 63.13330.
Для железобетонных конструкций и стяжки (плиты) комбинированных плит класс бетона по прочности на сжатие следует принимать не ниже B20 по ГОСТ 26633.
5.4 Материалы узловых соединений. Общие технические требования
5.4.1 В качестве несущих элементов соединений конструкций из древесины следует использовать детали и метизы:
5.4.2 Соединения конструкций следует разрабатывать с учетом характеристик материалов элементов узлов, условий их работы:
- стальные элементы — в соответствии с ГОСТ 27772, СП 16.13330, СП 260.1325800;
- арматурные стальные и железобетонные элементы — в соответствии с СП 63.13330;
- алюминиевые элементы — в соответствии с ГОСТ 22233, СП 128.13330;
- деревянные элементы — в соответствии с ГОСТ 33080, ГОСТ 33081, СП 64.13330, СП 299.1325800, СП 382.1325800;
- клеевые составы, включая составы, используемые для вклейки стержней, — в соответствии с СП 64.13330.
5.4.3 Клеевые составы должны быть стойкими к загрязнениям, воздействию кислых, щелочных и солевых сред, моющим средствам, ультрафиолетовому излучению, воздействию знакопеременных температур, длительному воздействию атмосферной влаги.
5.4.4 Для вклеивания металлических стержней и нагелей в элементы из древесины следует применять эпоксидные клеи. При требованиях повышенной огнестойкости конструкции, температуре эксплуатации 35 °C и выше следует применять эпоксидные клеи с температурой стеклования 60 °C и выше.
5.4.5 Все узлы крепления, крепежные элементы следует выполнять из коррозионно-стойких материалов или защищать от коррозии в соответствии с СП 28.13330.
6 Расчет элементов
6.1 Основные положения по расчетам
6.1.1 Расчеты следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 27751, [1], в том числе при особом сочетании нагрузок.
При расчете конструкций на основе метода конечных элементов должны выполняться условия прочности и устойчивости, деформативности, предупреждения возникновения чрезмерных перемещений конструкции, условия предельной частоты собственных колебаний.
Расчет конструкций по предельным состояниям первой и второй групп следует выполнять с учетом упругих/упругопластических свойств материалов. Для более точной оценки напряженно-деформированного состояния конструкции следует выполнять расчет по деформируемой схеме с учетом геометрической, физической и конструктивной нелинейностей.
6.1.2 Расчеты должны обеспечивать надежность зданий или сооружений в целом и отдельных элементов (фундаментов, элементов каркаса, стен, перекрытий), деталей соединений и стыков в течение расчетного срока их службы, а также при производстве работ, в том числе при проведении мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту. Надежность обеспечивается выполнением требований ГОСТ 27751 по расчету по двум группам предельных состояний, а также на особые воздействия при необходимости их учета.
Расчеты по предельным состояниям первой группы включают проверку:
- по несущей способности конструкций и конструктивных элементов;
- несущей способности основания и фундамента;
- устойчивости конструкций и конструктивной системы в целом;
- обеспечению защиты от прогрессирующего обрушения конструктивной системы;
- несущей способности конструкций и конструктивной системы при сейсмических воздействиях;
- несущей способности конструкций и конструктивной системы при термических (огневых) воздействиях;
- прочих факторов в соответствии с ГОСТ 27751.
Расчеты по предельным состояниям второй группы включают проверку:
- по деформациям и прогибам отдельных конструкций и конструктивных элементов;
- деформациям конструктивной системы в целом;
- ускорениям конструктивной системы в целом при динамических воздействиях (ветровых, транспортных, технологических, сейсмических, прочих);
- деформациям основания, в том числе неравномерным (относительная разность осадок, крен и пр.);
- прочих факторов в соответствии с ГОСТ 27751.
6.1.3 Расчеты конструкций следует выполнять на все виды нагрузок, соответствующих функциональному назначению зданий и сооружений, нагрузок от транспортных средств, с учетом влияния окружающей среды, технологических, температурных и влажностных воздействий, условий изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации, свойств материалов, а также с учетом расчетного срока службы проектируемого объекта и отдельных элементов.
В расчетных схемах следует учитывать деформационные характеристики узловых соединений, опорных закреплений, оснований и фундаментов.
6.1.4 Нормативные значения нагрузок и воздействий, предельные значения прогибов и перемещений элементов конструкций, пиковые значения ветровых нагрузок следует учитывать в соответствии с требованиями СП 20.13330, СП 267.1325800, СП 296.1325800.
Расчетные значения нагрузок и воздействий принимают в зависимости от вида расчетного предельного состояния и расчетной ситуации.
6.1.5 За расчетную температуру в районе строительства следует принимать температуру наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, определенную согласно СП 131.13330.
Расчетную технологическую температуру устанавливают в задании на проектирование.
6.1.6 Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы конструкций.
Рассматривают следующие расчетные модели:
- отдельные конструктивные элементы (растянутые, сжатые, внецентренно сжатые, сжато-изгибаемые и изгибаемые);
- плоские или пространственные системы, раскрепленные (расчет таких конструкций следует выполнять путем анализа отдельных элементов с учетом их взаимодействия между собой и с основанием по СП 22.13330).
6.1.7 Проверку несущей способности и подбор сечений конструкций следует выполнять на действие изгибающих и крутящих моментов, продольных сил, поперечных сил, сдвигающих сил, включая сопряжения элементов, и местное действие нагрузки.
6.1.8 Геометрические характеристики сечений (A, Iy, Iz, Wy, Wz, iy, iz и другие) при расчетах по предельным состояниям первой и второй групп следует вычислять с учетом ослабления отверстиями, фасок, вырезов, скосов, подрезок и пр. по общим правилам строительной механики и сопротивления материалов с учетом особенностей и материала элементов сечения.
6.1.9 При расчете конструкций и соединений следует учитывать:
- коэффициенты надежности по ответственности \gamma_{n} , принимаемые согласно ГОСТ 27751 в соответствии с уровнем ответственности здания;
- коэффициенты надежности по нагрузке \gamma_{f} , принимаемые согласно СП 20.13330;
- коэффициенты условий работы \gamma_{c} элементов конструкций и соединений, принимаемые согласно СП 16.13330, СП 63.13330, СП 64.13330 для соответствующего материала.
6.1.10 При расчете конструкций в виде идеализированных упругих пространственных систем с помощью расчетно-вычислительного программного обеспечения отношение критической нагрузки к расчетной должно быть не менее коэффициента надежности по устойчивости системы в целом \gamma_{stab} , равного:
\gamma_{stab} = 2,0 — при расчете по недеформированной схеме;
\gamma_{stab} = 1,3 — при расчете по деформированной схеме.
6.1.11 Расчет каркасов и элементов следует выполнять в соответствии с выбранным материалом:
- металлические конструкции — по СП 16.13330, СП 128.13330, СП 260.1325800, СП 294.1325800;
- деревянные конструкции, в том числе клееные, - СП 64.13330, СП 299.1325800, СП 382.1325800;
- железобетонные конструкции - СП 63.13330;
- основания и фундаменты - СП 22.13330, СП 24.13330, СП 25.13330.
6.1.12 Определение расчетных характеристик композитных элементов (плиты перекрытия и балки с использованием деревянных сборных элементов и железобетона, металла и древесины, металла и бетона и пр.) следует выполнять путем приведения составляющих поперечного сечения к одному материалу. Следует использовать коэффициенты приведения m геометрических характеристик поперечных сечений элементов к рассматриваемому материалу, которые определяют по формуле
m = \frac{E_{2}}{E_{1}} , (6.1)
где E1 — модуль упругости рассматриваемого материала, к которому приводится сечение;
E2 — модуль упругости приводимого материала.
Для сечений элементов, состоящих из двух материалов и более, коэффициенты приведения следует рассчитывать применительно к одному рассматриваемому материалу, включая расчеты в программных комплексах.
6.1.13 Расчет по обеспечению защиты комбинированного каркаса от прогрессирующего обрушения конструктивной системы следует выполнять согласно СП 385.1325800.
6.1.14 При расчете конструкций каркаса в соответствии с ГОСТ 27751 (включая требования к уровню ответственности и контролю качества) с учетом требований пожарной безопасности, предельные состояния конструкций (характеристики материалов конструкций, снижение прочностных свойств и другие особенности работы конструкций при повышенных температурах) следует определять при стандартном температурном режиме по ГОСТ 30247.1.
6.2 Требования к расчетам
6.2.1 Расчет по несущей способности
6.2.1.1 Расчеты конструкций комбинированных каркасов с одновременным применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона необходимо выполнять с учетом положений настоящего раздела.
6.2.1.2 Элементы по несущей способности следует рассчитывать из условия
где \sigma — внутренние напряжения конструкций от действия внешней нагрузки;
R — предельное значение расчетного сопротивления, соответствующее материалу и виду напряженно-деформированного состояния;
\gamma — коэффициент надежности.
6.2.1.3 В случае сложного напряженно-деформированного состояния, по несущей способности элемент следует рассчитывать из условия
\frac{\sigma_{\text{экв}}}{R\gamma_{\text{экв}}} \leq 1,0 . (6.3)
где \sigma_{\text{экв}} — эквивалентное напряжение рассматриваемого участка сечения с заданным напряженно-деформированным состоянием;
\gamma_{\text{экв}} — эквивалентный коэффициент надежности;
R — см. пункт 6.2.1.2.
6.2.1.4 Действующие напряжения \sigma для элементов конструкций следует определять по общим правилам строительной механики и сопротивления материалов в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния, расчетных геометрических характеристик элемента в различных сечениях по его длине, с учетом расчетных значений нагрузок, их сочетаний и материала.
6.2.1.5 Расчет по несущей способности элементов на действие изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует выполнять для сечений, нормальных к их продольной оси.
6.2.1.6 При расчете по несущей способности сжатых элементов необходимо учитывать случайный эксцентриситет продольного усилия ea в двух направлениях, обусловленный не учтенными в расчете факторами (неравномерностью включения слоев в работу, неоднородностью склейки, несовершенствами древесины и др.).
6.2.1.7 Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести e0 следует принимать равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее ea.
Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет e0 следует принимать равным сумме случайного и проектного эксцентриситетов.
При симметричном сечении эксцентриситет e0 следует определять относительно центра тяжести сечения.
6.2.1.8 Расчет сжатых элементов следует выполнять в плоскости эксцентриситета продольного усилия и в нормальной к ней плоскости, в которой e0 следует принимать равным значению случайного эксцентриситета. При этом в обоих случаях необходимо учитывать влияние прогиба.
Расчет на косое внецентренное сжатие следует выполнять при эксцентриситетах продольной силы e0 в двух направлениях.
6.2.1.9 Расчет на устойчивость элементов комбинированных каркасов и их составляющих следует выполнять согласно их материалу в соответствии с нормативными документами, указанными в 6.1.11.
6.2.2 Расчет по деформациям
6.2.2.1 Прогибы или перемещения конструкций комбинированных каркасов от действия внешней нагрузки при расчете по деформациям не должны превышать предельно допустимых значений в соответствии с условием
где f — прогиб или перемещение конструкции от действия внешней нагрузки;
fult — предельно допустимый прогиб или перемещение.
6.2.2.2 Прогибы или перемещения следует определять в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых жесткостных характеристик в различных сечениях по длине конструкции комбинированного каркаса по общим правилам строительной механики, с учетом совместной работы всех элементов.
6.2.2.3 Жесткость рассматриваемого сечения конструктивного элемента следует определять по общим правилам строительной механики и сопротивления материалов с учетом упругих свойств материалов и анизотропии древесины.
6.2.2.4 Деформации конструкций следует рассчитывать с учетом длительности действия нагрузок согласно СП 20.13330.
6.2.2.5 Значения предельно допустимых деформаций и прогибов принимают в соответствии с СП 20.13330.
7 Требования по проектированию
7.1 Проектирование конструкций комбинированных каркасов с применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона
7.1.1 Проектирование конструкций комбинированных каркасов с применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона осуществляют в соответствии с [1], [2], СП 20.13330, СП 50.13330, СП 296.1325800 и настоящим сводом правил:
- для обеспечения требований безопасности;
- определения параметров эксплуатационно-технических характеристик, соответствующих требованиям задания на проектирование;
- разработки конструктивных решений, обеспечивающих достижение требуемых эксплуатационно-технических характеристик.
7.1.2 Проектирование каркасов и элементов следует выполнять в соответствии с выбранным материалом:
- металлические конструкции — по СП 16.13330, СП 128.13330, СП 260.1325800, СП 294.1325800;
- деревянные конструкции - СП 64.13330, СП 299.1325800, СП 382.1325800;
- железобетонные конструкции - СП 63.13330;
- основания и фундаменты - СП 22.13330, СП 24.13330, СП 25.13330.
7.1.3 При проектировании конструкций необходимо:
- принимать конструктивные схемы, обеспечивающие несущую способность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом и их отдельных элементов в течение расчетного срока службы;
- применять рациональные размеры сечений и отдельных слоев, составы, типы соединений;
- обеспечивать для элементов конструкций минимальные размеры сечений, удовлетворяющие расчету и конструктивным требованиям, с учетом сортаментов на стальные конструкции и пиломатериалы, соблюдая правила унификации и типизации;
- предусматривать технологичность и наименьшую трудоемкость изготовления, транспортирования, монтажа, доступность к обслуживанию и ремонту инженерных сетей;
- учитывать производственные возможности и мощность технологического и кранового оборудования;
- учитывать допускаемые отклонения от проектных размеров и геометрической формы элементов конструкций при изготовлении и монтаже.
7.1.4 При проектировании конструкций необходимо предусматривать:
- размещение устройств и механизмов для обслуживания и ремонта, если без них доступ к элементам невозможен;
- организацию защитных мероприятий от эксплуатационных воздействий.
7.1.5 При проектировании конструкций комбинированных каркасов с одновременным применением элементов из древесины, металла и (или) железобетона необходимо разрабатывать соединения, позволяющие компенсировать разницу в усадке и деформациях элементов из разных материалов.
7.1.6 Проектирование несущих конструкций в сейсмических районах (с сейсмичностью 7 баллов по шкале MSK-64 и более) следует выполнять в соответствии с требованиями СП 14.13330.
7.1.7 Проектирование несущих конструкций для высотных зданий и комплексов следует выполнять в соответствии с требованиями СП 267.1325800.
7.1.8 При проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации, подвергающихся интенсивным воздействиям температуры, радиации, агрессивных сред; предварительно напряженных, пространственных, висячих конструкций, особого назначения и уникальных зданий, сооружений следует соблюдать требования, которые учитывают особенности работы и эксплуатации таких конструкций.
7.2 Основные требования к конструкциям и узловым соединениям
7.2.1 Характеристики конструкций и мероприятия, исключающие разрушения любого характера и нарушение пригодности в процессе строительства и эксплуатации, при различных расчетных воздействиях, должны обеспечивать соблюдение требований безопасности.
7.2.2 Эксплуатационную пригодность следует обеспечивать характеристиками конструкций и мероприятиями, исключающими возникновение чрезмерных перемещений, колебаний, повреждений, отклонений, затрудняющих нормальную эксплуатацию. Для этого необходимо учитывать требования:
- к внешнему виду конструкции;
- технологические к нормальной работе оборудования, механизмов;
- конструктивные по совместной работе элементов и деталей;
- прочие, в соответствии с заданием на проектирование.
7.2.3 Характеристики конструкций, обеспечивающие безопасность и эксплуатационную пригодность в течение всего расчетного срока службы, должны отвечать требованиям долговечности.
7.2.4 Долговечность элементов и комплектующих конструкций должна соответствовать расчетному сроку службы здания и сооружения по ГОСТ 27751.
Допускается использовать элементы с меньшим расчетным сроком службы, если предусмотрена возможность их замены.
Проектная документация и (или) инструкция по эксплуатации объекта должны содержать:
7.2.5 В проектной и рабочей документации не допускается:
- предусматривать использование восстановленных, бывших в употреблении конструкций и элементов, в том числе соединительных;
- применять элементы, конструкции, конструктивные элементы, соединительные элементы с дефектами и повреждениями.
7.2.6 При устройстве стеновых дисков и (или) перекрытий из деревянных панелей в комбинированных каркасах следует учитывать совместную работу несущих конструкций (ригелей), плит перекрытия и (или) стеновых панелей при условии обеспечения сдвиговой жесткости деревянных элементов между собой и их крепления к каркасу.
7.2.7 Сдвиговую жесткость элементов из древесины между собой и их крепления к каркасу следует обеспечивать за счет применения металлических соединительных деталей, устанавливаемых по кромкам элементов (перекрытий, стен, диафрагм и пр.) и в местах их опирания на каркас (рисунки 7.1, 7.2).
7.2.8 Стеновой диск и (или) перекрытие из древесины следует считать жестким в том случае, если его сдвиговая жесткость отличается от условной жесткости цельного диска и (или) перекрытия не более чем на 10%, при тех же конструктивных параметрах, прочностных и упругих характеристиках этих элементов.
7.2.9 Жесткость узловых соединений крепления элементов из древесины между собой и к стальному каркасу следует определять в соответствии с ГОСТ 33082.
7.2.10 Совместная работа железобетонной стяжки (плиты) и диска перекрытия из деревянных элементов обеспечивается винтами (винтовыми стержнями), установленными в древесину, а также анкерами в виде стержней, вклеенных в древесину (арматурные, клеевинтовые), соединенными с арматурой стяжки (плиты) (рисунки 7.3, 7.4).
7.2.11 Проектирование и расчет элементов крепления следует выполнять согласно характеристикам и свойствам выбранного материала с учетом особенностей изготовления, монтажа и условий эксплуатации конструкций (среда, температура, влажность и пр.).
7.2.12 Схемы крепления должны обеспечивать установку элементов в проектное положение без возникновения дополнительных напряжений.
7.2.13 Узлы, соединения и их составляющие должны обеспечивать компенсацию температурных деформаций в процессе строительства и эксплуатации.
7.2.14 Расположение крепежных деталей в узловых соединениях элементов должно исключать образование «мостиков холода».
7.2.15 При проектировании необходимо учитывать допускаемые отклонения размеров несущих и крепежных элементов, указанные в технической документации на изделия, в рабочей документации.
7.2.16 При проектировании узлов соединения из разнородных металлов и разработке мероприятий по предотвращению контактной коррозии следует руководствоваться ГОСТ 9.005 с учетом влажности, агрессивности среды и прочих условий эксплуатации.
7.2.17 Конструкции и элементы узлов крепления должны быть выполнены из коррозионно-стойких материалов или обеспечены защитой от коррозии в соответствии с СП 28.13330.
7.2.18 Проектирование и расчет соединений деревянных конструкций следует выполнять в соответствии с СП 64.13330. Проектирование и расчет соединений деревянных конструкций с винтами (винтовыми стержнями) следует выполнять в соответствии с СП 299.1325800, с вклеенными и клеевинтовыми стержнями - СП 382.1325800.
7.2.19 Выбор, конструирование и расчет соединений с использованием металлических деталей (нагелей, стержней, винтов, пластин, метизов, фасонных и профильных деталей и т.д.) — в соответствии с 5.4.2.
7.2.20 Примеры соединений, применяемых для строительства зданий из деревянных и металлических конструкций, приведены на рисунках 7.1, 7.2.
7.2.21 Примеры устройства железобетонной стяжки (плиты) по сборным плитам из древесины с креплением к элементам каркаса приведены на рисунках 7.3, 7.4. При этом высоту деревянного элемента hwo следует принимать не менее 100 мм, высоту бетонной стяжки (плиты) hb — не менее 50 мм и не более 0,7hwo. Армирование железобетонной стяжки (плиты) выполняют согласно расчету и (или) конструктивно в соответствии с СП 63.13330, но не менее диаметра 5 мм, класса В500С (ГОСТ Р 52544) с ячейкой 100 x 100 мм. Установленные в элементы из древесины винты (винтовые и клеевинтовые стержни) следует соединять с арматурой бетонной стяжки (плиты) с помощью вязальной проволоки; для арматурных стержней, в том числе вклеенных в элемент из древесины, следует обеспечить анкеровку в бетонной стяжке в соответствии с СП 63.13330.
7.2.22 Дополнительные нормируемые показатели качества конструкций из древесины, металла и (или) железобетона, связанные с теплопроводностью, теплостойкостью, огнестойкостью, выносливостью, тепловыделением, коррозионной стойкостью, биологической защитой и с другими требованиями, предъявляемыми к материалам конструкций по СП 50.13330, СП 28.13330, устанавливают заданием на проектирование.
1 — сборная панель из древесины; 2 — винт а — параллельно-перекрестное соединение под углом 60°; б — параллельно-перекрестное соединение под углом 90°; в — перекрестно-перекрестное соединение под углом 60° и 90°; г — перекрестно-перекрестное соединение под углом 120° и 90°
Рисунок 7.1 — Пример объединения сборных панелей из древесины в сплошные плиты перекрытия и (или) стеновые диски с помощью винтов
1 — несущий элемент каркаса; 2 — сборная панель из древесины; 3 — винт; 4 — гладкий металлический стержень; 5 — клей; 6 — сварка; 7 — винтовой (профилированный, клеевинтовой) металлический стержень; 8 — металлическая пластина; 9 — болтокомплект со шпилькой, с резьбой требуемой длины; a1 — глубина ввинченной части винта в деревянный элемент а — соединение винтами (винтовыми нагелями) под углом 90°; б — соединение винтами под углом 45° или 30°; в — соединение гладкими металлическими стержнями с помощью вклеивания; г — соединение винтовыми (профилированными, клеевинтовыми) металлическими стержнями с помощью вклеивания; д — болтовое соединение с (без) помощью вклеивания, с винтами (винтовыми нагелями) под углом 90°, с использованием металлических пластин; е — болтовое соединение с (без) помощью вклеивания, с винтами (винтовыми нагелями) под углом 45° или 30°, с использованием металлических пластин;
Рисунок 7.2 — Пример узловых соединений и креплений панелей из древесины (стеновые, перекрытия) к несущим элементам каркаса
1 — несущий элемент каркаса; 2 — панель (элемент каркаса) из древесины; 3 — металлические элементы крепления элемента из древесины к несущим элементам каркаса; 4 — металлический стержневой анкер; 5 — железобетонная стяжка (плита); L — пролет изгибаемого элемента из древесины, расстояние между опорами элемента из древесины; узлы А, Б, В указаны на рисунке 7.4 а — устройство перекрытия по верхним полкам элементов каркаса; б — устройство перекрытия по нижним полкам элементов каркаса закрытого вида; в — устройство перекрытия по нижним полкам элементов каркаса открытого вида
Рисунок 7.3 — Примеры устройства деревобетонных плит с креплением к элементам каркаса
1 — несущий элемент каркаса; 2 — панель (элемент каркаса) из древесины; 3 — металлические элементы крепления элемента из древесины к несущим элементам каркаса; 4 — винт (винтовой стержень); 5 — бетонная стяжка (плита); 6 — арматура стяжки (плиты); 7 — гидро-, звукоизоляционный слой; 8 — антикоррозионная прокладка; 9 — вклеенный арматурный (или клеевинтовой) стержень (анкер); hb — высота железобетонной стяжки (плиты); hwo — высота деревянного элемента; h — суммарная высота плиты перекрытия; a1 — глубина ввинченной части винта (винтового стержня) или вклеенной части арматурного (или клеевинтового) стержня (анкера) в деревянный элемент а, в, д — устройство перекрытия с использованием винтов (винтовых стержней); б, г, е — устройство перекрытия с использованием вклеенных арматурных (или клеевинтовых) стержней (анкеров);
Рисунок 7.4 — Примеры узлов устройства деревобетонных плит с креплением к элементам каркаса
8 Требования пожарной безопасности
Требования пожарной безопасности должны приниматься в соответствии с [2].
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»
2. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
------------------------------------------------------------------